- Ger en utförlig och detaljerad introduktion till den allmänna relativitetsteorin
- Diskuterar på ett begripligt sätt spännande ämnen från Newtons gravitationsteori till metriken hos roterande svarta hål
- Motiverande genom insprängda uppgifter och problemställningar
Denna bok erbjuder fysikstudenter en överskådlig introduktion till den allmänna relativitetsteorin: Vad är energi-impulstensor och vad beskriver Friedmann-ekvationerna? Hur kan man modellera rumtiden genom en mångfald? Vad är Schwarzschild-lösningen och när behöver man Kruskal-koordinater? Kan man utvinna energi från ergosfären hos ett roterande svart hål? Dessa frågor och många fler besvaras i denna bok. Det didaktiska fokuset ligger på en enkel och begriplig förmedling och detaljerad presentation av det komplexa ämnet. Boken avstår medvetet från fraser som "det kan visas att..." eller "som lätt kan visas att..." och visar beräkningsstegen i uppgifter och härledningar i detalj.
För att repetera presenteras kort de viktigaste punkterna från Lagranges mekanik, elektrodynamik och den speciella relativitetsteorin. Läsaren bör ha matematiska förkunskaper, framför allt inom linjär algebra och komplexa tal. Nödvändig vidare matematik, såsom differentialgeometri, introduceras noggrant, ändamålsenligt och begripligt. Konkreta uppgifter med fullständiga, utförliga lösningar uppmuntrar till eftertanke och medräkning.
Boken är indelad i fem delar:
- Grunderna i den speciella relativitetsteorin och konsekvenser för relativistisk mekanik och elektrodynamik
- Viktiga resultat av Newtons gravitationsmodell och behovet av en ny gravitationsteori, modellering av rumtiden genom en Lorentz-mångfald
- Fysikaliskt fokus: heuristisk och formell härledning av Einsteins ekvationer
- Astrofysiska objekt: härledning av Schwarzschild-metrik, det inre av en stjärna, icke-roterande, roterande och laddade svarta hål, Eddington-Finkelstein- respektive Kruskal-koordinater, Penrose-diagram
- Tillämpning på vårt universum: universums homogenitet och isotropi, Robertson-Walker-metrik, Friedmann-ekvationer
Författaren Michael Ruhrländer har studerat matematik vid universitetet i Essen och disputerat i Wuppertal. Sedan 2010 är han lektor i matematik och statistik vid TH Bingen.
