Relativitätstheorie – Speziell, Allgemein und Kosmologisch

Relativitätstheorie: Speziell, Allgemein und Kosmologisch

Autor: Prof. Wolfgang Rindler

Klappentext:

„Der Autor erörtert ausführlich alle grundlegenden Konzepte der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorien und aktuelle Entwicklungen in der Kosmologie. Dank seiner zahlreichen Übungsaufgaben bietet sich das Buch als vorlesungsbegleitende Lektüre an.“

„Dieses Buch bringt Studierenden schon in frühen Semestern die spannenden und herausfordernden Aspekte der Relativitätstheorie und der modernen Kosmologie nahe und hält gleichzeitig auch für Fortgeschrittene und Wissenschaftler reichlich neues Material bereit.

Die besondere Stärke des Buches ist die Betonung der fundamentalen, logischen und geometrischen Aspekte der Theorie. Berücksichtigt werden sowohl die spezielle als auch die allgemeine Relativitätstheorie in Verbindung mit aktuellen Entwicklungen der Kosmologie. Eine weitere Besonderheit ist der Vorrang von Anschauung und Verständnis vor mathematischem Formalismus: erst nach Festigung des erworbenen Wissens wird dieses in eine mathematische, handhabbare Form überführt.

Das Buch enthält zahlreiche Übungsaufgaben und bietet sich als vorlesungsbegleitende Lektüre an.“

Presseinformation des Verlags:

„…“

Eine Leseprobe:

1 Vom absoluten Raum und von absoluter Zeit zur dynamischen
Raumzeit: Ein Überblick

1.1 Definition, Beschreibung und Ursprünge der Relativitätstheorie

„Die beiden einsteinschen Relativitätstheorien (seine Spezielle Relativitätstheorie, SRT, von 1905 und die Allgemeine Relativitätstheorie, ART, von 1915) sind die modernen physikalischen Theorien von Raum und Zeit. In ihnen sind die newtonschen Konzepte vom absoluten Raum und von der absoluten Zeit ersetzt durch eine 4-dimensionale Raumzeit, und in ihnen spielt die Lichtgeschwindigkeit c eine bestimmende Rolle. Wir nennen Einsteins Theorien ganz explizit physikalische Theorien, da sie den Anspruch erheben, reale Strukturen in der realen Welt zu beschreiben und physikalische Aussagen zu treffen, die sie der möglichen Widerlegung durch Experimente aussetzen.

Da alle (oder wenigstens alle klassischen) physikalischen Prozesse auf einem Raum- und Zeithintergrund stattfinden, müssen die Gesetze der Physik immer mit den akzeptierten Theorien von Raum und Zeit kompatibel sein. Wenn man also den Hintergrund ändert, so muss man die Physik anpassen. Dieser Anpassungsprozess führte auf die ,relativistische‘ Physik, das heißt auf die physikalischen Gesetze die in der Raumzeit gelten. In fast allen Fällen gelangen beim Übergang von der klassischen zur relativistischen Physik die erforderlichen Anpassungen der Gesetze durch die Zielsetzung, nur so viel wie eben nötig zu ändern und so elegante Gesetze wie möglich zu formulieren. Dieser Übergang war eine rein geistige Leistung, doch vom Beginn weg führte er auf zahlreiche erstaunliche Vorhersagen, wie etwa die Zunahme der Masse eines Teilchens mit dessen Geschwindigkeit (wo die Masse gegen unendlich geht wenn die Geschwindigkeit sich c nähert) oder die berühmte Gleichung E = mc².

Die Lichtgeschwindigkeit ging von nun an, durch ihre Präsenz in der Struktur der Raumzeit, in alle Bereiche der Physik ein, sogar in die Mechanik. Und doch wurden die Vorhersagen all dieser neuen relativistischen Gesetze später, und sehr präzise, experimentell bestätigt. Einer der Gründe, weshalb die klassischen, prärelativistischen Gesetze zu ihrer Zeit so gut funktionierten, ist, dass es noch keinerlei Beobachtungen von Systemen gab, die sich mit wirklich großen Geschwindigkeiten bewegen – damit sind Geschwindigkeiten gemeint, die mit der Lichtgeschwindigkeit vergleichbar sind. …“

Pressestimmen:

Eigene Meinung / Beurteilung des Buches:

In seinem anspruchsvollen, aber extrem lehrreichen Buch »Relativitätstheorie – Speziell, Allgemein und Kosmologisch« vermittelt Professor Wolfgang Rindler, Theoretischer Physiker an der University of Texas in Dallas, eine der berühmtesten Formeln der Welt. Sehr engagiert kommt Wolfgang Rindler seinem Lehrauftrag und der großen Herausforderung nach die genialen Berechnungen und wissenschaftlichen Erkenntnisse der allgemeinen und speziellen Relativitätstheorie Albert Einsteins, einem der größten Wissenschaftler, verständlich und nachvollziehbar darzulegen. Mit 18 spannenden Kapiteln – eingeteilt in die 3 Themenbereiche »Spezielle Relativitätstheorie«, »Allgemeine Relativitätstheorie« und »Kosmologie« – lädt der Autor seine Leser zu einem kosmologischen Abenteuer der Naturwissenschaften – Physik und Mathematik – ein. Am Ende jedes Kapitels befinden sich Aufgaben mit zusätzlichen Informationen, die den Lehrstoff ergänzen.

Fazit:

Ein exzellentes Buch über Lichtgeschwindigkeit, Masse, Raum und Zeit für kluge und klar denkende Köpfe mit großer Vorstellungskraft.

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„Wenn man zwei Stunden lang mit einem Mädchen zusammensitzt,
meint man, es wäre eine Minute.
Sitzt man jedoch eine Minute auf einem heißen Ofen,
meint man, es wären zwei Stunden.
Das ist Relativität.“

Albert Einstein (1879 – 1955),
deutscher Physiker, dessen Beiträge zur theoretischen Physik
maßgeblich das physikalische Weltbild veränderten

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„Die Relativitätstheorie ist genauso ein Hirngespinst
wie die Vorstellung, es gäbe Atome.“

Prof. Ernst Mach (1838 – 1916),
österreichischer Physiker

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Buchcover:

Relativitätstheorie – Speziell, Allgemein und Kosmologisch – von Prof. Wolfgang Rindler erschienen in der Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

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Verlag: Wiley-VCH Verlag; 1. Auflage (20. April 2016).
Seitenanzahl: 530 Seiten.
Bindung: Gebundene Ausgabe.
ISBN-10: 3-527-41173-9.
ISBN-13: 9-783527-41173-3.
Preis: EUR 42,90.