astrofisica relativista - sergio mendoza.pdf

283
<  > http://www.astroscu.unam.mx/~sergio

Upload: guillermoandres88

Post on 02-Jun-2018

227 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

§  
§

 
§


§
§
§


§
§
§
§
§  
§      
§  

 
§
§    
§  



<







  >
 
Figura I.1:   
   


   
 

   


           
  


   
   
       




   




   

 


 
 




       
   













       
   
  



   
      


  
           
  

   

           
     



   

<







  >
 
       

 



       




     

   


   


   
   
 
     

     







        





   






       


   
              
   

   

 


             
           



   

     
       



     
              
       
              
   
 
   

   








       


       
  



           

   
       








   
   
   





   


   



§3. Astrofsica relativista
       


   
   
  

 

   




   


        
  ∼   /
     
          
        
   


   

   
      










   

      
      
  
           
      

  
   

     
 
 
              
  

   


  


           

  
       

             

          
        
     
       
  
   
   

            
              
   
      


Figura I.3:
Figura I.4:


   


  
       











         
Figura I.5:
Figura I.6:
Figura I.7:   
Figura I.8:   
Figura I.9:
           
       


       
   
   



   





   
            

 


   
     
                  
      
 
  



       


   




  
   
         


   
         
      
  

          
           
        


            
 


     
   


   






m 1   m 2   m 2  =  6   m 1  =  5
F1/F2  =  1/100   F1   F2       m 1   m 2
         
   

   



m − M =  5
|r1− r2| ,  
r   .  

 
       
 


   

   

   


       
      



 
r2   er,  

 

Figura I.11:   
Figura I.12:
Figura I.13:
Estrella fija
 θ

       











1, 2, 3            



   
           
    


   
           

<







  >
 


 


       
     
   
 

δαλ   δαµ
δβλ   δβµ


<







  >
 

































































































<







  >
 


  
   




       

                  
       
  
       

 



       



     
 

   

        
del observador
       

     

    (+,   −,   −,   −)†




   



 
     
     

      
 y1)2 + (z 2− z 1)2

   
2(   t)2− (   l)2.  
       

s 2 =  c 2t 2− l 2

  




       


2t 2 > 0.      
   
   

           




               


 


           
           
      

   










   


       
  

       
                       
   

         


   


   




(−, +, +, +)



















<







  >
 
t 2.
1 =
 t2
t1
t
  1 −


   





   
       

   
       

   

   
           

   













   

      
t       r    
c 2 t2 −   l2



 

   
   
   

ct
x
 Ψ
= x/t



 γ =   1  1 −
   
   

     
  


   

               


<







  >
 

c   θ
   
1 − w2/c2 , A1 =
, A2 = A 2 A3 = A 3.  
























<







  >
 
   
aib i =  aibi
3.  


    §    
   






δip   δir
k s
l s

α                


   
fα   fα  =   1 2 αβγ   fβγ








 




 


         


   



≡   Sikl.    
   

  .  
       
           
J   =  ∂(x 0, x 1, x 2, x 3)
∂(x0, x1, x2, x3)   x 0
x 1 x 2




       


<







  >
 

<







  >
 
           

     pi pi =  m c2
,      
           


 e
ELECTROMAGNETICO. 87
=  e


   

p        


  v 
           

c
∂f
(∂Ak/∂xm)   xm      
B2− E2 =   ,   E  B  =   .  

     

kl
S
  = −   1





   
       

   
           



          S
S =

   ∂T ki ∂xk
 q∂Λ/∂
q −Λ


ω =  e+ p
           

 
∂T ki ∂xk

<







  >
 
 w  =    +  pV 
σ
 u i δli− u i u  l

     



 








2 ρ
  2 + ρ,
   






     



     
 
   
           

               
              



G
 












M ≈ ρl3  p ≈ ρc2
l ≈   c√  Gρ
       


   

     
       

 


W  = m 

†  





















     


   




α ≡ κ (n + 1)

 







           

 


   
 
 



 ν)
 ν)
 
 



 
1
2

 


  
 







   


   
           
  ∼      
   


           
       



 p + D −→ He3 + γ
He3 + He3 −→ He4 + 2p,  
       
   









          






       










− G M2
M2 ≈ 1M    
   
e− + p → n + ν.  
  −
 
   


     





   
       
      






(κ + 1) p1 .  
 4π (κ + 1) ρ1  
      




            m 1r1 + m 2r2 =  0


   
   
P       K1 ≡   1   i
K1/K2    
   


 


   
       
         
       

   


  



      


  
   
   

∞   c2(r  )
     

<







  >
 

   
       




   
    
   
     
 
    ∂(ρ   µ)/∂t =  ρ∂   µ/∂t+   µ∂ρ/∂t = −ρ   ν∂   µ/∂x ν−∂p/∂xµ−
µ∂(ρ   ν)/∂x ν
∂ρ   µ

       


    Πµν    
Πµν  =  pδµν + ρ   µ   ν −  σ µν  = −σµν +  ρ   µ   ν   σµν  = − pδµν +  σ
µν




 


    v    =  eµ   xµ/   t   x  =   r   θ −    
y =   r    +    


      
r  =  σ xy|=0
ax( =  0) = ar ay( =  0) = a   a  =  axex+ ayey =  arer+ ae
σ r  
∂r  .    
∂r   r.  
 ∂



2 ρ   r   ar =  0   ar


r
r  .  
   

<







  >
 
  ∞

   
|r2− r1| (r2− r1),  


   


m 2( p) .
   
   

               
                  







       
   
           
       
           
         
       


       
       
           
       


   
   






<







  >
 
           
t, z   =  z ,    

x0 =  ct, x1 =  x, x2 =  y, x3 =  z     

<







  >
 






   
           
       
               
       
   

       

     
   


           




   
 
+,  −,  −,  −






  −,  +,  +,  +



 

 



<







  >
 
   




       
   

a
Figura VI.1:   
           

    Rθ =  d
R2 =  d2
θ2  =  1
 4 l2 +
   
   
       


           

†      

 


    xk = (x0, x1, x2, x3)
             




m,  
δkl






   
       
 
   

   
     


∂(x 0, x 1, x 2, x 3)  =
 ∂xi
x k
Epqrs =Eabcdgapgbqgcrgds =   1√  −g
x 2 x 3
∂ (x0, x1, x2, x3)    =
√  −g   .  
           
    x0    
    gmp    
  x0

   
,  


       

<







  >
 

xp   ∂2xk


       
      
       
   

   


   
          
   
       
   
xl,


xm.
  xl.  

<







  >
 
i m.    
Πik;l =  ∂Πik

... ...m...
m...  
 





<







  >
 
∂x m
∂x r
   


  ∂glp
∂gkl





    gik gik   gik
            gik   gik =  g
    gikgik =   δ p p  =  4   gik   gik = −gik gik


         
   
 
 

§  

   
   
       

xl = 0.



g00 ≈ 1 +  2φ

       
           
       


  §
   

δu i =   u i          u i
xi xi+   xi  u i+δu i = u i+   u i
 u i xi
1
 


Riklm = −Rkilm = −Rikml =  Rlmik.  
  −  ∂Γ lil ∂xk
l km.  
        δgik    
                      


           
               
   


 





   
ζ  =  R θ      
2 =   θ2 +
  2θ   2,  
κ    
,  
   
l2 =   x21 +   x22 +   x23 +  (x1   x1 + x2   x2 + x3   x3)2
R2
2 3 ≈  R2
∂xλ =  γαλδβη

<







  >
 

 χ, θ,  
     
   
R2


                  
         


     





   
    M
gµν    


       


   

   
     
       
2
 η   



   






   


 



   


§52 PARTICULAS Y RAYOS DE LUZ CERCA DE AGUJEROS NEGROS227
α −1 τ 2 + (α c)−2







       



 





         
 
   
                   


   

   

   
  




   

  u 1
R   +
 3GM
2c2R2
1 +
 1

   

  
         



   

<







  >
 
       


          

  
   

   
   
.



       
                   
∼  
 

   
       


   


   


          

 
  


       

       

     

                  
3r  
 
  




 
            
   


   
   
       


   


   




   
   


       





       

 
 

   








   

      

   


   
   
   
         
 




  

 
   








   

     
          




<







  >
 


  

   

 
 


       

   
  

 
 



          


 


   


   
 

 
 
 
×  


 
   

   


   
       


   


   
       
   


      




     
 
 

      



<







  >
 
§       α 
       


   
      
           
             
   
           


        §    



           
       


 


   
.




   
.
    
.   .


  =

   






      
   
   

   

   





<







  >
 
l2 =   x2
t =  t2− t1    

     


       

<







  >
 
z  = ∞   R =  0
           
  

   


 


   

       




 
  

   



   
a ≡   0
2H0(0− 1)3/2 .
α ≡   0
2H0(1 −0)3/2 .
         l





         
           








   

       
   
       
          ρ  
   




   
 



   




           
       
   
     
   




 ν =  ν0(1 + z )    
   

   

<







  >
 





              

         
   

32πGe0
3c2
0h 2   ,  
    z ≤  4× 1040h 2    



 



  




       
                
 

 
             
       
   
           
          
   

           
                  

  
               

       
  






          


 
 

   
   
 
 


       

v  =  v 0 + δv , ρ =  ρ0 + δρ, p =  p0 + δp, φ =  φ0 + δφ.  
Tarea 24
  r/   t =  0
ω2 = c2k 2− 4πGρ0    
 4πGρ0
   









 

   


κ =  4/3