Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie

Grundlagen, Anwendungen in Astrophysik und Kosmologie sowie relativistische Visualisierung

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Author: Sebastian Boblest,Thomas Müller,Günter Wunner

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 366247767X

Category: Science

Page: 553

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Das vorliegende Buch 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 erweitern das Verständnis der im Text behandelten Themen. 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 interessierten Laien können damit interessante Einsichten gewinnen.

Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie für Bachelorstudenten

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Author: Reinhard Meinel

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662498561

Category: Science

Page: 316

View: 5223

Das vorliegende Buch bietet eine gut verständliche Einführung in die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie und zeigt einen Weg auf, wie beide Themen standardmäßig in das Bachelorstudium der Physik integriert werden können. Damit richtet es sich in erster Linie an Studenten beziehungsweise Dozenten der Physik einschließlich des Physik-Lehramtes. Dank der zahlreichen Übungsaufgaben mit ausführlich dargestellten Lösungen ist es auch zum Selbststudium geeignet, wobei lediglich Grundkenntnisse der klassischen Mechanik und der Elektrodynamik sowie der zugehörigen mathematischen Hilfsmittel vorausgesetzt werden. Die ersten beiden Teile dieses Buches basieren auf der Vorlesung zur Relativitätstheorie, die der Autor seit 2007 regelmäßig und mit großem Erfolg für Bachelorstudenten der Physik in Jena anbietet. Darin werden die Grundlagen der SRT (Lorentz-Transformationen, Vierervektoren, relativistische Punktmechanik) und der ART (Krümmung der Raumzeit, Einstein’sche Feldgleichungen, Schwarzschild-Lösung) behandelt. Im dritten Abschnitt werden als „Ergänzungen für Fortgeschrittene“ mathematische Methoden dargestellt, die unter anderem eine systematische Lösung des Randwertproblems der Einstein-Maxwell-Gleichungen für ein stationäres Schwarzes Loch gestatten. Auf diese Weise wird – erstmals in einem Lehrbuch – eine physikalische Herleitung der berühmten Kerr-Newman-Lösung gegeben.

Der neue Kosmos

Einführung in die Astronomie und Astrophysik

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Author: Albrecht Unsöld,Bodo Baschek

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662065290

Category: Science

Page: 580

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Der neue Kosmos bietet in überschaubarem Umfang eine zusammenhängende Einführung in das Gesamtgebiet der Astronomie und Astrophysik. Der korrigierte und erweiterte Nachdruck trägt dem rasanten Fortschritt der astronomischen Forschung und Beobachtungsmöglichkeiten in den zwei Jahren seit dem ersten Erscheinen der 7. Auflage Rechnung. Die wichtigsten neuen Ergebnisse, vor allem bei unserem Planetensystem, bei der Neutrinostrahlung der Sonne, bei den fernsten Galaxien und Quasaren sowie bei der Entwicklung des Universums werden berücksichtigt.

Allgemeine Relativitätstheorie und Gravitationswellen

Eine Einführung für Lehramtsstudierende

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Author: Jonas Pohl

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658171251

Category: Science

Page: 243

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Jonas Pohl liefert eine didaktisch aufbereitete Einführung in die Gedankenwelt der Allgemeinen Relativitätstheorie. Er gibt einen Einblick in die Grundlagen von 100 Jahren Relativitätstheorie und spannt dabei den Bogen von der Speziellen Relativitätstheorie im Jahr 1905 bis hin zum aktuellsten Ereignis, der Entdeckung der Gravitationswellen im Frühjahr 2015. Der Autor bietet damit besonders Studierenden des Lehramts die Möglichkeit, die Essenz der Allgemeinen Relativitätstheorie in verständlicher und nachvollziehbarer Weise zu erfassen.

Teubner-Taschenbuch der Mathematik. 2 (2003)

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Author: Günter Grosche,Eberhard Zeidler

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 9783519210085

Category: Mathematics

Page: 830

View: 6098

Das Teubner-Taschenbuch der Mathematik erfüllt aktuell, umfassend und kompakt alle Erwartungen, die an ein mathematisches Nachschlagewerk gestellt werden. Es vermittelt ein lebendiges und modernes Bild der heutigen Mathematik. Als Handbuch begleitet es die Studierenden vom ersten Semester an und der Praktiker nutzt es als unentbehrliches Nachschlagewerk. Der Teil II dieses erfolgreichen Werkes behandelt die vielfältigen Anwendungen der Mathematik in Informatik, Operations Research und mathematischer Physik. Das thematische Spektrum reicht von Tensoranalysis, Maßtheorie und Funktionalanalysis über Dynamische Systeme und Variationsrechnung bis zu Mannigfaltigkeiten, Riemannscher Geometrie, Liegruppen und Topologie.

Astronomy and Astrophysics Abstracts

Literature 1982

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Author: S. Böhme,W. Fricke,H. Hefele,I. Heinrich,W. Hofmann,D. Krahn,V. R. Matas,L. D. Schmadel,G. Zech

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3662123347

Category: Science

Page: 778

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Astronomy and Astrophysics Abstracts, which has appeared in semi-annual volumes since 1969, is devoted to the recording, summarizing and indexing of astronomical publications throughout the world. It is prepared under the auspices of the International Astronomical Union (according to a resolution adopted at the 14th General Assembly in 1970). Astronomy and Astrophysics Abstracts aims to present a comprehensive documenta tion of literature in all fields of astronomy and astrophysics. Every effort will be made to ensure that the average time interval between the date of receipt of the original literature and publication of the abstracts will not exceed eight months. This time interval is near to that achieved by monthly abstracting journals, compared to which our system of accumu lating abstracts for about six months offers the advantage of greater convenience for the user. Volume 31 contains literature published in 1982 and received before July 15, 1982; some older literature which was received late and which is not recorded in earlier volumes is also included. We acknowledge with thanks contributions to this volume by Dr. J. Bouska, Prague, who surveyed journals and publications in Czech and supplied us with abstracts in English .

Die Relativitätstheorie Einsteins

Kommentiert und erweitert von Jürgen Ehlers und Markus Pössel

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Author: Max Born

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642977596

Category: Science

Page: 470

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Dieses Buch ist bis heute eine der populärsten Darstellungen der Relativitätstheorie geblieben. In der vorliegenden Version haben J. Ehlers und M. Pössel vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) in Golm/Potsdam den Bornschen Text kommentiert und einen den anschaulichen, aber präzisen Stil Borns wahrendes, umfangreiches Ergänzungskapitel hinzugefügt, das die stürmische Entwicklung der Relativiatätstheorie bis hin zu unseren Tagen nachzeichnet. Eingegangen wird auf Gravitationswellen und Schwarze Löcher, auf neuere Entwicklungen der Kosmologie, auf Ansätze zu einer Theorie der Quantengravitation und auf die zahlreichen raffinierten Experimente, welche die Gültigkeit der Einsteinschen Theorie mit immer größerer Genauigkeit bestätigt haben. Damit bleibt dieses Buch nach wie vor einer der unmittelbarsten Zugänge zur Relativitätstheorie für alle die sich für eine über das rein populärwissenschaftliche hinausgehende Einführung interessieren.

Gravitation und Physik kompakter Objekte

Eine Einführung in die Welt der Weißen Zwerge, Neutronensterne und Schwarzen Löcher

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Author: Max Camenzind

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662478390

Category: Science

Page: 391

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Mit diesem Buch taucht der Leser ein in die exotische Welt der kompakten Sterne. Der Autor ermöglicht eine verständliche Übersicht über die Entstehung, Eigenschaften und die Physik hinter astrophysikalischen Objekten wie Weiße Zwerge, Neutronensterne oder Schwarzen Löchern. Nach einer Einführung zur Klassifizierung und Entwicklung von Sternen, werden die notwendigen Grundlagen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie erläutert, die zum Verständnis benötigt werden. Anhand von konkreten astrophysikalischen Objekten wird der Leser anschließend in die Geheimnisse der Gravitation und Physik kompakter Objekte eingeführt. Abgerundet wird das Thema mit einem Kapitel zur Entstehung und Detektion von Gravitationswellen, die in den kommenden Jahren mit advLIGO und advVIRGO detektiert werden sollen. Der Leser erhält Antworten auf spannende Fragen wie: Wie sollen wir uns einen Weißen Zwerg oder gar ein Schwarzes Loch vorstellen? Was bedeutet die Chandrasekhar Masse? Gibt es Schwarze Löcher wirklich in unserem Universum? Welche Bedeutung hat die Relativitätstheorie auf diesem Gebiet? Dieses Buch eignet sich in seiner Verknüpfung von Astronomie und Physik sehr gut für Bachelor- und Masterausbildung in Physik und Astronomie, aber auch interessierte Laien können hier einen Einstieg in das Thema finden. Mit diesem Buch soll auch ein Beitrag zur Würdigung der Leistung Albert Einsteins vor 100 Jahren geleistet werden, ohne dessen Allgemeine Relativitätstheorie das Verständni s von kompakten Objekten nicht möglich gewesen wäre.

Allgemeine Relativitätstheorie

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Author: Torsten Fließbach

Publisher: Springer

ISBN: 3662531062

Category: Science

Page: 381

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Das vorliegende Buch ergänzt die beliebte Reihe zur Theoretischen Physik von Professor Fließbach. Leser finden in diesem Buch die Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie, angefangen bei der Speziellen Relativitätstheorie und den physikalischen und mathematischen Grundlagen der ART. Besprochen werden anschließend statische Gravitationsfelder, Gravitationswellen, Sternmodelle. Die letzten Kapitel widmen sich der Kosmologie. Dieses Buch wird von Studierenden und Dozenten, die sich mit der Theoretischen Physik im Rahmen einer Kursvorlesung auseinandersetzen, für die anschauliche und gut strukturierte Darstellung des Stoffes geschätzt und empfohlen. Der Autor liefert eine klare physikalische Diskussion der Materie und behandelt auch die anspruchsvolle Mathematik verständlich. Im Buch sind mehr als 40 Übungsaufgaben mit Lösungen enthalten. In der siebten Auflage wurde das vorliegende Buch aktualisiert und korrigiert, insbesondere die Themen Gravitationswellen und Dunkle Energie im Rahmen der Kosmologie wurden auf den neuesten Stand der Forschung gebracht. Der Autor Torsten Fließbach habilitierte sich 1977 an der TU München in Theoretischer Kernphysik. Seit 1979 ist er Professor für Theoretische Physik an der Universität Siegen.

Kleines 1x1 der Relativitätstheorie

Einsteins Physik mit Mathematik der Mittelstufe

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Author: Gottfried Beyvers,Elvira Rosenbaum

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540852026

Category: Science

Page: 358

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Der Wunsch, Einsteins Theorien zu verstehen, ist unter naturwissenschaftlich Interessierten weit verbreitet - doch bleibt er meist unerfüllt. Dieses Buch bietet eine einzigartige neue Chance: Mit anschaulichen Gedankenexperimenten, exakten Abbildungen, treffenden Analogien werden Leser behutsam in die Zeitdehnung, das Zwillingsparadoxon, Schwarze Löcher oder die Rotverschiebung des Lichts eingeführt. Diese und viele weitere relativistische Effekte werden hier erstmals mit einfachsten mathematischen Werkzeugen zugänglich gemacht.

Geometrie der Raumzeit

Eine mathematische Einführung in die Relativitätstheorie

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Author: Rainer Oloff

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322942600

Category: Mathematics

Page: 246

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Die Relativitätstheorie ist in ihren Kernaussagen nicht mehr umstritten, gilt aber noch immer als kompliziert und nur schwer verstehbar. Das liegt unter anderem an dem aufwendigen mathematischen Apparat, der schon zur Formulierung ihrer Ergebnisse und erst recht zum Nachvollziehen der Argumentation notwendig ist. In diesem Lehrbuch werden die mathematischen Grundlagen der Relativitätstheorie systematisch entwickelt, das ist die Differentialgeometrie auf Mannigfaltigkeiten einschließlich Differentiation und Integration. Die Spezielle Relativitätstheorie wird als Tensorrechnung auf den Tangentialräumen dargestellt. Die zentrale Aussage der Allgemeinen Relativitätstheorie ist die Einsteinsche Feldgleichung, die die Krümmung zur Materie in Beziehung setzt. Ausführlich werden die relativistischen Effekte im Sonnensystem einschließlich der Schwarzen Löcher behandelt. Dieser Text richtet sich an Studierende der Physik und der Mathematik und setzt nur Grundkenntnisse aus der klassischen Differential- und Integralrechnung und der Linearen Algebra voraus.

Monatsberichte

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Author: Deutsche Akademie der Wissenschaften zu Berlin

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Science

Page: N.A

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Einsteins Relativitätstheorien

Raum, Zeit, Masse, Gravitation

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Author: Hubert Goenner

Publisher: C.H.Beck

ISBN: 9783406456695

Category: General relativity (Physics)

Page: 108

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Hydrodynamik

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Author: Georg Wolschin

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662480247

Category: Science

Page: 171

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Dieses Buch stellt ausgehend von der Kontinuitätsgleichung, den Eulergleichungen und der Adiabatengleichung zunächst die Hydrodynamik idealer Fluide dar. Die Behandlung von viskosen Fluiden und den entsprechend modifizierten Grundgleichungen erfolgt über die Navier-Stokes-Gleichungen und die Wärmetransportgleichung, welche die Energiedissipation in realen Fluiden beschreiben. Ausserdem werden Diffusionsprozessen in inhomogenen Fluiden und bei der Brown’schen Bewegung untersucht. Diffusion spielt auch bei der Teilchenerzeugung in relativistischen Kollisionen von Bleikernen am LHC eine wichtige Rolle. Eine Lorentz-invariante relativistische Formulierung der Hydrodynamik wird ebenfalls präsentiert. Kapitel über Anwendungen der Hydrodynamik in der Astrophysik und auf Superfluide wie Helium bei tiefen Temperaturen runden diese Einführung in ein breites und modernes Forschungsgebiet ab. Testaufgaben am Ende des Buchs sollen den Leser motivieren, sich den Stoff aktiv anzueignen. Der Autor liefert mit diesem Werk eine kurze Einführung für Physikstudenten in die Hydrodynamik. Doch auch Promovierende und Wissenschaftler finden in den fortgeschrittenen Teilen eine gute Hinführung zu aktuellen Forschungsfragestellungen.

Relativitätstheorie in einfachen Worten

Ein Einstieg ohne komplizierte Mathematik

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Author: Kurt Fischer

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662469669

Category: Science

Page: 168

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Dieses Buch erklärt im Detail und ohne Umschweife die spezielle sowie die allgemeine Relativitätstheorie. Der erste Abschnitt beschäftigt sich mit den Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie und liefert Erklärungen für die berühmte Äquivalenz zwischen Masse und Energie. Außerdem wird erläutert, warum Einstein in der Lage war, die Theorie der Elektrodynamik als Vorlage für sein berühmten Text „Zur Elektrodynamik bewegter Körper“ zu nehmen, denn neben der Lichtgeschwindigkeit ist auch die elektrische Ladung absolut, was zur Relativität anderer physikalischer Größen führt. Anschließend wird dem Leser die allgemeine Relativitätstheorie näher gebracht. Es wird auf die spezielle Relativitätstheorie und das Äquivalenzprinzip Bezug genommen und erklärt, wie die Raum-Zeit unter Schwerkraft gekrümmt wird. Der Höhepunkt des Buchs besteht aus den Gravitationsgleichungen von Einstein, welche beschreiben, wie Materie die Raum-Zeit krümmt. Auch die berühmte Schwarzschild-Lösung, bekannte Effekte wie Lichtablenkung oder die Periheldrehung und das Friedmann-Modell des Urknalls sowie der Grund, weshalb die Gravitation nicht mit der Quantentheorie zusammenpasst, sind Bestandteil dieses Buchs.