Πέμπτη, 17 Ιουνίου 2010

Διακρίνοντας διαφορετικούς χωρόχρονους

Σήμερα στο τμήμα Φυσικής πραγματοποιήθηκε μία διάλεξη από τον επίκουρο καθηγητή Θεοχάρη Αποστολάτο, με θέμα το πως μπορούμε από παρατηρήσεις βαρυτικών κυμάτων να διακρίνουμε αν ένας χωρόχρονος είναι τύπου Kerr ή κάτι διαφορετικό από Kerr.
Ο χωρόχρονος τύπου Kerr περιγράφει τη γεωμετρία γύρω από μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα και είναι μία από τις κλασσικές λύσεις για μαύρες τρύπες που έχουμε. Η άλλη πιο γνωστή ίσως λύση είναι η στατική μαύρη τρύπα του Schwarzschild, ενώ υπάρχουν και οι μαύρες τρύπες με ηλεκτρικό φορτίο (Kerr-Newman και Reissner-Nordstrom).

Στην αστροφυσική γενικά, τα διάφορα αντικείμενα όπως είναι οι αστέρες έχουν περιστροφή. Και η περιστροφή διατηρείται (διατήρηση της στροφορμής). Αυτό μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η μαύρη τρύπα τύπου Schwarzschild, χωρίς περιστροφή δηλαδή, είναι μάλλον καθαρά θεωρητικό αντικείμενο, αφού όλα τα αστροφυσικά αντικείμενα έχουν περιστροφή και άρα με την βαρυτική τους κατάρρευση θα πρέπει να καταλήγουν σε περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, δηλαδή τύπου Kerr.

Από εδώ και πέρα δημιουργείται το ερώτημα, η μαύρη τρύπα του Kerr είναι το μόνο περιστρεφόμενο συμπαγές αντικείμενο που μπορούμε να φανταστούμε; Η απάντηση είναι όχι. Για την ακρίβεια, έχουν προταθεί πολλά εναλλακτικά των μελανών οπών συμπαγή αντικείμενα, τα οποία έχουν χωροχρόνους με διαφορετικά χαρακτηριστικά από τον χωροχρόνο του Kerr. Αφού λοιπόν υπάρχουν και άλλες δυνατότητες, πως μπορούμε εμείς παρατηρησιακά να τις διακρίνουμε. Σε αυτή την πρόκληση έρχεται να δώσει μία πιθανή απάντηση η δουλειά που παρουσίασε ο Θ. Αποστολάτος, η οποία βασίζεται στην ανίχνευση της βαρυτικής ακτινοβολίας που εκπέμπει ένα αντικείμενο που ακολουθεί κάποια τροχιά μέσα στον χωρόχρονο που διαμορφώνεται από ένα κεντρικό συμπαγές αντικείμενο.

Η ανακοίνωση της διάλεξης είναι η παρακάτω, όπου υπάρχει το link για την παρουσίαση της ομιλίας και τα links για τις σχετικές δημοσιεύσεις, ενώ στο τέλος υπάρχει και το video της ομιλίας.
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ
ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ
Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου

ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ
Πέμπτη 17 Ιουνίου 2010, 12:00
Κτίριο Φυσικής, Αίθουσα Συνελεύσεων Τμήματος

Μαύρες τρύπες Kerr ή κάτι άλλο; Εντοπίστε τη διαφορά.
Θεοχάρης Αποστολάτος
Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, Πανεπιστήμιο Αθηνών

Οι μαύρες τρύπες Kerr πιστεύουμε ότι αποτελούν το τελικό στάδιο της βαρυτικής κατάρρευσης αστέρων. Οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων που κατασκευάστηκαν, καθώς και αυτοί που θα κατασκευαστούν στο άμεσο μέλλον, θα μας δώσουν τη δυνατότητα να παρατηρήσουμε συστήματα ζεύγους αστέρων μέσω της βαρυτικής ακτινοβολίας που αυτά εκπέμπουν. Ένα από τα θέματα που εγείρονται είναι αν οι ανιχνευτές θα μπορέσουν να μας απαντήσουν σε ερωτήματα σαν το "είναι η γενική σχετικότητα η ορθή θεωρία βαρύτητας σε περιοχές ισχυρών βαρυτικών πεδίων;", ή "οι αστροφυσικές διεργασίες κατά την κατάρρευση οδηγούν οπωσδήποτε σε μαύρες τρύπες;". Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένας τρόπος με τον οποίο μπορούμε να ελέγξουμε αν ένα διπλό σύστημα αστέρων περιέχει μια μαύρη τρύπα Kerr ή όχι. Η ιδέα βασίζεται στην ξεχωριστή ιδιότητα της μετρικής Kerr και συγκεκριμένα στην ολοκληρωσιμότητα των αντιστοίχων γεωδαισιακών εξισώσεων καθώς και στα ισχυρά θεωρήματα των δυναμικών συστημάτων KAM και Poincare-Birkhoff. Πρόκειται για ένα κριτήριο που βασίζεται στην ιδιόμορφη εξέλιξη των συχνοτήτων εκπομπής βαρυτικών κυμάτων όταν η τροχιά περνάει από κατάσταση συντονισμού (περιοδική τροχιά) και το σύστημα των γεωδαισιακών εξισώσεων δεν είναι ολοκληρώσιμο. Είναι ένα ποιοτικά ξεχωριστό κριτήριο που το διαφοροποιεί από άλλα προταθέντα κριτήρια.

Phys. Rev. Lett. 103, 111101 (2009)
(arXiv:0906.0093v1 [gr-qc])
Phys. Rev. D 81, 124005 (2010)
(arXiv:1003.3120v1 [gr-qc])


Observable signature of a background deviating from the Kerr metric (ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ) from Vagelford on Vimeo.



Η διάλεξη κλίνει με την πρόταση $$\reverse\opaque\varepsilon\kappa\pi\alpha\acute{\iota}\delta\varepsilon\upsilon\sigma\eta\;\bigcap\;\acute{\varepsilon}\rho\varepsilon\upsilon\nu\alpha\;\neq\;\emptyset.$$


Η ομιλία ήταν πολύ καλή και με πολύ καλή ροή και αρκετά κατατοπιστική.Ελπίζω να την απολαύσετε.

Καλή διασκέδαση.

---------------------------------------------------------
Update: Ανέβασα και ένα βίντεο όπου προβάλλονται οι διαφάνειες της ομιλίας.

Μαύρες τρύπες Kerr ή κάτι άλλο; Εντοπίστε τη διαφορά. from Vagelford on Vimeo.

9 σχόλια:

Oblivion είπε...

Οι μελανές οπές είναι ένα κανονικό ουράνιο σώμα έτσι?Όπως πχ η Γη,ο Δίας κλπ, και επειδή έχουν θεωρητικά άπειρη βαρύτητα, εμείς δεν τις βλέπουμε.Γιαυτό και όταν τις απεικονίζουν σε βιβλία ή περιοδικά,μου δινόταν η εντύπωση πως είναι..τρύπες κανονικές στον χωροχρόνο.Η κάνω λάθος?

Ο Αλχημιστης είπε...

Νομιζω οτι το blog σου ειναι μια οαση στην πληθωρα ηλιθιων αναρτησεων που υπαρχουν στα blogs σχετικα με επιστημονικα θεματα!!!


Συνεχισε και καλο κουραγιο!!

Vagelford είπε...

Ευχαριστώ Αλχημιστή, προσπαθώ.

Oblivion, επί της ουσίας η ερώτησή σου είναι, τι είναι μια μαύρη τρύπα ακριβώς;

Αν έχεις όρεξη, δες την ετικέτα "Μαύρες Τρύπες", όπου υπάρχουν κάποια σχετικά κείμενα κάπως σκόρπια (κάποια πράγματα θα βρεις σίγουρα στο, "Dr Strangelove or how I stopped worrying and learned to love CERN, LHC and Mini Black Holes").

Το θέμα όμως αξίζει ένα ξεχωριστό post που να είναι σχετικά ολοκληρωμένο και πλήρες, οπότε επιφυλάσσομαι.

vaggelis1984 είπε...

@Vagelford με τόσα θέματα που έχεις γράψει πρέπει να ασχολούμαστε από Manko-Novikov και πάνω, η μετρική Kerr είναι τετριμμένη για μας :P
Πάντως ήθελα να πάω στην διάλεξη και δεν μπόρεσα :(

@Oblivion έχουν ισχυρό βαρυτικό πεδίο με αποτέλεσμα να μην μπορεί να ξεφύγει από αυτές ούτε το φως (γι'αυτό και μελανές,μαύρες) και "απορροφούν" όποιο σώμα βρεθεί πολύ κοντά σε αυτές(γι'αυτό και οπές,τρύπες).

Vagelford είπε...

LOL vaggelis... Πάντως σε έφτιαξα καλά, δεν μπορείς να πεις...

Σχετικά με τις μαύρες τρύπες, αυτήν ακριβώς την απάντηση δεν ήθελα να δώσω. Όχι γιατί είναι "λάθος", αλλά γιατί είναι αυτή που οδηγεί συνήθως σε "κακές" παρανοήσεις, του τύπου "ρουφήχτρες του διαστήματος".

;)

Vaggelis1984 είπε...

Δεν διαφωνώ με το ότι οι "ρουφήχτρες" είναι παραπλανητικός τίτλος, γι'αυτό και είπα ότι μόνο "πολύ κοντά" σε αυτές η επίδραση είναι ισχυρή και γι'αυτό έβαλα το απορροφούν σε "".

Υ.Γ Ο Ιωάννου απλά ΘΕΟΣ.

Oblivion είπε...

@vagelford%vaggelis1984


Το γνωρίζω αυτό που λες vaggelis1984, το θέμα μου είναι ότι, από την στιγμή που ρουφάνε τα πάντα, δηλαδή αν ρουφήξουν πχ εμένα (:P) θα μείνω κολλημένος στην επιφάνεια ενός στερεού, ελαφρός ελλειπτικού ή και σφαιρικού σχήματος, άσχετα αν ζω η πεθάνω, ή μιλάμε για μια περίεργη φάση της ύλης?

Vagel έχω ασχοληθεί κάμποσο με τις μελανές οπές, από διάφορα περιοδικά (scientific american,science illustrated) αλλά όλες το σχετίζουν με το timetravel, το γεγονός ότι είναι ρουφήχτρες, και με wormholes (που είναι διαφορετικό αλλά υποτίθεται πως έχει σχέση).

Τις καλημέρες μου!

Ανώνυμος είπε...

Eξαιρετική ομιλία του κ. Αποστολάτου..

Ευχαριστούμε αγαπητέ Vagelford για το video!

ΤΖΙΝΙΣ Χ. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ είπε...

1/2 Η ΜΑΥΡΗ ΤΡΥΠΑ ..ΑΣΠΡΙΣΕ.......
#6 Subject: Μ Α Υ Ρ Ε Σ - Τ Ρ Υ Π Ε Σ. Ο Στίβεν Χόκινγκ αλλάζει γνώμη για τις μαύρες τρύπες. Υποθετικά σώματα.
Η ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΝΕΟΥ ΑΣΤΕΡΟΣ, Η ΠΛΑΝΗΤΗ (Αιτιολογική ανάλυση.) Η φυσική νόμοι δεν πρέπει να αγνοούνται ή να αλλάζουν ανθολόγος σε φαινόμενα τα οποία αδυνατούμε να εξηγήσουμε ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΑ, και αναγκαζόμαστε με την
φαντασία μας Νέα σχετική προσέγγιση του θέματος (%) επειδή τα στοιχεία που έχουμε δεν είναι αρκετά. Το ποίο πιθανόν είναι να σχηματίζεται κάποιο άστρο (πλανήτης) με τα ΜΕΧΡΙ ΤΩΡΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ των φυσικών νόμων και δεν μπορούμε να μιλάμε έξω από αυτά, μόνον φανταστικά. Η βαρύτητα είναι συνάρτηση της ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗΣ ΑΜΟΙΒΑΙΑΣ έλξεως της ύλης, (ή μεμονωμένων νουκλεονίων) πουθενά στη φύση δεν υπάρχει ΣΚΕΤΗ ΒΑΡΥΤΗΤΑ και η ένταση της είναι συνάρτηση των μαζών, για να υπάρχει όμως τεράστια βαρύτητα (μαύρες τρύπες) ώστε να συνθλίβετε κάθε τι που θα βρεθεί εκεί, ακόμη και το φως πρέπει η μάζα της ύλης να είναι τεράστια, ή ασύλληπτης πυκνότητας, *1) ή κάτι άλλο που δεν ξέρουμε, δεν μπορούμε όμως να αλλάζουμε τους γνωστούς φυσικούς νόμους με φανταστικούς χωρίς να λέμε από τι δημιουργείτε η τρομερή βαρύτητα.
Η φύση αποτελείτε από τρία πράγματα από τον ΧΩΡΟ ΤΗΝ ΥΛΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΚΙΝΗΣΗ.
Από την ύλη και την κίνηση δημιουργούνται τα πεδία πυρηνικό ηλεκτρικό μαγνητικό βαρύτητας, η ταχύτης, η ορμή, η αδράνεια, η ενέργεια, είναι το ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ της συγκριτικής κινήσεως. Για να βλέπουμε ωμός έστω και το περίβλημα των μαύρων οπών, θα πει ότι εκπέμπετε φως από εκεί,(έντονες πυγές ακτινών Χ κατά την θεωρία). Γιατί ωμός να μην καταπιούν και το περίβλημα και να εξαφανιστεί και να μην βλέπουμε τίποτα; οπός στα Μίκη μάους βλέπουμε μια ηλεκτρική σκούπα να ρουφά ότι βρεθεί μπάστα της και στο τέλος ρουφά και τον εαυτών της και να εξαφανίζετε. Να μην ξεχνούμε ότι, ΠΑΝΤΑ ΒΛΕΠΟΥΜΕ ΤΗΝ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ των μεμονωμένων ατόμων της ύλης, που
κάθε περιστροφή ενός ηλεκτρονίου γύρω άπω το άτομο είναι και μια περίοδος κυματικής ακτινοβολίας (ένας κύκλος) που εκπέμπετε συνεχώς και ΑΜΕΡΟΛΗΠΤΟΣ μέχρι το και απόλυτο μηδέν. Τα άτομα της ύλης ή ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΥΛΗΣ κλπ. έλκονται ΑΜΟΙΒΑΙΑ με το πεδίο βαρύτητας, όλοι οι πλανήτες ΑΠΟΚΛΙΝΟΥΝ από την ευθεία, από την αμοιβαία έλξη
και συγκρατούνται σε τροχιά γύρω από τον ήλιο αποδεδειγμένα, (που προέρχεται από το απομένουν πυρηνικό πεδίο των νουκλεονίων) νόμος παγκοσμίου έλξεως του Νεύτωνος, το πεδίο αυτό εκτείνεται από τη γη προς το άπειρο δηλαδή είναι
ακτινωτό. Μεταξύ δυο πλανητών ή ποσοτήτων ύλης και στο "μεσοδιάστημα" μεταξύ τους η φορά έλξεως είναι αντίθετη και η βαρύτητα μηδέν, οπός και στο κέντρο της γης η βαρύτητα είναι μηδέν. (βλέπε βαρύτης βιβ. 3 σελ.27-30).
----- Εξήγηση του φαινομένου: (Νόμος εγκλωβισμού)-----
*1) Για να έχουμε συμπεπυκνωμένη ύλη (αν είναι δυνατόν) πρέπει να κατεβούμε πολύ κάτω από το απόλυτο μηδέν, (πράγμα αδύνατον με τα μέχρι στιγμής δεδομένα) δηλαδή πρέπει να πάψουν να περιστρέφονται τα ηλεκτρόνια γύρω από
τα άτομα και να μην εκπέμπουν κυματική ακτινοβολία (θερμότητα) αλλά επειδή η θερμοκρασία του σύμπαντος είναι πολύ πάνω από το απόλυτο μηδέν, δηλαδή τα ηλεκτρόνια θα παίρνουν ταχύτητα περιστροφής δια ακτινοβολίας από το
περιβάλλων και για τον λόγο αυτό είναι ΑΔΥΝΑΤΟΝ να σταματήσουν. *2) Απόκλιση εκ της ΕΥΘΕΙΑΣ κινούμενου σώματος έχουμε ΜΟΝΟΝ ΕΝΤΟΣ ΤΩΝ ΠΕΔΙΩΝ, (βαρύτητας κλπ.).
ΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΟ για την ανάρτηση: Που με την δημοσίευση των πονημάτων μου συμβάλετε στο γίγνεσθαι και στην πρόοδο της ανθρωπότητας. ΜΕ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΖΙΝΙΣ Περισσότερα έξω από το κατεστημένο
ΟΛΑ ΤΑ # φυσικής http://users.otenet.gr/~tzinis/FHYSICS-Gr.htm Αρχή από κάτω…. ( $=εύρεση, ή πατήστε, Ctrl+F, βάλτε το $ για να έρχονται τα θέματα.)
Με εκτίμηση ΤΖΙΝΙΣ Χ. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Περισσότερα έξω από το κατεστημένο στο βιβλίο Ελληνικής φυσικής:
http://users.otenet.gr/~tzinis/B-3-FYSIKH-gr.htm