- Offre un'introduzione completa e dettagliata alla teoria della relatività generale.
- Discute in modo comprensibile argomenti affascinanti, dalla teoria della gravitazione di Newton alla metrica dei buchi neri rotanti
- Motivante grazie a esercizi e problemi inseriti nel testo
Il presente libro offre agli studenti di fisica un'introduzione chiara alla teoria della relatività generale: che cos'è il tensore energia-momento e cosa descrivono le equazioni di Friedmann? Come si può modellare lo spazio-tempo attraverso una varietà? Che cos'è la soluzione di Schwarzschild e quando sono necessarie le coordinate di Kruskal? È possibile ricavare energia dall'ergosfera di un buco nero rotante? A queste e a molte altre domande si risponde in questo libro. L'attenzione didattica è rivolta a una presentazione semplice e comprensibile e a una descrizione dettagliata di questo argomento complesso. Il libro rinuncia consapevolmente a frasi come "si può dimostrare che..." o "come si può facilmente dimostrare che", e illustra in modo dettagliato i passaggi di calcolo negli esercizi e nelle deduzioni.
A titolo di ripasso, vengono brevemente illustrati i punti essenziali della meccanica lagrangiana, dell'elettrodinamica e della teoria della relatività ristretta. I lettori dovrebbero avere conoscenze matematiche preliminari, soprattutto nel campo dell'algebra lineare e dei numeri complessi; la matematica avanzata necessaria, come la geometria differenziale, viene introdotta in modo accurato, appropriato e comprensibile. Esercizi concreti con soluzioni complete e dettagliate invitano a riflettere e a calcolare insieme.
Il libro è suddiviso in cinque parti:
- Fondamenti della teoria della relatività ristretta e conseguenze per la meccanica relativistica e l'elettrodinamica
- Risultati importanti del modello gravitazionale di Newton e necessità di una nuova teoria della gravitazione, modellizzazione dello spazio-tempo attraverso una varietà di Lorentz
- Focus fisico: derivazione euristica e formale delle equazioni di Einstein
- Oggetti astrofisici: derivazione della metrica di Schwarzschild, l'interno di una stella, buchi neri non rotanti, rotanti e carichi, coordinate di Eddington-Finkelstein e Kruskal, diagrammi di Penrose
- Applicazione al nostro universo: omogeneità e isotropia dell'universo, metrica di Robertson-Walker, equazioni di Friedmann
L'autore Michael Ruhrländer ha studiato matematica all'Università di Essen e ha conseguito il dottorato a Wuppertal. Dal 2010 è docente di matematica e statistica presso il Politecnico di Bingen.
