Kosmologie (Sommersemester 2017)

\begin{equation*}
\begin{split}
H^2 &=\frac{8 \pi G \epsilon}{c^2} -\frac{k c^2}{a^2}  + \frac{\Lambda c^2}{3} \\
\dot{H}+H^2&=-\frac{4 \pi G}{c^2}(\epsilon+3P) + \frac{\Lambda c^2}{3}
\end{split}
\end{equation*}


Vorlesung: Carsten Greiner
Fr 12:00h-14:00h (c.t.) PHYS _0.111
Di 08:30h-10:00h (s.t.) (14-tägig) PHYS _0.111

Erste Vorlesung: Freitag, 21.04.

Dienstags-Vorlesungen: Di. 23.05. um 09:15h, Di 27.06. um 08:30h (dafür fällt die Vorlesung am Fr. 30.06. aus)


Übung: Hendrik van Hees
Di 08:30h-10:00h (s.t.) (14-tägig) PHYS _0.111

Tutor: Richard Lenkiewicz (Büro PHYS 2.126, E-mail: lenkiewicz@itp.uni-frankfurt.de)

Erste Übung: 16.05.
Weitere Übungstermine (vorläufig): 30.05.; 06.06.; 20.06.; 04.07. (Vorlesung zu Gravitationskollaps); 11.07.


Studienleistungen


Unbenoteter Schein:
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen (maximal 2x Fehlen in den Übungen). Zur Ausstellung des Scheins benötigen wir noch Ihre Matrikelnummern, da uns diese aus Datenschutzgründen leider nicht über das E-Learning-Portal zur Verfügung gestellt werden dürfen. Bitte schicken Sie mir eine kurze E-Mail (mailto:hees@th.physik.uni.frankfurt.de) mit der Matrikelnummer. Die Scheine werden nach Abschluß der mündlichen Prüfungen erstellt.

Benoteter Schein: Mündliche Prüfung (ohne Zulassungsvoraussetzungen). Die Prüfungen finden am 02.+03.+30. August 2017 mit jeweils zwei Studierenden pro Prüfung statt. Bitte melden Sie sich unter Nennung Ihres "Wunschprüfungsparters" via E-Mail (mailto:hees@th.physik.uni.frankfurt.de) an.

Evaluation

Am Freitag, 07.07. findet während der Vorlesungszeit die Evaluation der Veranstaltung statt. Die Evaluation erfolgt online über den Link

http://r.sd.uni-frankfurt.de/ee41b070

Dieser ist ausschließlich in der Zeit zwischen 12-14h freigeschaltet. Bringen Sie also Smartphone, Iphone, Tablet oder Laptop zur Vorlesung mit. Einzelheiten finden Sie im folgenden pdf-File.

E-Learning-Portal

Bitte melden Sie sich beim E-Learning-Portal an:

Kosmologie-Vorlesung im E-Learning-Portal


Übungen

Blatt 1: Nichtrelativistisches Keplerproblem; indirekter Nachweis von Gravitationswellenabstrahlung beim Hulse-Taylor-Pulsar [pdf]
Daten zur Periastronepoche des Hulse-Taylor-Pulsars [txt]
Lösungen: [pdf]

Blatt 2: Trigonometrische Parallaxe; Hubble-Fluß; Hubble-Konstante aus Supernovae-Rotverschiebungs-Daten [pdf]
Lösungen: [pdf]

Blatt 3: Längenelement der Hypersphäre $S_3$ und der Pseudohypersphäre; Scheinbare Helligkeit jenseits des linearen Hubble Gesetzes [pdf]
Lösungen: [pdf]

Blatt 4: Verschiedene Formen der FLRW-Metrik, Zustandsänderung des kosmischen Substrats, Zeitentwicklung des Skalenparameters für strahlungsdominiertes Universum, Luminositätsabstand aus klassischer ART-Elektrodynamik (Knobelaufgabe) [pdf]
Lösungen: [pdf]


Lehrbücher

T. Fließbach, Allgemeine Relativitätstheorie, Springer Verlag 2016 [ebook]
(kostenlos verfügbar im Netz der Goethe-Uni!)

S. Boblest, T. Müller, G. Wunner, Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie, Springer Verlag 2016 [ebook]
(kostenlos verfügbar im Netz der Goethe-Uni!)

D. Giulini, C. Kiefer, Gravitationswellen, Springer Verlag 2017 [ebook]
(kostenlos verfügbar im Netz der Goethe-Uni!)

J. Pohl, Allgemeine Relativitätstheorie und Gravitationswellen, Springer Verlag 2017 [ebook]
(kostenlos verfügbar im Netz der Goethe-Uni!)

L. D. Landau, E. M. Lifschitz, Klassische Feldtheorie, vol. 2 von Lehrbuch der Theoretischen Physik, Akademie Verlag, Berlin, 1992

T. Padmanabhan, Gravitation - Foundations and Frontiers, Cambridge University Press 2010

J. B. Hartle, Gravitation - An Introduction to Einstein's General Relativity, Addison Wesley 2003

W. Rindler, Relativity - Special, General and Cosmological, Oxford University Press 2002

E. Rebhan, Theoretische Physik: Relativitätstheorie und Kosmologie, Spektrum Akademischer Verlag 2012 [ebook]
(kostenlos verfügbar im Netz der Goethe-Uni!)

M. Blau, Lecture Notes on General Relativity [pdf]

S. M. Carrol, Lecture notes on General Relativity, arXiv:gr-qc/9712019

S. Weinberg, Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity, John Wiley&Sons 1972

S. Weinberg, Cosmology, Cambridge University Press 2008

R. Adler, M. Bazin, M. Schiffer, Introduction to General Relativity, McGraw Hill 1975

C. W. Misner, K. S. Thorne, J. A. Wheeler, Gravitation, W. H. Freeman and Company 1972

N. Straumann, General Relativity, Springer Verlag 2013

H. Gönner, Einführung in die Kosmologie, Spektrum Akademischer Verlag 1994

R. Sexl, H. Urbandtke, Gravitation und Kosmologie, Spektrum Akademischer Verlag 2002

V. Mukhanov, Physical Foundations of Cosmology, Cambridge University Press 2005

E. W. Kolb, M. S. Turner, The Early Universe, Addison-Wesley Publishing Company 1990 


Online-Material

Gravitationswellen

C. Greiner, Die linearisierten Feldgleichungen der ART und Gravitationswellen [pdf]
C. Greiner, Abriß der Kosmologie [pdf]
C. Greiner, Inflation [pdf]

H. van Hees, Grundlagen zum Pulsar Timing [pdf]
H. van Hees, Direkter Nachweis von Gravitationswellen durch LIGO (Vortrag) [pdf]

Kosmologie

M. Trodden, S. M. Carroll, TASI Lectures: Introduction to Cosmology

N. Straumann, Das Universum nach Einstein [pdf]

Nobel Prize in Physics 2011 (Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt, Adam G. Riess für die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums)
Scientific information [pdf]

F. Timphus, Distanzmessung im Universum [pdf]

H. van Hees, Vorlesung über Strukturbildung im Universum [pdf]

H. van Hees, Präsentation über Mikrowellenhintergrundstrahlung (Temperaturfluktuationen) [pdf]

Sterne und Gravitationskollaps

C. Greiner, Sternbau [pdf]
H. van Hees, Gravitationskollaps einer Staubwolke [pdf]
A. Zacchi, Ergänzendes zur Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Gleichung [pdf]

Allgemeine Relativitätstheorie

M. Greif, Allgemeine Relativitätstheorie (Zusammenfassung der Vorlesung von C. Greiner) [pdf]

H. van Hees, Vorlesungsskript zu "Mathematische Ergänzungen zur Theoretischen Physik 2" mit einem Kapitel über die spezielle Relativitätstheorie  [pdf]

H. van Hees, Zusammenfassung der Allgemeinen Relativitätstheorie (handschriftlich) [pdf]
Mathematica-Notebook zur Schwarzschild-Metrik [nb] [pdf]
Shahab Sanjari, Maple-Worksheet zur Berechnung der Schwarzschild-Metrik [mw] [pdf]

H. van Hees, Die Beziehung zwischen Luminositätsabstand und Rotverschiebung [pdf]

H. van Hees, Elektromagnetische Felder in der ART [pdf]

D. Blaum, C. Köppchen, Einbettung der Pseudosphäre in flache dreidimensionale Räme [pdf]

Sämtliche Original-Paper Einsteins, soweit in den Annalen der Physik erscheinen, finden sich bequem aufgelistet unter
Einstein Annalen Papers

Viele gute Review-Artikel zu ART und Kosmologie (open access) finden sich bei den
Living Reviews in Relativity


Letzte Änderung: 12. Juli 2017