Ogólna teoria względności a astrofizyka
Ogólna teoria względności Einsteina opisuje fundamentalne oddziaływania między materią i energią a geometrią czasoprzestrzeni. Umożliwia ona również opisywanie oddziaływań grawitacyjnych występujących w skali gwiezdnej, galaktycznej i kosmologicznej. Częstym przedmiotem badań naukowych w różnych dziedzinach są fundamentalne aspekty oddziaływań grawitacyjnych i ich implikacje astrofizyczne. Rosnąca precyzja obserwacji obiektów zwartych (czarnych dziur i gwiazd neutronowych) w połączeniu z nową dyscypliną astronomii fal grawitacyjnych stwarza obecnie niezwykłą okazję do połączenia tych rozproszonych wysiłków i sprawdzania fundamentalnych założeń fizyki poprzez obserwacje astrofizyczne o bezprecedensowym stopniu zaawansowania. Za cel projektu ASTROGRAPHY (Gravity, fundamental physics and astrophysics: The missing link) przyjęto wypracowanie takiego połączenia. Partnerzy projektu opracowali nowy formalizm teoretyczny opisujący w kontekście ogólnej teorii względności podatność wirujących, relatywistycznych obiektów zwartych na deformację. Dowiedziono, że w przypadku wirującej czarnej dziury tzw. liczby Love’a są równe zero aż do drugiego rzędu wirowania, oraz po raz pierwszy obliczono liczby Love’a dla wirującej gwiazdy neutronowej w kontekście ogólnej teorii względności. Wyniki będą mieć istotne implikacje dla szacowania wpływu wirowania na obserwacje w astronomii fal grawitacyjnych prowadzone z użyciem zaawansowanych detektorów (m.in. aLIGO, aVIRGO i KAGRA). W ramach projektu ASTROGRAPHY badano możliwe testy silnych pól dla ogólnej teorii względności z wykorzystaniem dotychczasowych i przyszłych obserwacji astrofizycznych. W piśmie "Classical and Quantum Gravity" opublikowano przegląd tematu oraz specjalny numer tematyczny "Black Holes and Fundamental Fields". Naukowcy zajęli się niestabilnością superradiacyjną wirujących czarnych dziur w obecności świetlnych pól bozonowych. Główny badacz jest współautorem monografii na ten temat opublikowanej w 2015 r. przez wydawnictwo Springer. Wyniki projektu będą mieć istotne znaczenie zarówno dla astronomii fal grawitacyjnych, jak i dla fizyki fundamentalnej. Dowodzą one kluczowej roli obiektów zwartych w licznych dziedzinach badań, od astrofizyki po fizykę cząstek elementarnych. W toku projektu opublikowano dziewięć artykułów w czołowych pismach naukowych, jedną monografię wydaną przez wydawnictwo Springer, jeden przegląd tematu i jeden numer tematyczny pisma "Classical and Quantum Gravity" oraz dwa artykuły robocze z konferencji. Wszystkie kody obliczeniowe opracowane i używane podczas projektu są publicznie dostępne tutaj(odnośnik otworzy się w nowym oknie), a oryginalne artykuły udostępniono w bazie danych ArXiv.