Interakce gravitačního záření s látkou

Abstract

V předložené práci studujeme gravitační vlny ve vysokofrekvenční aproxi- maci a jejich interakci s látkovými vlnami srovnatelné frekvence. Zobecníme forma- lismus R. A. Isaacsona na případ nevakuových prostoročasů. Formulujeme a studu- jeme techniku takzvaného středování, pomocí níž filtrujeme pomalé změny tenzoro- vých polí od vysokofrekvenčních fluktuací. Popsaných metod použijeme na příkla- dech s danou konkrétní středovanou metrikou, takzvanou pozaďovou metrikou. Zkou- máme tak vzájemné působení vysokofrekvenčních gravitačních vln na Robinsonově- -Trautmanově pozadí a vysokofrekvenčních elektromagnetických vln. Dále hledáme ide- ální tekutinu s vysokofrekvenčním tenzorem energie a hybnosti, která by mohla existo- vat na plochém Friedmannově-Lemaˆıtreově-Robertsonově-Walkerově pozadí spolu s vy- sokofrekvenčními gravitačními vlnami, a opět zkoumáme vztah případných gravitačních a látkových vln.

In the present work we study gravitational waves in the approximation of high frequency, and their interaction with matter waves with comparable frequency. We generalize the formalism of R. A. Isaacson to the case of non-vacuum spacetimes. We formulate and study a technique of so called averaging, which helps us to separate slow changes and high-frequency fluctuations of various tensor fields. The described methods are used in examples with a given particular metric - so called background metric. We thus study the interaction of high-frequency gravitational waves on the Robinson- Trautman background and the high-frequency electromagnetic waves. Further, we seek a perfect fluid with high-frequency energy-momentum tensor that could coexist with high-frequency gravitational waves on the flat Friedmann-Lemaˆıtre-Robertson-Walker background; again, we examine the relation between those potential gravitational and matter waves.