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Vorbestellen	Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a	Standorte: NN.SP Came / College 6a - Naturwissenschaften	Status: Verfügbar	Frist:	Vorbestellungen: 0
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Lehrbuch für Studierende der Physik und Astronomie (Bachelor, Master) mit Mathematikkenntnissen (Hochschulniveau), teilweise auch für Leistungskurse Sekundarstufe II. Astronomisch tiefer Interessierte finden weiterhin zahlreiche speziellere Details. Lösungen zu den Aufgaben auf der Webseite zum Buch.

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Meilensteine in der Erforschung der kompakten Objekte 1 / 1.1 1915 Einstein - Gravitation ist Geometrie der Raum-Zeit 3 / 1.2 1930 - Chandrasekhar und die Weißen Zwerge 4 / 1.3 1967 - Neutronensterne als Pulsare 7 / 1.4 1963 - Schwarze Löcher sind reine Geometrie 13 / 1.4.1 Schwarze Löcher in der Astronomie 14 / 1.4.2 2015 - Wenn zwei Schwarze Löcher verschmelzen 17 / 1.4.3 2019 - Das erste Bild eines Schwarzen Lochs 19 / 1.5 2017 - Gammablitze und Kilonova 20 / 1.6 Zusammenfassung 25 / Literatur 25 / / 2 Die Sterne der Milchstraße 27 / 2.1 Sterne in der Beobachtung 28 / 2.1.1 Distanz der Sterne 29 / 2.1.2 Die Hipparcos-Mission - 120.000 erlesene Sterne 30 / 2.1.3 Vermessung der Galaxis mit Gaia -1,7 Mrd. Sterne und Quasare 32 / 2.1.4 Die Leuchtkraft der Sterne 38 / 2.1.5 Temperatur und Farben der Sterne 38 / 2.1.6 Stellare Radien 39 / 2.1.7 Stellare Massen 39 / 2.1.8 Chemische Zusammensetzung 40 / 2.2 Das Hertzsprung-Russell-Diagramm der Sterne 41 / 2.2.1 Farben-Helligkeits-Diagramme (FH) 41 / 2.2.2 Harvard-Spektralklassifikation 45 / 2.2.3 Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) 49 / 2.2.4 Yerkes Leuchtkraftklassen 52 / 2.3 Braune Zwerge und Planeten 52 / 2.4 Der Sloan Digital Sky Survey SDSS 56 / 2.5 Weiße Zwerge und Neutronensterne 58 / 2.6 Zusammenfassung 60 / 2.7 Lösungen zu Aufgaben 60 / Literatur 60 / / 3 Vom Protostern zum Schwarzen Loch 63 / 3.1 IMF und Protosterne 64 / 3.2 Entwicklung massearmer Sterne 67 / 3.2.1 Von der Molekülwolke zur Hauptreihe 67 / 3.2.2 Hauptreihenentwicklung 68 / 3.2.3 Vom Roten Riesen zum Weißen Zwerg 68 / 3.2.4 Die zeitliche Entwicklung der Sonne 71 / 3.3 Entwicklung massereicher Sterne 74 / 3.3.1 Entwicklungswege im HRD 74 / 3.3.2 Eddington-Leuchtkraft 75 / 3.4 Endphasen der Stementwicklung 76 / 3.4.1 Planetarische Nebel und Weiße Zwerge 77 / 3.4.2 Supernovae und Neutronensterne 77 / 3.4.3 Hypernovae und Schwarze Löcher 82 / 3.4.4 Die ersten Sterne und Schwarzen / Löcher im Universum 83 / 3.5 Zusammenfassung 85 / 3.6 Lösungen zu Aufgaben 85 / Literatur 85 / / 4 Gravitation kompakter Objekte 87 / 4.1 Die Galilei'sche Relativität 90 / 4.2 Das Einstein'sche Relativitätsprinzip 91 / 4.2.1 Die Suche nach dem Äther 92 / 4.2.2 Die Spezielle Relativität 94 / 4.2.3 Zeitdilatation - bewegte Uhren gehen langsamer 95 / 4.2.4 Längenkontraktion - bewegte Körper erscheinen verkürzt 97 / 4.2.5 Die Lorentz-Transformationen 97 / 4.2.6 Additionstheorem der Geschwindigkeiten 100 / 4.2.7 Ohne Spezielle Relativität keine Beschleuniger 102 / 4.2.8 Compton-und Doppler-Effekt 104 / 4.2.9 Spezielle Relativität ist lebensnotwendig 105 / 4.3 Ohne Gravitation ist die Welt flach 106 / 4.3.1 Die Raum-Zeit von Minkowski 107 / 4.3.2 Die kausale Struktur der Minkowski-Raum-Zeit 108 / 4.3.3 Denken Sie in 1+2 Dimensionen! 109 / 4.4 Gauß und Riemann - die Vordenker Einsteins 112 / 4.4.1 Wie messe ich Distanzen auf gekrümmten Flächen? 112 / 4.4.2 Die Klein'sche Flasche 115 / 4.4.3 Die Tangentialebene an die Fläche 116 / 4.4.4 Die Gauß'sche Krümmung einer Fläche 117 / 4.4.5 Konzept der Riemann'schen Mannigfaltigkeit 121 / 4.4.6 Die Kugeloberfläche als 2-D-Mannigfaltigkeit 123 / 4.4.7 Transport von Vektoren und Krümmung 124 / 4.5 Die Äquivalenzprinzipien von Albert Einstein 126 / 4.5.1 Das Schwache Äquivalenzprinzip 127 / 4.5.2 Das Einstein'sche Äquivalenzprinzip 129 / 4.5.3 Das Starke Äquivalenzprinzip 130 / 4.6 Die Raum-Zeit der Allgemeinen Relativitätstheorie 131 / 4.6.1 Gravitation ist Geometrie der Raum-Zeit 131 / 4.6.2 Der Transport von Vektoren ist metrisch 133 / 4.6.3 Körper bewegen sich auf Geodäten in der Raum-Zeit 133 / 4.6.4 Die Einstein'schen Feldgleichungen 134 / 4.7 Einstein auf dem Prüfstand 140 / 4.7.1 Lichtablenkung am Sonnenrand 141 / 4.7.2 Apsidendrehung der Merkurbahn 144 / 4.7.3 Shapiro-Effekt - Radiosignale verzögern sich 145 / 4.7.4 Tests des Starken Äquivalenzprinzips 145 / 4.7.5 Gravity Probe B misst Krümmung und Frame-Dragging der Erde 146 / 4.8 Zusammenfassung 148 / 4.9 Lösungen zu Aufgaben 148 / Literatur 150 / / 5 Weiße Zwerge - Diamanten der Milchstraße 151 / 5.1 Sirius B - ein junger Weißer Zwerg 152 / 5.2 Die Zustandsgleichung eines Fermigases 155 / 5.2.1 Eine Welt von Bosonen und Fermionen 155 / 5.2.2 Die Zustandsgleichung des idealen Fermigases 156 / 5.2.3 Elektrostatische Wechselwirkung 160 / 5.3 Chandrasekhar kämpft gegen das Establishment 160 / 5.4 Struktur der Weißen Zwerge 161 / 5.5 Polytropen-Näherung 163 / 5.6 Die Chandrasekhar-Masse - fundamentales Konzept der Astrophysik 169 / 5.7 Warum werden Weiße Zwerge instabil? 170 / 5.8 Weiße Zwerge in der Milchstraße 172 / 5.8.1 Spektraltypen Weißer Zwerge 172 / 5.8.2 Weiße Zwerge in Sonnenumgebung 174 / 5.8.3 Weiße Zwerge in SDSS und Gaia DR2 176 / 5.9 Kühlung Weißer Zwerge 177 / 5.10 Zusammenfassung 179 / 5.11 Lösungen zu Aufgaben 180 / Literatur 180 / / 6 Neutronensterne - die kompaktesten Sterne 181 / 6.1 Struktur der Neutronensterne 182 / 6.2 Zustandsgleichung Neutronenstemmaterie 185 / 6.2.1 Das freie Neutronengas 185 / 6.2.2 Das Tröpfchenmodell für die Krusten 187 / 6.2.3 Die Neutronenflüssigkeit im Core 188 / 6.2.4 Quark-Hadronen-Phasenübergang im Zentrum 191 / 6.3 Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Gleichungen 194 / 6.3.1 Die TOV-Gleichungen 194 / 6.3.2 Dichtesequenz der Neutronensterne 197 / 6.3.3 Die kritische Masse von Neutronensternen 197 / 6.3.4 Massen-Radius-Beziehung und gravitative Rotverschiebung 199 / 6.4 Wann rotieren Neutronensterne schnell? 202 / 6.4.1 Die Metrik langsam rotierender Sterne 203 / 6.4.2 Elektrodynamik um rotierende Sterne 204 / 6.5 Neutronensterne als Radiopulsare 205 / 6.5.1 Was ist ein Pulsar? 206 / 6.5.2 Abbremsrate und Pulsardiagramm 208 / 6.5.3 Der Pulsar als magnetischer Rotator 212 / 6.5.4 Spindown-Alter und die Entwicklungszeit 213 / 6.5.5 Die jüngsten und ältesten Pulsare 215 / 6.5.6 Struktur der Pulsarmagnetosphäre 217 / 6.5.7 MHD-Pulsarwinde 221 / 6.6 Neutronensterne als Röntgendoppelsterne 223 / 6.6.1 Akkretion auf Neutronensterne 224 / 6.6.2 Klassen von Röntgendoppelstemen 225 / 6.7 Pulsare in Doppelsternsystemen 227 / 6.7.1 Pulsare als Uhren 227 / 6.7.2 Was ist Pulsar-Timing? 227 / 6.7.3 Klassische Bahnelemente im Doppelsternsystem 231 / 6.7.4 Post-Kepler'sche Effekte in Binärsystemen 233 / 6.7.5 Der erste Doppelpulsar 240 / 6.7.6 Ein Dreifachsystem mit Pulsar testet Einstein 243 / 6.8 Magnetfelder der Neutronensteme 245 / 6.8.1 Ursprung der Magnetfelder 247 / 6.8.2 Zeitliche Entwicklung der Magnetfelder 248 / 6.8.3 Recycling und Millisekundenpulsare 250 / 6.8.4 Magnetfelder akkretierender Neutronensterne 252 / 6.9 Cassiopeia A und SN 87A - die beiden jüngsten Neutronensterne 252 / 6.9.1 Wie kühlen Neutronensterne? 253 / 6.9.2 Cassiopeia A - der jüngste Neutronenstern in der Milchstraße 254 / 6.9.3 Neutronenstern in SN 1987A? 257 / 6.10 20.000 Pulsare mit SKA 258 / 6.11 Neutronensterne - die Zukunft beginnt gerade 260 / 6.12 Zusammenfassung 261 / 6.13 Lösungen zu Aufgaben 261 / Literatur 261 / / 7 Schwarze Löcher sind reine Geometrie 263 / 7.1 Das nichtrotierende Schwarze Loch 266 / 7.1.1 Die Schwarzschild-Metrik 266 / 7.1.2 Der Horizont 267 / 7.1.3 Das Kepler-Problem und die Apsidendrehung 268 / 7.1.4 Lichtablenkung und Photonensphäre 275 / 7.2 Schwarze Löcher und modernes Vakuum 275 / 7.3 Das rotierende Schwarze Loch 281 / 7.3.1 Die Kerr-Lösung 281 / 7.3.2 Horizont und Ergosphäre 281 / 7.3.3 Die innerste Kreisbahn ISCO 285 / 7.3.4 Strahlungseffizienz eines Schwarzen Lochs 288 / 7.4 Photonen in der Kerr-Geometrie 291 / 7.4.1 Rotverschiebungs- und Doppler-Faktor 292 / 7.4.2 Ansichten einer Akkretionsscheibe 294 / 7.4.3 Das erste Bild eines Schwarzen Lochs 295 / 7.5 Entropie eines Schwarzen Lochs 299 / 7.5.1 Geometrie des Horizonts 299 / 7.5.2 Massenformel 300 / 7.5.3 Oberflächengravitation 301 / 7.5.4 Hauptsätze der Schwarz-Loch-Entwicklung 301 / 7.5.5 Bekenstein-Entropie eines Schwarzen Lochs 303 / 7.5.6 Rotationsenergie Schwarzer Löcher 305 / 7.5.7 Was ist Entropie? 306 / 7.5.8 Informationsverlustparadoxon 307 / 7.5.9 Singularitäten und Quantengravitation 308 / 7.6 Schwarze Löcher als astronomischeObjekte 310 / 7.6.1 Stellare Schwarze Löcher 310 / 7.6.2 Mittelschwere Schwarze Löcher 313 / 7.6.3 Schwarze Löcher in Zentren von Galaxien 313 / 7.7 Das Schwarze Loch im galaktischenZentrum 323 / 7.7.1 Der nukleare Sternhaufen 324 / 7.7.2 Sagittarius A* und Einstein 327 / 7.7.3 GRAVITY - ganz nahe am Schwarzen Loch 331 / 7.8 Zusammenfassung 333 / 7.9 Lösungen zu Aufgaben 334 / Literatur 334 / / 8 Gravitationswellen von kompakten Objekten 337 / 8.1 Einstein postuliert die Existenz von Gravitationswellen 339 / 8.2 Was sind Gravitationswellen? 340 / 8.3 Welche Objekte erzeugen Gravitationswellen? 346 / 8.3.1 Supernovae vom Typ II 347 / 8.3.2 Enge Doppelsternsysteme 348 / 8.3.3 Inspiral von Neutronenstemen und Schwarzen Löchern 352 / 8.3.4 Berge auf schnell rotierenden Neutronenstemen 355 / 8.3.5 Der Sound des Urknalls 355 / 8.4 Wie kann man Gravitationswellen detektieren? 356 / 8.4.1 Signal eines Gravitationswellendetektors 356 / 8.4.2 Erste Versuche: resonante Zylinderantennen 357 / 8.4.3 GWellen-Interferometer der ersten Generation 358 / 8.4.4 GWellen-Interferometer der zweiten Generation 360 / 8.5 Wenn Schwarze Löcher verschmelzen 361 / 8.5.1 Kompakte Objekte in Binärsystemen erzeugen Gravitationswellen 361 / 8.5.2 Die ersten Schwarz-Loch-Merger mit advLIGO 362 / 8.5.3 Der Nobelpreis in Physik 2017 364 / 8.5.4 Das Chirp-Signal der Gravitationswellen 368 / 8.5.5 Das Massenspektrum Schwarzer Löcher 369 / 8.5.6 Drehimpulsverteilung 373 / 8.6 Kilonovae - wenn Neutronensterne verschmelzen 374 / 8.7 GWellen-Detektoren der dritten Generation 378 / 8.7.1 Cosmic Explorer CE 379 / 8.7.2 ET Xylophon 379 / 8.8 Weltraumobservatorien für Gravitationswellen 384 / 8.8.1 Wissenschaftspolitik und Weltraumprogramme 384 / 8.8.2 Das europäische Weltraumobservatorium LISA 385 / 8.9 Zu erwartende Detektionsraten 387 / 8.10 Dezi-Hertz-Gravitationswellen 390 / 8.11 Zusammenfassung 390 / 8.12 Lösungen zu Aufgaben 393 / Literatur 393 / / 9 Anhang 395 / 9.1 Lehrbücher 395 / 9.2 Konstanten der Physik und Astronomie 396 / 9.3 Meilensteine in der Entwicklung der kompakten Objekte 398 / 9.4 Glossar 399 / Stichwortverzeichnis 415