Modulverantwortliche:
Prof. Stefan Hollands; Prof. Dr. Rainer Verch
Dauer:
1
Anzahl Wahlkurse:
0
Credits:
10,0
Startsemester:
WiSe 2022/23
Turnus:
jedes Wintersemester
Ziele:
Die Studierenden lernen die wesentlichen Konzepte und Methoden der allgemeinen Relativitätstheorie und Gravitation kennen sowie die wichtigsten experimentell testbaren Aussagen der Theorie. Zudem wird als eine Anwendung an die Begriffe der modernen Kosmologie herangeführt. Ein wenigstens qualitatives Verständnis fortgeschrittener Themen (geodätische Vollständigkeit, Singularitätentheoreme, kosmische Zensur) wird angestrebt.
Inhalt:
- Begriffe aus der speziellen Relativitätstheorie, Masse-Energie-Äquivalenz
- Grundlagen der Differentialgeometrie: Mannigfaltigkeiten, Tangentialbündel, Tensorfelder, Metrik und Zusammenhänge, Geodäten, Riemannscher Krümmungstensor, Jacobigleichung, Isometrien, Foliationen
- Einsteinsche Feldgleichung und Interpretation, spezielle Lösungen: Friedmann-Robertson-Walker kosmologische Modelle, kosmische Expansion; Schwarzschild-Aussenraum-Lösung, Innenraum-Lösung.
- Stabilität von Sternmaterie, Oppenheimer-Tolman-Volkhoff-Limit, Harisson-Wheeler-Diagramm, Chandrasekar-Grenze. Gravitationskollaps zu schwarzem Loch.
- Raumzeit-Struktur von schwarzen Löchern, Singularitäten, Horizonte, kosmische Zensur, Singularitätentheoreme
Literaturangabe:
R.M. Wald: General Relativity, University of Chicago Press, 1984;
H. Goenner: Einführung in die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, Spektrum, 1996;
M. Kriele: Spacetime, Springer, 2001
Prüfungsvorleistungen:
Der Prüfungsleistung 'Klausur (180 Min.)' (Modulabschlussprüfung) ist folgende Prüfungsvorleistung zugeordnet: zweiwöchentlich ausgegebene Hausaufgaben zu Fragen aus dem Bereich des Modulinhalts. Für die Lösung werden Punkte vergeben. Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist der Erwerb von 50% der möglichen Punkte des gesamten Semesters.
Teilnahmevoraussetzungen:
Master of Science International Physics Studies Program: keine
Master of Science Physik: keine
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