Η Εξέλιξη της Θεωρίας της Βαρύτητας:Από την Ελεύθερη Πτώση στα Βαρυτικά Κύματα.

The Evolution of the Gravity Theory:From Free-Faling to Gravitational Waves. (english)

  1. MSc thesis
  2. Μπαρμπάτσης, Λάμπρος
  3. Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική (ΠΣΦ)
  4. 20 September 2020 [2020-09-20]
  5. Ελληνικά
  6. 71
  7. Σφέτσος, Κωνσταντίνος
  8. Σφέτσος, Κωνσταντίνος | Κεχαγιάς , Αλέξανδρος
  9. Βαρύτητα Gravity | Νόμος Παγκόσμιας Έλξης Newton`s Gravity Theory | Γενική Σχετικότητα General Relativity | Περιήλιο του Ερμή Mercury perihelion | Βαρυτικά κύματα Gravitational waves
  10. 8
  11. 22
  12. Περιέχει πίνακες, σχήματα, εικόνες και φωτογραφίες.
    • Η Βαρύτητα είναι η θεμελιώδης αλληλεπίδραση που έγινε πρώτη αντιληπτή από τον άνθρωπο. Η κατανόηση και η προσπάθεια για το προσδιορισμό της, αποτελεί αντικείμενο έρευνας από τα αρχαία χρόνια. Η παρουσία της είναι κομβική τόσο στο μικρόκοσμο της κβαντικής Φυσικής και των στοιχειωδών σωματιδίων, όσο, προφανώς και στον μακρόκοσμο, την Αστροφυσική και την Κοσμολογία. Στη παρούσα διπλωματική εργασία, παρουσιάζεται η εξέλιξη της Θεωρίας της Βαρύτητας από τις αστρονομικές παρατηρήσεις των αρχαίων Ελλήνων φυσικών φιλόσοφων και μαθηματικών, έως τη σύγχρονη αντίληψη με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein και την πειραματική επιβεβαίωση των βαρυτικών κυμάτων. Στο πρώτο κεφάλαιο , μετά από μία ιστορική αναδρομή, παρουσιάζονται οι Νόμοι του Kepler. Στη συνέχεια, με δεδομένους τους Νόμους του Kepler και τους Νόμους της κίνησης της Νευτώνειας Μηχανικής, καταλήγουμε ποσοτικά στο Νόμο της Παγκόσμιας Έλξης ή αλλιώς στην εξίσωση του Βαρυτικού Πεδίου του Newton. Στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται μία περιγραφή της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Einstein. Εντοπίζουμε τα θεμέλια και τις Αρχές της και ακολουθεί μία παρουσίαση των βασικών μαθηματικών εργαλείων της. Στη συνέχεια ξεκινώντας από τη δράση Einstein-Hilbert, καταλήγουμε ποσοτικά στις εξισώσεις Πεδίου του Einstein για το κενό. Το κεφάλαιο κλείνει με τη μετρική Schwarzschild , τη μαθηματική περιγραφή της εξήγησης της μετάπτωσης του περιηλίου του πλανήτη Ερμή και στοιχεία για την «ακραία» Βαρύτητα στις μελανές οπές. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα Βαρυτικά Κύματα, μέσα από τη γραμμική προσέγγιση, σαν συνέπεια της Γενικής θεωρίας της Σχετικότητας του Einstein. Τέλος, μελετάται η θεωρητική ανίχνευση των Βαρυτικών Κυμάτων και γίνεται λεπτομερής αναφορά της πειραματικής τους επιβεβαίωσης έως το έτος 2019.
    • Gravity is the fundamental interaction first perceived by man. The understanding and trying to determine it has been the subject of research since ancient times. Its presence is crucial both in the very small distances of quantum physics and elementary particles, and, obviously at the very long distances of Astrophysics and Cosmology. In this dissertation, is presented the evolution of the Theory of Gravity from the astronomical observations of the ancient Greek philosophers and mathematicians, to the modern understanding with Einstein's General Theory of Relativity and the experimental confirmation of gravitational waves. In the first chapter, after a historical review, the Kepler Laws are presented. Then, given Kepler's Laws, we arrive quantitatively at the Law of Universal Gravity or Newton's gravitational field equation. In the second chapter, a description of Einstein's General Theory of Relativity is given. We identify its foundations and Principles and make a presentation of its basic mathematical tools. Then starting with the Einstein-Hilbert action, we arrive quantitatively at the Einstein Field equations for the gap. The chapter closes with the Schwarzschild metric, the mathematical description of the explanation of the transition of the perihelion of the planet Mercury and data on the "extreme" Gravity in the black holes. The third chapter presents the Gravitational Waves, through the linear approach, as a consequence of Einstein's General Theory of Relativity. Finally, the theoretical verification of Gravitational Waves is described, and a detailed report is made of their experimental confirmation until the year 2019.
  14. Attribution-NoDerivatives 4.0 Διεθνές