Obecná relativita (kniha) - General Relativity (book)

Obecná relativita

Vázaná edice
Autor	Robert Wald
Cover artist	René Magrittes
Země	Spojené státy americké
Jazyk	Angličtina
Předmět	Obecná relativita
Žánr	Literatura faktu
Vydavatel	University of Chicago Press
Datum publikace	1984, 2010
Typ média	Tisk
Stránky	491
ISBN	0-226-87033-2
OCLC	10018614
Deweyho desetinný	530,1/1 19
Třída LC	QC173.6 .W35 1984

Obecná relativita je absolventem učebnice a reference na Albert Einstein ‚s obecnou teorií relativity písemného gravitační fyzik Robert Wald .

Přehled

Kniha, která byla poprvé publikována University of Chicago Press v roce 1984, má téměř 500 stran a pokrývá mnoho aspektů obecné teorie relativity. Je rozdělena na dvě části. Část I pokrývá základy předmětu a část II pokročilejší témata, jako je kauzální struktura a kvantové efekty. Kniha používá pro tenzory abstraktní indexovou notaci . Ošetřuje spinory, formulaci s variačním principem, formulaci počáteční hodnoty, (přesné) gravitační vlny , singularity, Penroseovy diagramy , Hawkingovo záření a termodynamiku černé díry.

Je zaměřen na začínající studenty a výzkumné pracovníky. Za tímto účelem je většina materiálů v části I zaměřena na úvodní kurz na toto téma, zatímco část II pokrývá širokou škálu pokročilých témat pro druhé semestr nebo další studium. Základní matematické metody pro formulaci obecné relativity jsou uvedeny v kapitolách 2 a 3, zatímco pokročilejší techniky jsou probrány v dodatcích A až C. Wald se domnívá, že toto je nejlepší cesta vpřed, protože uvedení všech matematických technik na začátek knihy by se ukázalo být hlavní překážkou pro studenty při vývoji těchto matematických nástrojů, jak si zvykli, znamenalo by to, že jsou příliš rozptýlení, než aby byli užiteční. Zatímco hamiltonovský formalismus je často prezentován ve spojení s formulací počáteční hodnoty, Waldovo pokrytí toho druhého je nezávislé na prvním, které je tak odsunuto do dodatku, vedle Lagrangeova formalismu.

Tato kniha používá z technických důvodů znakovou konvenci. Existuje však jedna důležitá výjimka. V kapitole 13 - a pouze v kapitole 13 - se přepíná na konvenci značení, protože takto lze snáze ošetřit rotory. Navíc se jedná o nejběžnější konvenci znaku používanou v literatuře. ${\ displaystyle -+++}$${\ displaystyle +---}$

Většina knihy používá geometrizované jednotky , což znamená, že základní přirozené konstanty (Newtonova gravitační konstanta ) a ( rychlost světla ve vakuu) jsou nastaveny na jednu, s výjimkou případů, kdy jsou prováděny předpovědi, které lze testovat. ${\ displaystyle G}$${\ displaystyle c}$

Obsah

Obecná relativita
${\ Displaystyle G _ {\ mu \ nu}+\ Lambda g _ {\ mu \ nu} = {8 \ pi G \ over c^{4}} T _ {\ mu \ nu}}$
Úvod Dějiny Matematická formulace Testy
Základní koncepty Princip ekvivalence Speciální relativita Světová linie Pseudo-Riemannian potrubí
Jevy Keplerův problém Gravitační čočky Gravitační vlny Přetahování snímků Geodetický efekt Horizont událostí Jedinečnost Černá díra Vesmírný čas Časoprostorové diagramy Časoprostor Minkowski Einstein – Rosenův most
Rovnice Formalismy Rovnice Linearizovaná gravitace Einsteinovy ​​rovnice pole Friedmanna Geodetika Mathisson – Papapetrou – Dixon Hamilton – Jacobi – Einstein Formalismy ADM BSSN Post-newtonský Pokročilá teorie Kaluza – Kleinova teorie Kvantová gravitace
Řešení Schwarzschild ( interiér ) Reissner – Nordström Gödel Kerr Kerr – Newman Kasner Lemaître – Tolman Taub-NUT Milne Robertson – Walker pp-vlna van Stockum prach Weyl - Lewis - Papapetrou
Vědci Einstein Lorentz Hilberte Poincaré Schwarzschild de Sitter Reissner Nordström Weyl Eddington Friedman Milne Zwicky Lemaître Gödel Kolář Robertson Bardeen chodec Kerr Chandrasekhar Ehlers Penrose Hawking Raychaudhuri Taylor Hulse van Stockum Taub Nový muž Yau Thorne ostatní
Fyzikální portál  Kategorie
proti t E

Část I: Základy

• Kapitola 1 Úvod
• Kapitola 2: Rozdělovače a pole tenzoru
• Kapitola 3: Zakřivení
• Kapitola 4: Einsteinova rovnice
• Kapitola 5: Homogenní, izotropní kosmologie
• Kapitola 6: Schwarzschildovo řešení

Část II: Pokročilá témata

• Kapitola 7: Metody řešení Einsteinovy ​​rovnice
• Kapitola 8: Kauzální struktura
• Kapitola 9: Singularity
• Kapitola 10: Formulace počáteční hodnoty
• Kapitola 11: Asymptotická plochost
• Kapitola 12: Černé díry
• Kapitola 13: Spinory
• Kapitola 14: Kvantové efekty v silných gravitačních polích

Přílohy

• A. Topologické prostory
• B. Diferenciální formy , integrace a Frobeniusova věta
• C. Mapy rozdělovačů, derivátů lži a vražedných polí
• D. Konformní transformace
• E. Lagrangeovy a hamiltonovské formulace Einsteinovy ​​rovnice
• F. Jednotky a rozměry.

Reference

Index

Verze

• Wald, Robert M. Obecná relativita . University of Chicago Press, 1984. ISBN  0-226-87033-2 (brožováno). ISBN  0-226-87032-4 (vázaná kniha).
• Wald, Robert M. Obecná relativita . University of Chicago Press, 2010. ISBN  978-0-226-87037-3 . Dotisk.

Posouzení

Podle Daniela Finleyho, profesora na univerzitě v Novém Mexiku , tato učebnice nabízí dobrou fyzickou intuici. Autor však nepoužil nejmodernější dostupné matematické metody a jeho zpracování kosmologie je nyní zastaralé. Finley se domnívá, že abstraktní indexovou notaci je obtížné se naučit, i když je vhodná pro ty, kteří ji zvládli.

Teoretický fyzik James W. York napsal, že Obecná relativita je propracovaná, ale výstižná kniha na toto téma, která by měla být atraktivní pro matematicky nakloněné, protože v celé knize je udržována vysoká úroveň přísnosti. Věřil však, že materiál o linearizované gravitaci je příliš krátký, a jako doplněk doporučil gravitaci od Charlese Misnera , Kipa Thorna a Johna Archibalda Wheelera a gravitaci a kosmologii od Stevena Weinberga .

Hans C. Ohanian, který učil a zkoumal gravitaci na polytechnickém institutu Rensselaer , se domníval, že obecná relativita poskytuje moderní úvod do předmětu s důrazem na tenzorové a topologické metody a nabízí některé „ostré vhledy“. Jeho kvalita je však velmi variabilní. Témata, jako je geodetický pohyb v Schwarzschildově metrice, Krushkalovo rozšíření a těžba energie z černých děr , jsou zpracovány dobře, zatímco empirické testy Einsteinovy ​​teorie jsou sotva poškrábané a zpracování pokročilých témat, včetně kosmologie, je příliš krátké na to, aby bylo užitečné studentům. Vzhledem k vysokému využití vyšší matematiky nemusí být vhodný pro úvodní kurz.

Lee Smolin tvrdil, že obecná relativita překlenuje propast mezi prezentací materiálu ve starších učebnicích a literaturou. Například zatímco první průkopníci tohoto tématu, včetně samotného Einsteina, používali metody založené na souřadnicích, výzkumníci od poloviny 60. let přešli na formulace bez souřadnic, z nichž Waldův text zcela vychází. Jeho styl je jednotně jasný a ekonomický, i když někdy příliš krátký. Mezi témata, která si zaslouží větší pozornost, patří gravitační záření a kosmologie. Tuto knihu však mohou doplnit knihy od Misnera, Thorna a Wheelera a od Weinberga. Smolin učil pomocí této knihy kurz obecné relativity pro vysokoškoláky i postgraduální studenty na univerzitě v Yale a byl s výsledky spokojený. Zjistil také, že je to užitečné jako reference pro osvěžení paměti.

Viz také

• Seznam knih o obecné relativitě
• Klasická mechanika od Herberta Goldsteina , absolventská učebnice
• Klasická elektrodynamika od Johna Davida Jacksona , další absolventská učebnice

Reference

Další čtení

• Wheeler, John ; Misner, Charles W ; Thorne, Kip (1973). Gravitace . WH Freeman and Company. ISBN  0-7167-0344-0 .
• Carroll, Sean M (2004). Prostoročas a geometrie: Úvod do obecné relativity . Addison Wesley. ISBN  978-1108488396 .
• Poisson, Eric (2004). Relativist's Toolkit, The Mathematics of Black-Hole Mechanics. Cambridge University Press. ISBN  978-0521830911 .
• Zee, A . (2013) Einstein Gravitace v kostce . Princeton University Press. ISBN  9780691145587 .
• Will, Clifford M .; Poisson, Eric (2014). Gravitace: Newtonian, Post-Newtonian, Relativistic . Cambridge University Press. ISBN 978-1107032866.

externí odkazy

• Oficiální web University of Chicago Press