Rácz István
Gyenge gravitációs hullámok leírása az általános relativitáselméletben
TARTALOM, FÜLSZÖVEG
Tartalom
1. Bevezetés
2. A linearizált elmélet
2.1. A téridő mint entitás
2.2. A linearizált elmélet
2.3. A linearizált Einstein-egyenletek
2.4. A Maxwell-elmélet
2.5. A diffeomorfizmusinvariancia
2.6. A Newtoni határeset
2.7. A forrás leírása
2.8. A próbatestek leírása
3. Gravitációs hullámok
3.1. Az inhomogén egyenlet
3.2. A forrásmentes eset
3.2.1. A "sugárzási" mérték
3.3. A geometriai szabadsági fokok
3.4. "Sugárzási" mérték az általános esetben
3.4.1. Az analóg elektrodinamikai probléma
3.4.2. A linearizált gravitáció esete
3.4.3. Az energia-impulzus tenzor felbontása
3.4.4. σαβ nem lokális
3.4.5. A linearizált Einstein-egyenletek sugárzási mértékben
4. A mérhető mennyiségek
4.1. Mértékválasztás
4.2. A megfigyelésről
4.2.1. A detektor válasza valódi források figyelembevételével
Irodalomjegyzék
Fülszöveg
Einstein már 1916-ban, közvetlenül az általános relativitáselmélet megalkotása után felismerte, hogy elmélete alkalmas a gravitációs hullámok leírására, majd vizsgálta azok tulajdonságait. Einstein elmélete segítségével azt is megjósolta, hogy a gravitációs tér csillagászati léptékű és erősen aszimmetrikus dinamikus folyamatai során rengeteg energia szabadulhat fel gravitációs hullámok formájában, ugyanakkor ezek a távoli megfigyelők számára nagyon gyenge változásokként jelennek meg.
Az Einstein-elmélet a gravitáció egy olyan geometrizált elmélete, amelyben nincs gravitációs erő, helyette a gravitációs hatások a téridő geometriájának görbültségén keresztül jeleníthetők meg. Az elmélet alapján a Világmindenségben található anyag elhelyezkedése és mozgása határozza meg annak geometriáját, ugyanakkor az Univerzumot felépítő anyag fejlődése csak ezen - az időben és térben is változó - geometria fejlődésével együtt írható le. Mindezekkel összhangban a gravitációs hullámokra mint a hullámforrások környezetében kialakuló geometriai változásoknak a téridőben fénysebességgel tovaterjedő hatására gondolhatunk.
A tudományos közösség várakozásai szerint a gravitációs hullámok első közvetlen detektálása néhány éven belül megtörténik. Ez a megfigyelés és ezt követően a gravitációshullám-csillagászat kialakulása korszakalkotó jelentőségű lesz, hiszen csak ezen hullámok segítségével nyerhetünk közvetlen információt az univerzum 96%-át kitevő "sötét rész", a sötét energia és a sötét anyag mibenlétéről.