Homepage zur Vorlesung im WS 2010/11 Gravitationsphysik

ACHTUNG: In der letzten Semesterwoche findet sowohl am 3. (Donnerstag) als auch 4. (Freitag) eine Theorievorlesung zu den gewohnten Zeiten statt.

Abschlussklausur

Die Abschlussklausur findet am Freitag den 11. Februar um 10:00-11:30 im Vorlesungsraum statt.  

Raum und Zeit

AEI Callinstrasse 38 Seminarraum 103, Donnerstags 10-12 Uhr (Experiment) und Freitags 10-12 Uhr (Theorie). Den experimentellen Teil liest Prof. Roman Schnabel und ich den Theorieteil. Jede Woche findet also donnerstags die experimentelle und freitags die theoretische Vorlesung statt.

Übungen

Zum theoretischen Teil der Vorlesungen werden in regelmäßigen Abständen Übungszettel erstellt, die hier heruntergeladen werden können.

Beginn der Vorlesung

Am 21.10.2010 beginnen wir mit einer 45-minütigen gemeinsamen Vorstellung der Organsisation, sowie der Inhalte und Ziele unserer Vorlesung. Danach wird Herr Schnabel mit dem Experimentalteil beginnen. Die erste Theorievorlesung beginnt am Folgetag, d.h. am 22.10.2010.

Studiengänge und Module

Diplom: Hauptstudium (nach Vordiplom); Masterprogramm; Bachelor: Physikalisches Wahlmodul (dann nicht mehr für Master anrechenbar). Beide Teile (Theorie u. Experiment) zusammen entsprechen dem Modul 1420 "Gravitationsphysik" mit 4 SWS und 5 LP. Der Experimentalteil von 2 SWS entspricht zusammen mit dem Laborpraktikum Laserinterferometrie von 4 SWS dem Modul Laserinterferometrie von 6 SWS und 6 LP.

Beschreibung

Im Theoriteil der Vorlesung sollen die formalen Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) soweit entwickelt werden, dass ihre Anwendungen auf einfache physikalische Probleme problemlos durchgeführt werden können. Da die ART die Gravitation als Effekt der Geometrie von Raum und Zeit deutet, müssen dazu die mathematischen Grundbegriffe und Techniken der Differentialgeometrie bis zu einem gewissen Grad erlernt werden.

Vorläufige Themeliste des Theorieteils

1. Newton versus Einstein, Äquivalenzprinzip und erste direkte Folgerungen
2. Differentialgeometrie von Kurven und Flächen im dreidimensionalen Raum.
3. Allgemeine differentialgeometrische Konzepte. Begriff der pseudo-Riemann'schen Mannigfaltigkeit
4. Die Einstein'schen Feldgleichungen
5. Exakte Lösungen und Test im Sonnensystem
6. Die linearisierten Feldgleichungen für schwache Felder
7. Gravitationswellen
8. Energieverlust durch Abstrahlung von Gravitationswellen
9. Quellen von Gravitationswellen
10. Theoretische Betrachtungen zu Detektoren

Lehrbücher

1. 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.


2. 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.