Teoretický fyzik a učiteľ žijúci v Prahe. Zoznam autorových rubrík: Nezaradená, Veda, Pokusy o umenie
Meissnerov efekt pre čierne diery je názvom pre skutočnosť, že čierny diery majú tendenciu vypudzovať zo svojho povrchu (horizontu) vonkajšie elektromagnetické pole, čo je zaujímavá analógia so supravodičmi.
V nedávnej dobe sa na blogu sme.sk opäť vyrojili články kritizujúce teóriu relativity, Einsteina, a tak vôbec celú súčasnú fyziku. Hoci som si predsavzal, že už na podobné nezmysly nebudem reagovať, nedalo mi to...
Po dlhej blogovej odmlke by som sa s čitateľmi rád podelil o nový výsledok, ktorý sme s mojim nemeckým kolegom získali. Dnes si vysvetlíme, aké čierne diery poznáme, nabudúce vysvetlím, čo je Meissnerov jav a čo sme ukázali.
Po dlhšej odmlke sa vraciam k sérii o čiernych dierach. Minule sme ukázali, že pád do čiernej diery sa javí rôznym pozorovateľom rôzne. Videli sme, že pozorovateľ, ktorý stojí nad horizontom, v skutočnosti nikdy neuvidí teleso padať do čiernej diery, čo súvisí s nevhodnosťou jeho súradníc, ktoré sa na horizonte pokazia. Naopak, pozorovateľ, ktorý padá spolu s telesom horizont prekročí a nič zvláštne si nevšimne; pre detaily odporúčam znovu si prečítať ostatný článok. Dnes na chvíľu prerušíme skúmanie geometrie okolo čiernych dier a pozrieme sa na základy kvantovej mechaniky a kvantovej teórie poľa. To nám otvorí cestu k správnemu pochopeniu Hawkingovho efektu, teda vyžarovania čiernych dier, a paradoxom s Hawkingovým efektom spojených.
V ostatných dvoch článkoch sme najprv preskúmali pojem konformnej transformácie, potom sme si ukázali, ako pomocou konformného preškálovania možno reprezentovať Minkowského priestoročas v konečnej oblasti. Tomuto procesu sa hovorí aj kompaktifikácia. S týmto arzenálom sme už pripravení skúmať priestoročas v okolí čiernej diery.
V ostatnom článku sme si vysvetlili, čo sú konformné transformácie vo všeobecnosti. Videli sme, že všeobecná konformná transformácia vyzerá tak, že preškálujeme dĺžky všetkých objektov, ale v každom bode inak. Táto transformácia zachováva uhly. Zmienili sme pár aplikácií konformných transformácií (Žukovského profil) a ľahko me sa dotkli súvisu komplexných funkcií a konformných trasnformácií. Článok sme zakončili úvahami o tom, či sú fyzikálne zákony konformne invariantné a povedali sme, že konormná invariancia je typicky narušená vtedy, ak popisujeme častice, ktoré majú nenulovú hmotnosť. Dnes si vysvetlíme, ako konformné transformácie vlastne súvisia s priestoročasom.
Toto je pokračovanie série článkov o čiernych dierach (v astrofyzikálnom zmysle). Pretože mojim cieľom nie je len opakovať informácie, ktoré nadšení čitatelia môžu nájsť v populárnych publikáciách a chcel by som ukázať problematiku čiernych dier do väčšej hĺbky, musíme sa na chvíľu zastaviť pri matematickom pojme konformnej transformácie.
Pokračovanie článku o čiernych dierach. Minule sme ukázali, ako vyzerá geometria priestoru v okolí čiernej diery. Aby sme pochopili Hawkingov efekt, teda vyžarovanie čiernych dier, musíme ešte preštudovať teóriu asymptoticky plochých priestoročasov a kvantovú teóriu a kvantovú teóriu poľa na zakrivenom pozadí. Aby sme však nestratili niť, ukážeme v nasledujúcich troch článkoch, ako súvisia zákony čiernych dier so zákonmi termodynamiky, teda so zákonmi tepla a jeho prenosu. Dnes sa zameriame na nultý termodynamický zákon a jeho súvislosť s povrchovou gravitáciou čiernych dier.
Toto je ďalší z článkov o čiernych dierach. Na úvod si zopakujeme a trochu poriadnejšie vysvetlíme, čo je priestoročasový interval a ako sa v ňom odráža geometria priestoročasu. Po tomto dlhšom úvode sa potom pozrieme na priestoročasový interval v okolí čiernej diery a jeho analýzou dospejeme k tomu, že čierne diery majú horizont udalostí, spod ktorého žiaden fyzikálny objekt nemôže uniknúť.
V minulom článku sme sa v rýchlosti pozreli na niektoré aspekty problematiky čiernych dier. V tomto článku začneme čierne diery študovať systematicky. V tomto i niekoľkých nasledujúcich článkoch pritom budeme skúmať klasické čierne diery, tak ako ich popisuje Einsteinova všeobecná teória relativity. Až pochopíme klasické čierne diery, zameriame sa na kvantovomechanické aspekty týchto objektov. No ale to ešte nejakú dobu potrvá :) V tomto článku sa zameriame na to, čo znamená pojem priestoročas a definujeme pojem svetelného kužeľa. Pokúsim sa vysvetliť, že priestoročas je viac, než čas a priestor dohromadyVyvrcholením článku bude vzťah pre vzdialenosť udalostí v priestoročase.
Môj, dnes už žiaľ bývalý, kolega astrofyzik, ma vyzval, aby som napísal nejaký populárny článok o veľmi aktuálnej otázke v dnešnej teoretickej fyzike. Hovorí sa jej "firewall paradox". Jedná sa o veľmi prekvapivú myšlienku, ktorá sa pomerne nedávno objavila v súvislosti s teóriou čiernych dier a fyzikov tak zaskočila, že zatiaľ neexistuje zhoda na riešení firewall paradoxu. Áno, rád by som o tom niečo napísal, ale chcem, aby to malo zmysel. Ak by som napísal (hoci i dlhý) článok o firewall paradoxe, buď by bol plný nepresností a prílišných zjednodušení, alebo by bol natoľko odborný, že by mu rozumelo veľmi málo ľudí. Preto som sa rozhodol napísať sériu článkov o čiernych dierach. Začnem dnes len súhrnným prehľadom a prosím odborne zdatných čitateĺov, aby mi odpustili niektoré zjednodušenia. Mojim cieľom je priviesť v tejto sérii všetko na pravú mieru.
Tento článok nadväzuje na článok Binárne systémy v špeciálnej teórii relativity. Niektoré podstatné body výkladu sú v texte zopakované, ale i tak odporúčam začať predchádzajúcim článkom. http://scholtz.blog.sme.sk/c/338600/Binarne-systemy-v-specialnej-teorii-relativity.html
Dnes napíšem niečo o tom, čomu sa v rámci svojho výskumu v súčasnosti venujem. Jedná sa o problém tzv. helikálnej symetrie. Tento problém je zaujímavý jednak pre svoje aplikácie v teórii gravitačných vĺn budených binárnymi systémami, ale je zaujímavý aj z čisto matematického, presnejšie geometrického hľadiska. Najprv vysvetlím, čo sú to binárne systémy v špeciálnej teórii relativity (konkrétne v relativistickej elektrodynamike), v ďalšom článku potom vysvetlím, čím sa to vo všeobecnej teórii komplikuje a nakoniec pohovorím o astrofyzikálnych aplikáciach. Pokúsil som sa oživiť výklad obrázkami vytvorenými v softwari Mathematica. Nechcelo sa mi s nimi veľmi "paprať", takže sú len veľmi schematické a čitateľom s vyššími estetickými nárokmi sa ospravedlňujem :)
V tomto článku sa pozrieme na jednu zo zaujímavých alternatív štandardnej kozmológie. Túto teóriu (či skôr hypotézu) navrhol známy britský matematik a fyzik Roger Penrose.
Toto je pokračovanie nedávneho článku o energii vo fyzike. Minule sme sa museli prehrýzť cez vysvetlenie, ako sa pojem energie objavuje v klasickej fyzike v mechanike. Dnes sa konečne pozrieme na zaujímavejšie veci, a síce na to, ako je to s energiou v klasickej teórii gravitácie a v teórii poľa elektromagnetického.
V tomto článku by som sa chcel populárne podeliť o pár poznatkov týkajúcich sa pojmu energia vo fyzike. K hlbšiemu štúdiu tejto problematiky ma inšpiroval môj vlastný výskum týkajúci sa tzv. Bondiho hmotnosti v rámci všeobecnej teórie relativity.
Toto je tretí z článkov venovaným teórii twistorov. V prvom z nich som poukázal na niektoré problémy konvenčných prístupov, v tom druhom som načrtol úvahy Rogera Penrosea, ktoré ho motivovali k formulácii teórie twistorov. V dnešnom článku by som chcel ukázať, aký význam majú komplexné čísla v kvantovej mechanike. Ukážeme si, čo sú komplexné čísla, vysvetlíme popis spinu v kvantovej mechanike a nakoniec ukážeme prekvapivý súvis medzi rovinou komplexných čísel, Riemannovou sférou a spinom častíc.
Včera som začal písať sériu článkov o teórii twistorov. Povedali sme si niečo o tom, o čo sa vlastne súčasná teoretická fyzika snaží a uviedli sme, že twistory sú nekonvenčným alternatívnym prístupom k naplneniu tohto cieľa. Dnes napíšem niečo o tom, čo Penrosea k formulácii teórie twistorov motivovalo.
Po dlhšej odmlke som sa vrátil k písaniu populárnych blogov o fyzike. Pred vyše rokom som svoj výklad skončil tesne pred Diracovou rovnicou. K tej sa ešte rád vrátim, ale dnes by som sa chcel s Vami podeliť o niektoré myšlienky teórie twistorov, oblasti, ktorej sa profesionálne venujem. Na úvod zľahka naznačím, čo sa myslí pod kvantovou teóriou gravitácie, potom problížim osobu Rogera Penrosea, ktorý je ústrednou postavou teórie twistorov. Samotnú teóriu si necháme na ďalší článok.
V tomto článku začneme z výkladom relativistickej kvantovej mechaniky. Prvým relativistickým zovšeobecnením Schrödingerovej rovnice bola Klein-Gordonova rovnica (hoci ju prvý odvodil Schrödinger, aby ju vzápätí zavrhol). Hoci túto rovnicu je možné získať priamočiarym postupom, vedie k vážnym problémom, ktoré v tomto článku rozoberieme. Ako tieto problémy riešiť, bude náplňou ďalších článkov.
