MITEN VALO KULKEE? valo kulkee pitkin geodeettia eli siten, että 4-ulotteinen pituus 2 on minimissään:

Samankaltaiset tiedostot
Valo kulkee pitkin geodeettia eli siten, että 4-ulotteinen pituus 2 on minimissään:

Tyhjä pallosymmetrinen avaruus

RATKAISUT: 7. Gravitaatiovoima ja heittoliike

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Intensiteettitaso ja Doplerin ilmiö

Suhteellisuusteorian perusteet 2017

Fy07 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1 / 5

Fysiikkakilpailu , avoimen sarjan vastaukset AVOIN SARJA

LUKION FYSIIKKAKILPAILU avoimen sarjan vast AVOIN SARJA

S Fysiikka III (Est) Tentti

RATKAISUT: 8. Momentti ja tasapaino

Sähköpotentiaali. Haarto & Karhunen.

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

Kertausosa. 2. Kuvaan merkityt kulmat ovat samankohtaisia kulmia. Koska suorat s ja t ovat yhdensuuntaisia, kulmat ovat yhtä suuria.

Viikkotehtävät IV, ratkaisut

2r s b VALON TAIPUMINEN. 1 r. osittaisdifferentiaaliyhtälö. = 2 suppea suht.teoria. valo putoaa tähteen + avaruus kaareutunut.

Pinta-alan variaatio. Rakenteiden Mekaniikka Vol. 44, Nro 1, 2011, s Eero-Matti Salonen ja Mika Reivinen

POSITIIVISEN LINSSIN POLTTOVÄLI

X 2 = k 21X 1 + U 2 s + k 02 + k 12. (s + k 02 + k 12 )U 1 + k 12 U 2. s 2 + (k 01 + k 21 + k 02 + k 12 ) s + k

rad s rad s km s km s

4.3 Liikemäärän säilyminen

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 4 Ratkaisuehdotuksia. Tehtäväsarja I

PD-säädin PID PID-säädin

RATKAISUT: 17. Tasavirtapiirit

10 Suoran vektorimuotoinen yhtälö

KUINKA PALJON VAROISTA OSAKKEISIIN? Mika Vaihekoski, professori. Lappeenrannan teknillinen yliopisto

PAKONOPEUDET eli KOSMISET NOPEUDET


Metallikuulan vieriminen kaltevalla tasolla

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Harjoituksen 1 ratkaisuehdotukset

f (t) + t 2 f(t) = 0 f (t) f(t) = t2 d dt ln f(t) = t2, josta viimeisestä yhtälöstä saadaan integroimalla puolittain

SUHTEELLISUUSTEORIAN TEOREETTISIA KUMMAJAISIA

Luentomoniste: Mekaniikka Pasi Repo & Pekka Varis (päivitetty )

Keskeisliikkeen liikeyhtälö

Y56 Laskuharjoitukset 3 palautus ma klo 16 mennessä

1. Yksiulotteisen harmonisen oskillaattorin energiatilat saadaan lausekkeesta

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson

L a = L l. rv a = Rv l v l = r R v a = v a 1, 5

Sähköstaattinen energia

S Piirianalyysi 2 Tentti

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Mapu I Laskuharjoitus 2, tehtävä 1. Derivoidaan molemmat puolet, aloitetaan vasemmasta puolesta. Muistetaan että:

RATKAISUT: 3. Voimakuvio ja liikeyhtälö

Funktion kuvaaja ja sen tulkinta

9 Klassinen ideaalikaasu

yyyyyyyyyyyyyyyyy Tehtävä 1. PAINOSI AVARUUDESSA Testaa, paljonko painat eri taivaankappaleilla! Kuu kg Maa kg Planeetta yyy yyyyyyy yyyyyy kg Tiesitk

BH60A0900 Ympäristömittaukset

Taivaanmekaniikkaa Kahden kappaleen liikeyhtälö

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Ehdotukset harjoituksen 3 ratkaisuiksi

= r, s. Jokaisella diedriryhmällä on vastaavanlainen esitys ryhmän O(2) < GL 2 (R) aliryhmänä. r 2 (C) r 2 (B) r 2 (A) s s

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

S /142 Piirianalyysi 2 1. Välikoe

RATKAISUT: 9. Pyörimisen peruslaki ja pyörimismäärä

Kertaustehtäviä. Luku 1. Physica 3 Opettajan OPAS

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku. Tilastolliset testit. Avainsanat:

Luku 16 Markkinatasapaino

Tfy Fysiikka IIB Mallivastaukset

Öljysäiliö maan alla

Äänen nopeus pitkässä tangossa

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Harjoituksen 1 ratkaisuehdotukset

F-y. mrmz. - kappaleiden (vetovoima) OVE LI-TJ TT HTAVIA G HÅVITAATI O LAI TA. ltll. kappaleiden massat ovat mr ja mz (kg)

40 LUKU 3. GAUSSIN LAKI

7. Pyörivät sähkökoneet

Mustien aukkojen astrofysiikka

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2004

Viivakuormituksen potentiaalienergia saadaan summaamalla viivan pituuden yli

1240eV nm. 410nm. Kun kappaleet saatetaan kontaktiin jännite-ero on yhtä suuri kuin työfunktioiden erotus ΔV =

Differentiaalilaskenta 1.

määrittelyjoukko. log x piirretään tangentti pisteeseen, jossa käyrä leikkaa y-akselin. Määritä millä korkeudella tangentti leikkaa y-akselin.

Luotettavuusteknisten menetelmien soveltaminen urheiluhallin poistumisturvallisuuden laskentaan

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

Mekaniikka, osa 2. Perttu Lantto. Luentokalvot

Tähtitieteessä SI-yksiköissä ilmaistut luvut ovat usein hyvin isoja ja epähavainnollisia. Esimerkiksi

JÄÄMEREN RAUTATIE ROVANIEMI-KIRKKONIEMI

Kuva lämmönsiirtoprosessista Käytössä ristivirtalämmönvaihdin (molemmat puolet sekoittumattomat)

S Piirianalyysi 2 Tentti

Muunnokset ja mittayksiköt

S Piirianalyysi 2 2. välikoe

5-2. a) Valitaan suunta alas positiiviseksi. 55 N / 6,5 N 8,7 m/s = =

Kuva 22: Fraktaalinen kukkakaali. pituus on siis 4 AB. On selvää, että käyrän pituus kasvaa n:n kasvaessa,

Kosmos = maailmankaikkeus

NAANTALI KARJALUOTO - PIRTTILUOTO ASEMAKAAVALUONNOS

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN

x = π 3 + nπ, x + 1 f (x) = 2x (x + 1) x2 1 (x + 1) 2 = 2x2 + 2x x 2 = x2 + 2x f ( 3) = ( 3)2 + 2 ( 3) ( 3) = = 21 tosi

S Piirianalyysi 2 Tentti

Sähkökentät ja niiden laskeminen I

ellipsirata II LAKI eli PINTA-ALALAKI: Planeetan liikkuessa sitä Aurinkoon yhdistävä jana pyyhkii yhtä pitkissä ajoissa yhtä suuret pinta-alat.

E 3.15: Maan pinnalla levossa olevassa avaruusaluksessa pallo vierii pois pöydän vaakasuoralta pinnalta ja osuu lattiaan D:n etäisyydellä pöydän

Tee konseptiin pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Lue ohjeet huolellisesti

Harjoituksia MAA4 - HARJOITUKSIA. 6. Merkitse lukusuoralle ne luvut, jotka toteuttavat epäyhtälön x 2 < ½.

S FYSIIKKA IV (ES), Koulutuskeskus Dipoli, Kevät 2003, LH2. f i C C. λ 2, m 1 cos60,0 1, m 1,2 pm. λi λi

Matematiikan tukikurssi

Fysp240/1 Ising-malli (lyhyt raportti)

Suhteellisuusteorian perusteet, harjoitus 6

MAA4 - HARJOITUKSIA. 1. Esitä lauseke 3 x + 2x 4 ilman itseisarvomerkkejä. 3. Ratkaise yhtälö 2 x x = 2 (yksi ratkaisu, eräs neg. kokon.

MATEMATIIKKAKILPAILU

Eristeet. - q. Johdannoksi vähän sähköisestä dipolista. Eristeistä

Vedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen

Transkriptio:

MITEN VALO KULKEE? Minkowkin avauu: x t x y z valo kulkee pitkin geoeettia eli iten, että 4-ulotteinen pituu on minimiään: g x x uoaviivaiuu iippuu käyitymietä - täkeää tietää, illä lähe kaikki havaintomme tehään valon ähkömagneettien äteilyn avulla

SCHWARZSCHILDIN METRIIKKA g??? palloymmetinen, taattinen tähti palloymetia käytetään pallokooinaatteja

x y in in o in l in x o 3 pallon metiikka metiikka pallon pinnalla g ij x i x j g ij x i in tilavuuelementti = et g ij / pallon pinta-ala = -ulotteinen tilavuu A in in 4 OK 3

käyitymätön =taainen avauu l in iippuu vain :tä l B in tehään oletu: taattien palloymmetien tähen metiikaa neliulotteinen pituu on muotoa F B in kun kaaeva avauu Minkowki F, B ei gavitaatiovoimaa ääettömän kaukana kun 4

5 ijoitetaan oletu Einteinin yhtälöihin ja atkaitaan tuntemattomat funktiot B ja F:... 8 4 R g R T G G GM F B GM F / M = tähen maa, G gavitaatiovakio pöly lakeutuu...

Swazhilin metiikka 96 GM GM GM Shwazhilin äe t aika, paikka????? paikallieti/hetkellieti: ' ' aika/paikka vaihtaneet paikkaa? 6 ' '

Kuinka uui Shwazhilin äe on? G=6.676 - m 3 kg - - Auinko: M au =.9889 3 kg R au =6.96 8 m au=.953 km << R au Maa M maa = 5.9737 4 kg maa=.89 m tavalliten tähtien Shwazhilin äe paljon pienempi kuin tähen äe atkaiu ei valii tähen iällä maaa ei voi pitää pitemäienä jotta > R, vaaitaan toella tiheää ainetta jo > R muta aukko 7

Shwazhilin äteen ulkopuolella miten valo käyttäytyy? aiaaliea uunnaa F F GM GM : ei muutota kulmauunnaa F aika iippuu kooinaatita mutta paikallinen aika iteiaika on aina Minkowkin aikaa F 8

= = jo etäiyyeltä lähetään valonäe, valon fekveni mitataan paikalliea ajaa gavitaatiopunaiitymä F F ääettömyyeä nähään punaiitymä F aallonpituu kavaa fekveni pienenee 9

eimekki etäiyyeltä = 3 / lähetetään valonäe, jonka fekveni on etäiyyellä = oleva havaitija näkee fekvenin F3 / 3 / 3 / 3 / 3 F 3 / ääettömyyeä oleva havaitija näkee fekvenin F3 / 3 / 3 / 3 / 3 F 3 /

kvanttifyiikka: fotonin enegia on h E fotoni menettää enegiaa kavuteaan gavitaatiopotentiaalita F F h h E E ääettömyyeä etäiyyeltä lähetetyn fotonin enegia on E F F E kun Shwazhilin äteeltä poi kapuamieki on aina käytettävä kaikki enegia! ääetön punaiitymä

kuinka kauan valolta kuluu kavuta etäiyyelle? t ln C t ln C C ln t nomaali ln ln ln Shwazhilin äteeltä poi kapuaminen ketää ääettömän kauan

Mitä tapahtuu valolle Shwazhilin äteen iäpuolella? t t ääellinen valo putoaa oigoon 3

jo valo putoaa oigoon, ja valo kulkee nopeammin kuin maiiviet kappaleet, kaikki kappaleet putoavat oigoon maiiviten kappaleien liikeyhtälö monimutkaiempi kuin fotoneilla, mutta uhteelliuuteoia antaa aman loppupäätelmän: kaikki Shwazhilin äteen iäpuolella oleva aine putoaa oigoon ja vieläpä mukana putoavan kellon mukaan ääellieä ajaa eim. luhituva tähti: jokainen atomi, jolle <, putoaa kekutaan eli yhteen matemaattieen piteeeen ingulaiteetti: piteeä tilavuu on nolla, joten tihey=m/v on ääetön = MUSTA AUKKO 4

= on tapahtumahoiontti: ulkopuolinen havaitija ei näe Shwazhilin äteen iäpuolelle < on ikään kuin leikattu poi näkyvätä avauueta, mutta inne voi kuitenkin mennä paluuta ei enää ole putoaminen ingulaiteettiin eikä avauuea tapahtumahoiontin ylittäminen tapahtuu vailla amatiikkaa! tapahtumahoiontti ei ole mutan aukon pinta vaan lakennallinen etäiyy vainaieta mutata aukota eli ingulaiteetita 5

vapaalle putoajalle kaikki on paikallieti Minkowkia: putoaa putoaa putoaa putoaa voiaan ooittaa jo oaiimme hieman enemmän yleitä uhteelliuuteoiaa, että kaukaien takkailijan mieletä tapahtumahoionttia kohti putoavan objektin nopeu on / putoaa putoaa / = ääellinen tapahtumahoiontia tapahtumahoiontti ylitetään mukana putoavan kellon mukaan ääellieä ajaa tapahtumahoiontin iäpuolella ingulaiteettiin ajauutaan ääellieä ajaa mukana putoavan kellon mukaan 6

7 vuoovei-ilmiö tapahtumahoiontia F pää F jalat newtonilaiittain: 4 GM mg GM GM F vataa m-maaita painoa jaloia Maan gavitaatiokentää m m g kg m m jalat pää 5 olet. kg M M M kg m m GM GM mg au pää 3 7 3 4 / 4 hek!

MITEN ULKOPUOLINEN HAVAITSIJA NÄKEE PUTOAMISEN? help! help! fotonille F etäiyy R>> avauu täällä Minkowki, kelloaika = t 8

laketaan: etäiyyeltä lähetetty vieti tulee peille ajaa t : t R R ln R etäiyyeltä ja etäiyyeltä lähetettyjen vietien aikaeo ääettömyyeä on t t t ln kun tapahtumahoiontin läpi putoaminen näyttää ulkopuolelta katoen vievän ääettömän kauan! 9

Liäki: kun lähetetyn valon aallonpituu punaiityy ääettömiin tapahtumahoiontia kaikki tapahtumahoiontin iään puonnut tavaa on jäätynyt tapahtumahoiontin pinnalle ääettömiin punaiityneenä elokuva putoamieta ketää ääettömän kauan... mutta putoajan kellon mukaan mutaan aukkoon pääytään ääellieä ajaa

tapahtumahoiontin lähellä avauu on käyitynyt niin, että fotoneilla on tabiili ata = photon phee photon phee R=3 / tapahtumahoiontti = blak hole have no hai havaittavat ominaiuuet vain - maa M - impulimomentti L - ähkövaau Q Shwazhil Ke Reine-Noöm Gunna Noöm. 3 88 4. 93

REAALIMAAILMA: mutat aukot yntyvät tähtien omahtaea mutilla aukoilla pyöimiliikettä Kein muta aukko http://en.wikipeia.og/wiki/ke_meti egophee = alue, jonka iällä ei voi olla paikoillaan mutta ei välttämättä jouu ingulaiteettiin kaki hoionttia ato.phyi..eu kaki fotofääiä ulompi ounteotating, iempi ootating ingulaiteetti on enga! pyöiminen vetää avauutta mukaana = fame agging

tähen omahtaminen gavitaatio vetää äteilypaine työntää hyotaattinen taapaino alue joa yineaktiot tapahtuvat: auingolle ~ 5 km, R au ~ 6 km yineaktiot loppuvat äteilypaine ei enää kompenoi gavitaatiota tähti omahtaa Auinko valkoinen kääpiö tähti, jonka maa M > n. M au neutonitähti tähti, jonka maa M > n. 5 M au muta aukko 3

MUSTIEN AUKKOJEN HAVAITSEMINEN epäuoati: kaaun puotea mutaan aukkoon e kaaantuu ketymäkiekoki. jonka ähkömagneettiet kentät toimivat eäänlaiena hiukkakiihyttimenä; kaau kuumenee voiaan nähä galakien kekutoia ukotaan olevan miljoonien auingon maojen uuuiia mutia aukkoja 4

kvanttifyiikka muta aukko höyytyy Hawkingin äteily vituaaliia hiukkapaeja muta aukko äteilee, lämpötila äteilyteho = vakio äteilevän pinnan ala T 4 T mutaan aukkoon kumppanina menettänyt nähään ääettömyyeä äteilynä T H 3 h 4GM tapahtumahoiontin pinta-ala äteilyteho P K BH E 3.563 3 A BH M Wkg 4 4 vakio GM 4 A T BH H M M 4 KM 5

mutan aukon maa käyttäytyy ajaa kuten M K M MM K M MM K, M M t mutan aukon elinaika on 3 K M 3 66 M M au 3 v eittäin pitkä! 6