Das vorliegende Buch bietet Studierenden der Physik eine
übersichtliche Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie:
Was ist der Energie-Impuls-Tensor und was beschreiben die
Friedmann-Gleichungen? Wie kann man die Raumzeit durch eine
Mannigfaltigkeit modellieren? Was ist die Schwarzschild-Lösung und
wann benötigt man Kruskal-Koordinaten? Kann man Energie aus der
Ergosphäre eines rotierenden Schwarzen Loches gewinnen? Diese Fragen
und viele mehr werden in diesem Buch beantwortet. Der didaktische
Fokus liegt auf einer einfachen und verständlichen Vermittlung und
detaillierten Darstellung des komplexen Themas. Das Buch verzichtet
bewusst auf Phrasen wie „es kann gezeigt werden, dass..“ oder
„wie man leicht zeigt, gilt“ und zeigt die Rechenschritte in
Aufgaben und Herleitungen ausführlich auf. Zur Wiederholung werden
die wesentlichen Punkte aus der Lagrange’schen Mechanik, der
Elektrodynamik und der Speziellen Relativitätstheorie kurz
dargestellt. Mathematische Vorkenntnisse sollten Leser v. a. im
Bereich der Linearen Algebra und der komplexen Zahlen mitbringen,
notwendige weiterführende Mathematik wie Differenzialgeometrie wird
sorgfältig, zweckmäßig und verständlich eingeführt. Konkrete
Aufgaben mit vollständigen, ausführlichen Lösungen laden zum
Mitdenken und Mitrechnen ein. Das Buch ist in fünf Teile
gegliedert: - Grundlagen der Speziellen
Relativitätstheorie und Folgerungen für die relativistische Mechanik
und Elektrodynamik - Wichtige Ergebnisse des
Newton’schen Gravitationsmodells und Notwendigkeit einer neuen
Gravitationstheorie, Modellierung der Raumzeit durch eine
Lorentz-Mannigfaltigkeit - Physikalischer
Schwerpunkt: heuristische und formale Herleitung der
Einstein-Gleichungen - Astrophysikalische Objekte:
Herleitung der Schwarzschild-Metrik, das Innere eines Sterns, nicht
rotierende, rotierende und geladene Schwarze Löcher,
Eddington-Finkelstein- bzw. Kruskal-Koordinaten, Penrose-Diagramme
- Anwendung auf unser Universum: Homogenität und
Isotropie des Universums, Robertson-Walker-Metrik,
Friedmann-Gleichungen und vieles mehr! Der Autor Michael
Ruhrländer hat an der Universität Essen Mathematik studiert und in
Wuppertal promoviert. Anschließend hat er in der
Finanzdienstleistungsbrache gearbeitet und ist seit 2010 Dozent für
Mathematik und Statistik an der TH Bingen. Seine Leidenschaft für
Mathematik und Physik gibt er u. a. mit seinen guten verständlichen
Lehr- und Sachbüchern weiter.
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Eine Einführung mit Details, Beispielen und Aufgaben
Produktdetaljer
ISBN
9783662620830
Publisert
2020
Utgiver
Springer Nature
Språk
Product language
Tysk
Format
Product format
Digital bok
Forfatter