Allgemeine Relativitätstheorie

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. Seit der 5. Auflage sind Musterlösungen für die über 40 gestellten Aufgaben enthalten.In der vorliegenden 6. Auflage wird die Behandlung der Schwarzen Löcher erweitert, insbesondere wird in einem neuen Kapitel die Frage einer Massenuntergrenze diskutiert. In diesem Zusammenhang wird auch auf die Frage eingegangen, ob eventuell gefährliche Schwarze Löcher in Beschleunigern erzeugt werden könnten.

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.

I Einleitung.- 1 Newtons Gravitationstheorie.- 2 Ziel der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART).- II Spezielle Relativitätstheorie.- 3 Lorentztransformationen.- 4 Relativistische Mechanik.- 5 Tensoren im Minkowskiraum.- 6 Elektrodynamik.- 7 Relativistische Hydrodynamik.- 8 Energie-Impuls-Tensor.- III Physikalische Grundlagen der ART.- 9 Bezugssysteme.- 10 Äquivalenzprinzip.- 11 Bewegung im Gravitationsfeld.- 12 Gravitationsrotverschiebung.- 13 Geometrische Aspekte.- IV Mathematische Grundlagen der ART.- 14 Tensoren im Riemannschen Raum.- 15 Kovariante Ableitung.- 16 Parallelverschiebung.- 17 Verallgemeinerte Vektoroperationen.- 18 Krümmungstensor.- V Grundgesetze der ART.- 19 Kovarianzprinzip.- 20 Gesetze mit Gravitation.- 21 Einsteinsche Feldgleichungen.- 22 Struktur der Feldgleichungen.- VI Statische Gravitationsfelder.- 23 Isotrope statische Metrik.- 24 Schwarzschildmetrik.- 25 Bewegung im Zentralfeld.- 26 Lichtablenkung.- 27 Periheldrehung.- 28 Radarechoverzögerung.- 29 Geodätische Präzession.- 30 Thirring-Lense-Effekt.- 31 Tests der ART.- VII Gravitationswellen.- 32 Ebene Wellen.- 33 Teilchen im Feld der Welle.- 34 Energie und Impuls der Welle.- 35 Quadrupolstrahlung.- 36 Quellen der Gravitationsstrahlung.- 37 Nachweis von Gravitationsstrahlung.- VIII Statische Sternmodelle.- 38 Sterngleichgewicht.- 39 Innere Schwarzschildmetrik.- 40 Relativistische Sterne.- 41 Newtonsche Sterne.- 42 Weißer Zwerg.- 43 Neutronenstern. Pulsar.- IX Dynamische Sternmodelle.- 44 Isotrope zeitabhängige Metrik und Birkhoff-Theorem.- 45 Schwarzschildradius.- 46 Isotrope zeitabhängige Metrik in Gaußkoordinaten.- 47 Gravitationskollaps. Supernova.- 48 Schwarzes Loch. Quasar.- 49 Massenuntergrenze für Schwarze Löcher?.- X Kosmologie.- 50 Kosmologisches Prinzip und Robertson-Walker-Metrik.- 51 Rotverschiebungs-Abstands-Relation.- 52 Kosmische Entfernungsleiter.- 53 Weltmodelle.- 54 Weltzustand.- 55 Kosmologisches Standardmodell.- Lösungen der Aufgaben.- Register.