Hochschullehrbuch für Studenten mit Physik im Hauptfach.
Dieses Buch gibt eine Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie, also in Einsteins relativistische Theorie der Gravitation. Zu den behandelten Anwendungen der Theorie gehören Experimente im Sonnensystem, Gravitationswellen, Sterne und der Kosmos.Die Darstellung bewegt sich auf dem Niveau einer Kursvorlesung in Theoretischer Physik, also auf einem für das Thema eher einfachen Niveau. In der vorliegenden 5. Auflage sind erstmals Musterlösungen für die über 40 gestellten Aufgaben enthalten.
Torsten Fließbach habilitierte sich 1977 an der TU München in Theoretischer Kernphysik. Seit 1979 ist er Professor für Theoretische Physik an der Universität Siegen.
/ AUS DEM INHALT: / / /
I Einleitung 1
1 Newtons Gravitationstheorie 1
2 Ziel der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) 4
II Spezielle Relativitätstheorie 7
3 Lorentztransformationen 7
4 Relativistische Mechanik 15
5 Tensoren im Minkowskiraum 20
6 Elektrodynamik 26
7 Relativistische Hydrodynamik 30
8 Energie-Impuls-Tensor 36
III Physikalische Grundlagen der ART 41
9 Bezugssysteme 41
10 Äquivalenzprinzip 49
11 Bewegung im Gravitationsfeld 54
12 Gravitationsrotverschiebung 60
13 Geometrische Aspekte 68
IV Mathematische Grundlagen der ART 75
14 Tensoren im Riemannschen Raum 75
15 Kovariante Ableitung 81
16 Parallelverschiebung 85
17 Verallgemeinerte Vektoroperationen 91
18 Krümmungstensor 95
V Grundgesetze der ART 101
19 Kovarianzprinzip 101
20 Gesetze mit Gravitation 108
21 Einsteinsche Feldgleichungen 116
22 Struktur der Feldgleichungen 124
VI Statische Gravitationsfelder 131
23 Isotrope statische Metrik 131
24 Schwarzschildmetrik 136
25 Bewegung im Zentralfeld 140
26 Lichtablenkung 147
27 Periheldrehung 152
28 Radarechoverzögerung 158
29 Geodätische Präzession 162
30 Thirring-Lense-Effekt 167
31 Tests der ART 176
VII Gravitationswellen 181
32 Ebene Wellen 181
33 Teilchen im Feld der Welle 188
34 Energie und Impuls der Welle 192
35 Quadrupolstrahlung 196
36 Quellen der Gravitationsstrahlung 204
37 Nachweis von Gravitationsstrahlung 215
VIII Statische Sternmodelle 223
38 Sterngleichgewicht 225
39 Innere Schwarzschildmetrik 236
40 Relativistische Sterne 242
41 Newtonsche Sterne 247
42 Weißer Zwerg 251
43 Neutronenstern. Pulsar 256
IX Dynamische Sternmodelle 261
44 Isotrope zeitabhängige Metrik und Birkhoff-Theorem 261
45 Schwarzschildradius 265
46 Isotrope zeitabhängige Metrik in Gaußkoordinaten 269
47 Gravitationskollaps. Supernova 272
48 Schwarzes Loch. Quasar 281
49 Massenuntergrenze für Schwarze Löcher? 293
X Kosmologie 300
50 Kosmologisches Prinzip und Robertson-Walker-Metrik 300
51 Rotverschiebungs-Abstands-Relation 308
52 Kosmische Entfernungsleiter 316
53 Weltmodelle 322
54 Weltzustand 329
55 Kosmologisches Standardmodell 338
Lösungen der Aufgaben 351
Register 377