Polski
English
Jerzy Stelmach
Jestem fizykiem teoretykiem. W pracy badawczej zajmuje się kosmologią. W szczególności interesuje mnie wpływ różnych rodzajów materii (zwłaszcza tak zwanej ,,egzotycznej``) na ewolucję wszechświata. Badam też związek geometrii wszechświata z jego ewolucją. Ponadto używając metod numerycznych, analitycznych oraz termodynamiki statystycznej badam ewolucję oraz kształt wielkoskalowej struktury Wszechświata.
Moje zainteresowania naukowe dotyczą również astrofizyki oraz bardzo szeroko rozumianej astronomii. Właściwie cała fizyka zarówno doświadczalna, jak i teoretyczna jest przedmiotem moich zainteresowań. Relacje między nauką, a wiarą zajmują w moich przemyśleniach szczególnie dużo miejsca. Popularyzację nauk ścisłych traktuję, jako swoje powołanie.
Badania naukowe
Do połowy lat osiemdziesiątych w badaniach naukowych zajmowałem się klasyczną oraz kwantową teorią pola. Z tej dziedziny pisałem zarówno pracę magisterską, jak i doktorską.
Obecnie w mojej pracy badawczej w dziedzinie astronomii można wyróżnić kilka nurtów:
- Wpływ różnych form materii na ewolucję wszechświata.
Badania z tej dziedziny były przedmiotem moje rozprawy habilitacyjnej. Przez wiele lat tematem tym zajmowaliśmy się wspólnie z Mariuszem P. Dąbrowskim. Interesuje nas wpływ zwłaszcza t.zw. ,,egzotycznych`` form materii (dających ujemne ciśnienie) na tempo ewolucji wszechświata w poszczególnych epokach oraz na wielkości obserwowalne w astronomii. Mamy satysfakcję, że badane przez nas teoretycznie od prawie 20 lat modele kosmologiczne (z ujemnym ciśnieniem) doczekały się potwierdzenia obserwacyjnego.
- Ewolucja wszechświata niejednorodnego oraz opisywanego różnymi teoriami grawitacji.
Istnieje nurt w kosmologii, aby pewne trudne do wyjaśnienia problemy izotropowego i jednorodnego wszechświata opisywanego ogólną teorią względności Einsteina wyjaśniać odchodząc od symetrii wszechświata oraz stosując uogólnienia teorii Einsteina, a nawet alternatywne teorie grawitacji. Wspólnie z moją doktorantką Izabelą Jakacką pracuję właśnie nad zagadnieniem z tego nurtu. Na przykładzie sferycznie symetrycznego modelu Stephaniego wykazaliśmy, że przyspieszone tempo ekspansji wszechświata wynikające z obserwacji supernowych można wyjaśnić bez uciekania się do egzotycznych form materii, jednak kosztem wprowadzenia do modeli globalnych niejednorodności (,,Nonhomogeneity driven Universe Acceleration``, Classical&Quantum Gravity, ). Obecnie pracujemy nad wyliczeniem widma mocy mikrofalowego promieniowania tła w takich modelach. Okazuje się, że postać widma mocy jest bardzo czuła na rodzaj modelu kosmologicznego. Chcemy w ten sposób znaleźć ograniczenia na globalną niejednorodność wszechświata.
- Powstawanie wielkoskalowej struktury wszechświata.
Grupowanie się galaktyk w określonej wielkości gromady oraz supergromady jest jednym z podstawowych problemów kosmologii. Metody numeryczne są tutaj niezastąpionym narzędziem badawczym. Wspólnie ze Zbigniewem Sekulskim z Politechniki Szczecińskiej opracowaliśmy własny kod numeryczny do symulowania powstawania wielkoskalowej struktury wszechświata. Pakiet graficzny do wizualizacji dynamiki procesu pomógł opracować Jan Budziński z IF US.
- Opis obserwowalnej wielkoskalowej struktury Wszechświata.
Od kilkunastu lat niektórzy fizycy w Europie i na świecie prubują opisać wielkoskalową strukturę Wszechświata traktując galaktyki, jak cząsteczki gazu oddziałujące siłami grawitacyjnymi i będącymi w równowadze termodynamicznej. W podejściu tym wiele faktów oserwacyjnych daje się wyjaśnić. Wspólnie z prof. Ya. Granowskim z mojego Instytutu i używając opracowanych wcześniej przez niego metod wyliczyliśmy widmo mocy dla takiego układu oraz porównaliśmy je z obserwacjami. Podejście jest bardzo obiecujące i zamierzam je dalej rozwijać.
Wspólnie z kolegami: astronomem (dr Włodzimierzem Godłowskim) oraz fizykiem (dr hab. Markiem Szydłowskim) z Uniwersytetu Jagiellońskiego, pracujemy nad nowym sposobem wyliczania widma mocy dla wielkoskalowej struktury wszechświata. Metoda uogólnia na przypadek rozkładu galaktyk podejście Krzysztofa Górskiego zastosowane poraz pierwszy do anizotropiii mikrofalowego promieniowania tła.
- Astrobiologia oraz pogoda kosmiczna (badania w fazie początkowej).
koordynacja: Biuro Informacyjne Uniwersytetu Szczecinskiego Eduks.pl
Publikacje
Artykuły w czasopismach naukowych:
1. W. Garczyński i J. Stelmach, ,,A lattice Field Theory in Quasicontinual Representation``, Bull. Acad. Pol. Sci. Ser. Sci. Math. Astron. Phys. 28, 73-77 (1980).
2. W. Garczyński i J. Stelmach, ,,Construction of Canonical Constants of Motion for Non-local Field Theories``, Bull. Acad. Pol. Sci. Ser. Sci. Math. Astron. Phys. 28, 141-146 (1980).
3. W. Garczyński i J. Stelmach, ,,Quasicontinual Representation for a Field Given on a Finite Volume``, Bull. Acad. Pol. Sci. Ser. Sci. Math. Astron. Phys. 28, 159-163 (1980).
4. W. Garczyński i J. Stelmach, ,,Quasicontinual Approach to a Field Theory on a Lattice. General Theory``, J. Math. Phys. 22, 1106-1115 (1981).
5. W. Garczyński i J. Stelmach, ,,Quasicontinual Representation of a Field Given on a Finite Lattice. General Theory``, J. Math. Phys. 23, 1162 - 1172 (1982).
6. W. Garczyński i J. Stelmach, ,,Canonical Approach to constructing Constants of Motion for Non-local Field Theories``, Acta Phys. Polon. B15, 137-148 (1983).
7. W. Garczyński i J. Stelmach, ,,Probing Space Microstructure with Compton Scattering``, Lett. al Nuovo Cimento, 40 257-262 (1984).
8. M. P. Dąbrowski i J. Stelmach, ,,Analytic Solutions of Friedman Equation for Spatially Open Universe with Cosmological Constant and Radiation``, Ann. Phys.( N.Y.) 166, 422-442 (1986).
9. M. P. Dąbrowski i J. Stelmach, ,,A Redshift-Magnitude Formula for the Universe with Cosmological Constant and Radiation Pressure``, Astron. J. 92, 1272-1277 (1986).
10. M. P. Dąbrowski i J. Stelmach, ,,Astrophysical Formulae for Friedman Models with Cosmological Constant and Radiation``, Astron. J. 94, 1373-1379 (1987).
11. M. P. Dąbrowski i J. Stelmach, ,,Observable Quantities in Cosmological Models with Strings``, Astron. J. 97, 978-985 (1989).
12. R. Byrka, M. P. Dąbrowski i J. Stelmach, ,,Large - and Small - Angle Anisotropies of the Microwave Background in Cosmological Models with Non-zero ?-term``, Phys. Rev. D41, 2434-2443 (1990).
13. J. Garecki i J. Stelmach, ,,Cosmological Implications of Some Parametrization of Gravitating Hydrodynamics``, Ann. Phys. (N.Y.) 204, 315-330 (1990).
14. J. Stelmach, ,,Nonmetricity Driven Inflation``, Class. Quantum Gravity, 8, 897-907 (1991).
15. R. Byrka, M. P. Dąbrowski i J. Stelmach, ,,Effect of exotic matter on the angular size of anisotropies of the microwave background``, Nucl. Phys. B406, 471-480 (1993).
16. J. Stelmach, ,,Can Textures Solve the Horizon Problem``, GRG 26, 275 (1994).
17. J. Stelmach ,,VLBI Data of Compact Radio Sources vs. Exotic Forms of Matter in the Universe``, Ap. J. 428, 61 (1994).
18. J. Stelmach ,,Perturbation growth and Cosmic Microwave Background Anisotropies in the string-like Matter-dominated Universe``, Phys. Rev. D53 No 12 (1996).
19. J. Stelmach ,,Horizon problem in a closed universe dominated by fluid with negative pressure``, Ann. Phys. (Leipzig) 8, 837-848, (1999).
20. Jerzy Stelmach and Izabela Jakacka, ,, Non-homogeneity driven universe acceleration``, Classical and Quantum Gravity, 2001, 18, 2643-2658
21. Ya.I. Granovskii and J. Stelmach, ,,Power spectrum of fluctuations in self-gravitating systems in a statistical thermodynamics approach``, Annalen der Physik 2002, 9, 1-5
Opublikowane materiały konferencyjne
1. M. P. Dąbrowski J. Stelmach, ,,Relations Between Astronomical Parameters for the Universe with Cosmological Constant and Radiation Pressure``, Proceedings of the NATO Advanced Study Institute Gauge Theory and the Early Universe, Erice 1986. Kluwer Academic Publishers 1988, series C, no. 246, p. 373-382.
2. M. P. Dąbrowski i J. Stelmach, ,,Cosmic Strings as a Candidate for Dark Matter. Astrophysical Formulae``, Proceedings of the IAU Symposium No. 130 Evolution of Large Scale Structures in the Universe, Balatonfuered 1987, edited by J. Audouze, Marie -Christine Pelletan and A. Szalay (Kluwer Academic Publisher, 1988).
3. J. Stelmach, ,,Stworzenie warunków do powstania życia w kontekście ewolucji wczesnego wszechświata``, Materiały z konferencji Egzobiologia, czyli poszukiwanie życia w kosmosie, Szczecin 2002, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego.
Podręczniki
T. Molenda i J. Stelmach, ,,Fizyka dla uczniów szkół średnich``, Wydawnictwo INTERBOOK, Szczecin 1997 (I wyd.), 1998 (II wyd. popr.), 1999 (III wyd.).
Preprinty
1. J. Stelmach, ,,Renormalization of Quantum Electrodynamics Given on Infinite Space Lattice with SLAC Derivatives``, ITP UWr 85/634, Uniwersytet Wrocławski.
2. J. Stelmach, ,,On Gravitating Hydrodynamics with Nontrivial Equation of State``, Październik 1987, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
3. J. Stelmach, ,,Analytic Description of the Friedman Universe Filled with Stiff Like Matter Coupled Thermodynamically to Radiation``, Listopad 1988, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
4. J. Stelmach, ,,On Comoving Temperature Gauge in Relativistic Hydrodynamics``, Październik 1990, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
5. J. Stelmach, ,,Analytic Description of the Universe in Einstein-Cartan Theory", Listopad 1992, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
6. J. Stelmach, ,,Influence of Exotic Forms of Matter on Evolution of the Universe and on Astrophysical Formulae``, Listopad 1993, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
7. J. Stelmach, ,,Angular Diameters of Sources in the Einstein-Cartan Cosmology``, Grudzień 1993, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
8. J. Stelmach, ,,Large-Angular-Scale Anisotropies of the Cosmic Microwave Background in the Universe with Exotic Matter``, Grudzień 1994, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
9. J. Stelmach, ,,Comment on the Hubble Horizon in the Theory of Galaxy Formation``, Grudzień 1994, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
10. J. Stelmach i Z. Sekulski, ``Introduction to Computer Simulation of the Large Scale Structure Formation in the Universe. Particle-Particle Method ``,Grudzień 1995, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
11. J. Stelmach, ``Large-Scale Structure Formation in the Universe with smoothly Distributed nonrelativistic Dark Matter using computer Modelling with Poisson Type Initial Condition``, December 1996, Institute of Physics.
12. J. Stelmach, ,,Force softening and energy testing in computer simulations of large structure formation in the Universe`` ,Grudzień 1998, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego.
13. J. Stelmach, ,,Is there chaos in many-body systems?``, Czerwiec 1999, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego (referat wygłoszony na międzynarodowej konferencji ,,Chaos in Dynamical Systems`` - Międzyzdroje 99).
14. J. Stelmach, ,,Second Law of Thermodynamics and Formation of Complex Structures in the Universe``, Październik 1999, Katedra Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego (referat wygłoszony na międzynarodowej konferencji ,,Cosmic Ecology and Noosphere`` - Partenit, Krym 1999).