Vom Schwarzen Loch bis zum Urknall - Einsteins Relativitätstheorie in der Astrophysik für Nicht-Physiker

Wintersemester 2015/2016 jeweils Donnerstag 16:15 Uhr bis 18 Uhr

Ort: Kirchhoff-Institut, Im Neuenheimer Feld 227 / Hörsaal 2 (Lagekarten)

Erste Vorlesung: Donnerstag, 15. Oktober 2015

Wer: Dr. Markus Pössel (HdA) und Prof. Dr. Björn Malte Schäfer (ZAH)

Eintrag im Vorlesungsverzeichnis: hier

Thema der Vorlesung ist die Allgemeine Relativitätstheorie mit ihren Anwendungen in der modernen Astrophysik. Auf einem mathematischen Niveau, das unterhalb des Abiturwissens Mathematik und Physik bleibt, erkunden wir Einsteins Theorie von Raum, Zeit und Gravitation und ihre Anwendungen auf Gravitationslinsen, kompakte Objekte wie Neutronensterne und Schwarze Löcher, Gravitationswellen und Kosmologie.

Wir gehen dabei über das populärwissenschaftliche Niveau deutlich hinaus, werden unsere mathematischen Werkzeuge allerdings sparsam einsetzen und uns auf physikalische Argumentationen und anschauliche Darstellungen konzentrieren.

Vorausgesetzt werden grundlegendes Schulwissen Physik und Mathematik sowie an Interesse an Einsteins Theorien und an Astronomie. Eine vorherige Teilnahme an Astronomie für Nicht-Physiker ist wünschenswert, aber nicht zwingend notwendig.

Wer nicht an der Universität Heidelberg eingeschrieben ist und als Gasthörer teilnehmen möchte, beachte bitte die Hinweise zur Anmeldung (PDF).

Materialien zur Vorlesung

• Organisatorische Hinweise (MP, 15.10.2015) 63.81 kB
• Kurzüberblick 100 Jahre ART (MP, 15.10.2015) 107.21 kB
• Grundlagen Allgemeine Relativitätstheorie: Geometrie (MP, 22.10.15) 879.72 kB
• Handreichung zur Vorbereitung: Grundlagen der Geometrie (MP, 18.10.2015) 110.55 kB
• Mechanik und Geometrie der Speziellen Relativitätstheorie (MP, 5.11.2015) 202.1 kB
• Vom Äquivalenzprinzip zur Allgemeinen Relativitätstheorie (MP, 12.11.2015) 8.22 MB
• Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie (MP, 26.11. und 3.12.2015) 12.36 MB
• Gravitationswellen (MP, 3.12.2015) 14.48 MB
• Schwarze Löcher Teil I (MP, 17.12.2015) 8.57 MB
• Schwarze Löcher Teil II (MP, 7.1.2016) 8.44 MB
• Kosmologie I: Expandierendes Universum (MP, 14.1.2016) 2.69 MB
• Kosmologie II: Urknallphase (MP, 21.1.2016) 12.31 MB
• Singularitäten, Quantentheorie, Quantengravitation (MP, 28.1.2016) 1.4 MB

Literatur

Die folgenden Bücher sind zur Vorbereitung und Nachbereitung geeignet, steigen an einigen Stellen aber tiefer in die Materie ein, als wir es vorhaben:

Born, Max: Die Relativitätstheorie Einsteins. 7. Auflage herausgegeben von J. Ehlers und M. Pössel, Springer 2003.

Pössel, Markus: Das Einstein-Fenster. Eine Reise in die Raumzeit. Hoffmann und Campe 2005.

Schutz, Bernard: Gravity from the Ground Up. Cambridge University Press 2003.

Sexl, Roman und Hannelore Sexl: Weiße Zwerge, Schwarze Löcher. Vieweg 2000.