Allgemeine Relativitätstheorie mit dem Computer
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- Valentin Baumann
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1 5. und 6. Vorlesung Allgemeine Relativitätstheorie mit dem Computer PC-POOL RAUM JOHANN WOLFGANG GOETHE UNIVERSITÄT 12. MAI, 2017 MATTHIAS HANAUSKE FRANKFURT INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES JOHANN WOLFGANG GOETHE UNIVERSITÄT INSTITUT FÜR THEORETISCHE PHYSIK ARBEITSGRUPPE RELATIVISTISCHE ASTROPHYSIK D FRANKFURT AM MAIN GERMANY
2 Noch eine (die dritte) Gravitationswellen gefunden!!! Kollision zweier Schwarzer Löcher GW Massen: 31 & 19 Sonnenmassen Abstand zur Erde 880 Mpc (mehr als 2.5 Milliarden Lichtjahre) Längen Differenz < m Credit: Les Wade from Kenyon College.
3 GW and the other GWs
4 GW170104
5 GW170104
6 GW170104
7 Allgemeines zur Vorlesung Der ausgefallene Vorlesungstermin am wird verschoben. Zusätzlich muss die Vorlesung am ebenfalls verschoben werden. Mögliche neue Termine (Mo oder Mo oder Di ). Die Online Materialien der von mir in Peking (Beijing, China) gehaltenen Vorlesungreihe finden sich unter dem folgenden Internetlink: Der Vorlesungstermin am (5. Vorlesung) wurde von Herrn Elias Most vertreten. Behandelte Inhalte: numerisches Lösen der TOV- Gleichung in Maple, Einführung in die Kerr-Metrik eines rotierenden schwarzen Loches, Ereignishorizonte und Flächen der stationären Grenze (bzw. der unendlichen Rotverschiebung), der Mitführungseffekt der Raumzeit ( Frame-Dragging ), geodätische Bewegung eines Probekörpers in der Kerr Metrik
8 Plan für die heutige Vorlesung Kurze Vorstellung der Peking Frühlingsschule über Nummerische Relativität und die Physik der Gravitationswellen Wiederholung der letzten Vorlesung (Einführung in die Kerr-Metrik eines rotierenden schwarzen Loches, Ereignishorizonte und Flächen der stationären Grenze (bzw. der unendlichen Rotverschiebung), der Mitführungseffekt der Raumzeit ( Frame-Dragging ), geodätische Bewegung eines Probekörpers in der Kerr Metrik) Klassifizierung der möglichen Bahnbewegungen um ein rotierendes schwarzes Loch (Kerr Metrik) mittels eines effektiven Potentials Kreisförmige Bewegungen in der äquatorialen Ebene Der Innermost Stable Circular Orbit für einen Probekörper der mit und entgegen der Rotationsrichtung des schwarzen Loches bewegt Der gravitomagnetische Effekt
9 Spring School on Numerical Relativity and Gravitational Wave Physics Gravitational Waves from colliding Compact Star Binaries in the context of Strange/Exotic Matter ROOM 6620 ITP NEW BUILDING, BEIJING MAY, 2017 MATTHIAS HANAUSKE FRANKFURT INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES JOHANN WOLFGANG GOETHE UNIVERSITY INSTITUTE OF THEORETICAL PHYSICS DEPARTEMENT OF RELATIVISTIC ASTROPHYSICS D FRANKFURT AM MAIN GERMANY
10 Contents of the whole Lecture Chapter 1 General Relativity of Black Holes and Compact Stars Elementary Particle Physics and the Interior of a Compact Star Chapter 2 Numerical Relativity and Relativistic Hydrodynamics The Einstein Toolkit Chapter 3 Binary Mergers of Compact Stars Gravitational Waves and Internal Properties of Hypermassive Neutron Stars
11
12 Chapter I Practical part of Chapter I Learn how to use Maple to solve several (not to complicated) problems in GR Learn the basics of parallel programming in C/C++ MPI-OpenMP Non-Rotating Black Holes Event horizon, photon-sphere, test particle falls into a black hole, geodesic motion of a massive test particle (or a massless photon) around a black hole, ISCO, Properties of Neutron Stars Density profile inside a neutron star, mass-radius relation, spacetime curvature inside and outside the neutron star,... Rotating Black Holes Horizons, ergosphere, the frame-dragging effect, ISCO s,...
13 Chapter II Practical part of Chapter II How to download and build (compile) the Einstein Toolkit How to run a test simulation (static_tov.par) Run and visualize (Mathematica or Python) one of the following problems Migration of an unstable neutron star to a stable configuration Collapse of an unstable neutron star to a black hole Collapse of a neutron star to a quark star (twin star collapse)
14 Gravitational waves from binary compact star mergers in the context of the hadron-quark phase transition IHEP, THEORETICAL PHYSICS DIVISION, BEIJING 18. MAY, 2017 MATTHIAS HANAUSKE FRANKFURT INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES JOHANN WOLFGANG GOETHE UNIVERSITY INSTITUTE OF THEORETICAL PHYSICS DEPARTMENT OF RELATIVISTIC ASTROPHYSICS D FRANKFURT AM MAIN GERMANY
15 International Symposium on Gravitational Waves Gravitational Wave Emission and Rotational properties of Hypermassive Neutron Stars from Binary Neutron Star Mergers UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCE BEIJING, CHINA, MAY, 2017 MATTHIAS HANAUSKE, LUCIANO REZZOLLA AND HORST STÖCKER FRANKFURT INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES JOHANN WOLFGANG GOETHE UNIVERSITY INSTITUTE OF THEORETICAL PHYSICS DEPARTEMENT OF RELATIVISTIC ASTROPHYSICS D FRANKFURT AM MAIN GERMANY
16 Rotierende schwarze Löcher und die Kerr Metrik
17 Der Mitführungseffekt der Raumzeit ( Frame-Dragging ) Experimente zur Bestätigung des Effektes: LARES, Gravity Probe B Gravity Probe B
18 Der Mitführungseffekt der Raumzeit ( Frame-Dragging ) und der Gravitomagnetische Effekt
19 Geodätische Bewegung um ein nicht-rotierendes schwarzes Loch The ISCO and the photon sphere
20 Effektives Potential des nicht-rotierendes schwarzes Loch
21 Kerr Metrik: Effektives Potential
22 Der gravitomagnetische Effekt
23 Der gravitomagnetische Effekt
24 Der gravitomagnetische Effekt Elektromagnetischer Effekt der Lorentzkraft: Gravito-magnetischer Effekt:
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