Εισαγωγή στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας και την Κοσμολογία

Abstract

Το παρόν βιβλίο στοχεύει να καλύψει την ύλη που διδάσκεται σε ένα προχωρημένο προπτυχιακό μάθημα εισαγωγής στη γενική θεωρία της σχετικότητας και την κοσμολογία που διδάσκεται σε πολλά τμήματα φυσικής ελληνικών ΑΕΙ ως επιλεγόμενο μάθημα. Οι πρόσφατες ανακαλύψεις στη θεματική περιοχή της βαρύτητας-κοσμολογίας, ο θεμελιώδης ρόλος της στη φυσική και οι θεαματικές εξελίξεις σε παρατηρήσεις και θεωρητικά μοντέλα την έχουν καταστήσει πολύ ελκυστική σε μεγάλο πλήθος φοιτητών. Ξεχωρίζει ανάμεσα σε παρόμοια βιβλία, γιατί περιέχει εκτενέστερη θεματολογία και τις πιο πρόσφατες εξελίξεις σε αυτούς τους τομείς. Το βιβλίο αποτελείται από 17 κεφάλαια. Στα 4 πρώτα κεφάλαια περιγράφονται η ειδική σχετικότητα, ο ηλεκτρομαγνητισμός, ο τανυστής ενέργειας ορμής και μαθηματικές έννοιες απαραίτητες για την κατανόηση των θεωριών. Τα κεφάλαια 5-10 αναφέρονται στη γενική σχετικότητα, στις εξισώσεις Einstein και στις παρατηρησιακές επιβεβαιώσεις της θεωρίας. Το κεφάλαιο 11 περιγράφει τη λύση Schwarzschild και τις ιδιότητές της. Τα κεφάλαια 12-17 είναι αφιερωμένα στην Κοσμολογία. Ξεκινούν από τις βασικές αρχές, τα πιο γνωστά κοσμολογικά μοντέλα, τους τρόπους μέτρησης αποστάσεων στο σύμπαν και φτάνουν μέχρι τη θερμική ιστορία του σύμπαντος και τις σύγχρονες θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια. Παράλληλα γίνεται περιγραφή των προβλημάτων που αντιμετωπίζει το μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης και αναφέρονται οι θεωρίες που υπάρχουν για την επίλυση αυτών των προβλημάτων.

This book aims to cover the material taught in an advanced undergraduate introductory course in general relativity and cosmology which is taught in many physics departments of Greek universities as an elective course. The recent discoveries in the subject area of gravity-cosmology, its fundamental role in physics, and the spectacular developments in observations and theoretical models have made it moreattractive in a large amount of students. It stands out among similar books, as it contains more extensive topics and the latest developments in these fields. The book consists of 17 chapters. The first 4 chapters describe special relativity, electromagnetism, the momentum-energy tensor and mathematical concepts necessary for understanding theories. Chapters 5-10 cover general relativity, Einstein's equations, and observational confirmations of the theory. Chapter 11 describes the Schwarzschild solution and its properties. Chapters 12-17 are devoted to Cosmology. Chapters beginn from the basic principles, the best-known cosmological models, the ways of measuring distances in the universe and end up to the thermal history of the universe and the modern theories of dark matter and dark energy. At the same time, there is a description of the problems faced by the Big Bang model and the theories that exist to solve these problems are mentioned.