Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie
Springer Spektrum (Verlag)
978-3-662-63351-9 (ISBN)
- Liefert eine einzigartige Übersicht über Visualisierung in der Relativitätstheorie
- Bietet eine anschauliche Einführung in die Relativitätstheorie und behandelt zahlreiche Beispiele aus Kosmologie und Astrophysik
- Visualisierungen als Zusatzmaterial im Browser oder in der SN More Media App verfügbar
Dieses Lehrbuch verknüpft die mathematischen Grundlagen der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie mit zahlreichen Anwendungsgebieten aus Physik und Astronomie. Neben der Diskussion von klassischen Experimenten, welche die Vorhersagen der Relativitätstheorie bestätigen, wird ein Fokus auf die Kosmologie als Anwendung der Relativitätstheorie gesetzt. Die Behandlung der Physik kompakter stellarer Objekte, d. h. von weißen Zwergen, Neutronensternen und schwarzen Löchern, mit einem kurzen Abschnitt zur Entstehung und Entwicklung von Sternen runden die Darstellung ab.
Einen besonderen Schwerpunkt legen die Autoren auf die relativistische Visualisierung. In zwei Kapiteln bekommt der Leser einen Überblick über verschiedene Techniken in der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie. Anhand von Beispielen können die der Alltagserfahrung scheinbar widersprechenden Vorhersagen der Relativitätstheorie besser fassbar gemacht werden. Die daraus gewonnenen Abbildungen und begleitenden Videos, die über die SN More Media App zugänglich sind, erweitern das Verständnis der im Text behandelten Themen.
In der vorliegenden zweiten Auflage haben die Autoren vor allem neuere Entwicklungen (z.B. zum Thema Gravitationswellen) aufgenommen und zudem viele kleinere Verbesserungen und Ergänzungen vorgenommen.
Das Buch richtet sich besonders an Studierende der Physik und verwandter Studiengänge, die sich einen Überblick über die Relativitätstheorie und ihre Anwendungsgebiete verschaffen möchten, aber auch interessierte Laien können damit interessante Einsichten gewinnen.
Sebastian Boblest war Postdoktorand am Visualisierungsinstitut der Universität Stuttgart. Er studierte Physik mit anschließender Promotion an der Universität Stuttgart. Seine Forschungsinteressen waren die Visualisierung in der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie, sowie die Visualisierung von Strömungssimulationen auf Höchstleistungsrechnern. Er arbeitet nun bei der ETAS GmbH im Bereich der künstlichen Intelligenz.
Thomas Müller ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Haus der Astronomie und am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Er studierte Physik mit anschließender Promotion an der Eberhard-Karls Universität Tübingen. Danach ging er als Postdoktorand an das Visualisierungsinstitut der Universität Stuttgart. Seine Forschungsinteressen sind die Visualisierung in der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie, sowie in Astronomie und Astrophysik, die Visualisierung hochaufgelöster LIDAR-Daten für geomorphologische Analysen und die Entwicklung von Lehrsoftware.
Günter Wunner studierte Physik an der Universität Erlangen-Nürnberg, wo er sich 1982 habilitierte. Von 1984 bis 1990 war er am Lehrstuhl für Theoretische Astrophysik der Universität Tübingen tätig, hatte von 1990 bis 1997 einen Lehrstuhl für Theoretische Plasma- und Atomphysik an der Ruhr-Universität Bochum inne und leitete von 1997 bis 2018 das 1. Institut für Theoretische Physik der Universität Stuttgart. Zu seinen Forschungsgebieten zählen nichtlineare Dynamik und Quantenphysik, nicht-hermitesche Quantenmechanik sowie Atom- und Astrophysik.
Einführung
SPEZIELLE RELATIVITÄTSTHEORIE
Der Weg zur speziellen Relativitätstheorie
Die Lorentz-Transformation
Physikalische Folgen der Lorentz-Invarianz
Mathematischer Formalismus der SRT
Relativistische Mechanik
Kovariante Formulierung der Elektrodynamik
Visuelle Effekte bei hohen Geschwindigkeiten
Visualisierung in der SRT
ALLGEMEINE RELATIVITÄTSTHEORIE
Das Äquivalenzprinzip als Basis der ART
Riemann'sche Geometrie
Die Einstein'schen Feldgleichungen
Die Schwarzschild-Metrik
Die Kerr-Metrik
Gravitationswellen
Visualisierung in der ART
STERNENTWICKLUNG
Sternentstehung
Innere Struktur von Sternen
Energieproduktion in Sternen
Weiße Zwerge
Neutronensterne
Klassifizierung von Sternen
KOSMOLOGIE
Hinführung zur Kosmologie
Modellannahmen zur Struktur des Universums
Die Feldgleichungen für die FLRW-Metrik
Allgemeine Energieformen
Überlegungen zur kosmologischen Beobachtung
SN Ia als Standardkerzen für das junge Universum
Die Kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung
Die ersten Momente
ANHANG
Wichtige Zahlenwerte und Konstanten.
| Erscheinungsdatum | 14.06.2022 |
|---|---|
| Zusatzinfo | LIV, 591 S. 242 Abb., 36 Abb. in Farbe. |
| Verlagsort | Berlin |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 155 x 235 mm |
| Gewicht | 979 g |
| Einbandart | kartoniert |
| Themenwelt | Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Astronomie / Astrophysik |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Relativitätstheorie | |
| Schlagworte | allgemeine Relativitätstheorie • Kosmologie • Längenkontraktion • Relativistische Visualisierung • spezielle Relativitätstheorie • Sternentwicklung • theoretische Astrophysik • Visualisierung der Relativitätstheorie |
| ISBN-10 | 3-662-63351-5 / 3662633515 |
| ISBN-13 | 978-3-662-63351-9 / 9783662633519 |
| Zustand | Neuware |
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