Übungen und Ergänzungen zur Vorlesung Theorie der schwarzen Löcher Wintersemester 2011-2012

Übungen

  1. (Freitag 21.10.) (pdf).
    • John Michells Beispiel.
    • Bindungsenergie von Neutronensternen.
    • Leistung bei Deformation von Massenverteilung.
    • Selbstkonsistenz der modifizierten Poisson-Gleichung für das skalare Gravitationspotential.
     
  2. (Freitag 4.11.) (pdf).
    • Mittlere versus maximale Massendichte in Lane-Emden Sternen.
    • Allgemein-Relativistische Eulergleichung für ideale Flüssigkeiten und Entropierhaltung.
     
  3. (Freitag 18.11.) (pdf).
    • Eine exakte Lösung der TOV-Gleichung.
    • Kausale Abhängigkeitsgebiete für konstant beschleunigte Beobachter im Minkowskiraum.
    • Beschleunigung stationärer Beobachter in der äußeren Schwarzschildgeometrie.
    • Satz von Einstein-Pauli über die Trivialität regulärer statischer Lösungen der materiefreien Einsteingleichungen.
     
  4. (Freitag 2.12.) (pdf).
    • Zerreißen von frei fallenden Gegenständen im Gravitationsfeld eines Neutronensterns.
    • Krümmungstensor der äußeren Schwarzschildlösung in "Nullbasis".
    • Räumliche konforme Flachheit sphärisch-symmetrischer Metriken; Anwendung auf äußere Schwarzschildlösung.
     
  5. (Freitag 16.12.) (pdf).
    • Berechnung des "Schattens" eines sphärisch-symmetrischen Schwarzen Lochs.
    • Geodätische Vollständigkeit und Isometrien der Poincaré'schen Halbebene.
    • Elimination von ρ(r) und p(r) aus den TOV-Gleichungen.
     
  6. (Freitag 27.01.) (pdf).
    • Anwendungen des Hawking'schen Oberflächensatzes auf drehimpulslose Verschmelzung beliebig vieler Schwarzschild-Löcher gleicher Masse, auf Extraktion von Rotationsenergie eines Kerr Lochs und auf Verschmelzung zweier Kerr-Löcher beliebiger Massen und Spins.
    • Beweis nützlicher Identitäten mit dem Hodge-Operator mit Anwendungen auf den elektromagnetischen Energie-Impuls-Tensor.

Ergänzungen

  1. Newton'sches Analogon
    • Giulini (1997): Consistently implementing the field's self-energy in Newtonian gravity. Physics Letters A 232 (1997) 165-170. (pdf)
     
  2. Hawking'scher Oberflächensatz
    • Giulini (1998): Is there a general area theorem for black holes. Journal of Mathematical Physics 39 (1998) 6603-6606. (pdf)