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WS1011 Einführung in die relativistische Kosmologie

Homepage zur Vorlesung im WS 2010/2011 Einführung in die relativistische Kosmologie

Achtung: Am 25.11.2010 muss die Vorlesung wegen der gleichzeitg laufenden QUEST-Mitgliederversammlung leider ausfallen. Sie wird zu einem späteren Zeitpunkt nachgeholt.

Module: Schwerpunktbereich Master Physik (2 LP)

Raum und Zeit

Gebäude/Raum 3701/267, Donnerstags 16-18 Uhr

Beginn der Vorlesungen

21.10.2010

Beschreibung

Die Vorlesung richtet sich an Studenten/innen mit etwas Vorkenntnissen in der Gravitationsphysik und Relativitätstheorie. Etwas Lektüre zum Einstieg und Überblick finden Sie unten.

Die Vorlesung ist 2-stündig ohne begleitende Übungen. Ihr Ziel ist es, einen Einblick in die Grundlagen und Kernaussagen der relativistischen Kosmologie geben. Theoretisch basiert diese auf der Allgemeinen Relativitätstheorie, jedoch setzt die Vorlesung ein vertieftes Verständnis dieser Theorie nicht voraus. Einige vertiefende Ergänzungen können hier heruntergeladen werden.

Vorläufige Themeliste

  1. Grundlagen einer Newtonschen Kosmologie und ihre Grenzen
  2.  
  3. Grundannahmen der relativistischer Kosmologie
  4.  
  5. Beobachtbare Größen: Distanzmessungen, Rotverschiebung, Hubble-Plot
  6.  
  7. Die Einsteinschen Feldgleichungen und die zum Standardmodell führenden Grundannahmen
  8.  
  9. Die Friedmann-Gleichungen und ihre Lösungen
  10.  
  11. Beobachtbare Konsequenzen und Festlegung der kosmologischen Parameter Ω_m und Ω_Λ
  12.  
  13. Die Begriffe Teilchen-, Ereignis- und Hubble-Horizont
  14.  
  15. Die Probleme der dunklen Materie und der dunklen Energie

Literatur

Lehrbücher

  1. D.J. Raine und E.G. Thomas: An Introduction to the Science of Cosmology. IoP Series in Astronomy and Astrophysics, Institute of Physics Publishing, Bristol 2001. (Knappe und ziemlich vollständige Darstellung der Grundlagen, allerdings nicht ganz "up to date")
  2. Steven Weinberg: Cosmology. Oxford University Press, Oxford 2008. (Top-aktuell und ausführlicher. Geht deutlich über den in dieser Vorlesung gebotenen Stoff hinaus.)

Bettlektüre zum runterladen

  1. Hier über die kosmologische Konstante
  2. Hier über die ART und ihren experimentellen Status
  3. Hier über das Gravity-Probe-B-Experiment und den so-genannten Gravitomagnetismus

Allgemeine Lehrbücher der ART

  1. Torsten Fließbach: Allgemeine Relativitätstheorie, Spektrum Akademischer Verlag, 5.Auflage (2006), 374 Seiten, Preis 32,99 Euro (bei Amazon). Komentare: Günstiger Preis, gute Themenauswahl, sehr übersichtliche Präsentation, physikalisch-begrifflich und mathematisch etwas eingeschränkt; deckt Stoff der Vorlesung nicht ab.
  2. Bernard Schutz: A First Course in General Relativity, Cambridge University Press (2009), 393 Seiten, Preis 35,95 Euro (bei Amazon). Komentare: Günstiger Preis, sehr gute und aktuelle Themenauswahl, dabei sehr behutsam und betont pädagogisch in der Präsentation und Argumentation mit einem reichhaltigen Angebot an Übungsaufgaben. Die Kapitel über Gravitationswellen sind sehr gut lesbar und besonders für Einsteiger gut geeignet.
  3. Norbert Straumann: General Relativity with Applications to Astrophysics, Springer Verlag (2004), 674 Seiten, Preis 82,34 Euro (bei Amazon). Komentare: Ein sehr umfassendes Werk, gute Themenauswahl, sehr vollständige Argumentation, hervorragende Darstellung des differentialgeometrischen Werkzeugs. Anspruchsvoller als die zwei vorherigen Lehrbücher.

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Prof. Dr. Domenico Giulini
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