המחלקה לפיסיקה, אונ' בן-גוריון

נושאי לימוד ומטרות הקורס בכבידה (שם רשמי: יחסות כללית)

תאר מתקדם פיסיקה

מספר הקורס  203-2-4181
סמסטר ב' תשס"ז

 

מטרות הקורס:

·        הכרה והבנה של כבידה יחסותית ברמה בסיסית,

·        הכרת הפיסיקה של כבידה בתנאים בהם כבידה ניוטונית אינה תקפה.

נושאי הלימוד:

1.      חזרה על כלים ורעיונות בסיסיים, והעמקת הידע

a.       טנזור מטרי

b.      נגזרת קוואריאנטית

c.       טנזורים ותכונותיהם

d.      עקמומיות

e.       המשוואה הגאודזית

f.        משוואת הסטייה הגאודזית

2.      משוואות איינשטיין

a.       הפעולה של כבידה

b.      משוואות איינשטיין בריק

c.       הפעולה של חומר

d.      משוואות איינשטיין עם מקורות

e.       שימור טנזור התנע-אנרגיה

3.      גלי כבידה במרחב-זמן שטוח

a.       משוואות איינשטיין בריק בקרוב שדה חלש

b.      חופש כיול וקביעת כיול

c.       פתרון משוואות איינשטיין: שני הקיטובים של גל כבידה

d.      השפעת גל כבידה על חומר

e.       משוואות איינשטיין עם מקור בקרוב שדה חלש

f.        מקור קוואדרופולי: סדרי גודל והערכת עוצמה

g.       מקורות (אסטרו)פיזיקליים לגלי כבידה

h.       גילוי גלי כבידה: גלוי עקיף וגילוי ישיר

i.          אסטרונומיה של גלי כבידה

4.      חורים שחורים

a.       הגאומטריה של שוורצשילד ומשפט בירקהוף

b.      קריסה בהשפעת כבידה וחורים שחורים

c.       ווקטורי קילינג  של גאומטרית שוורצשילד

d.      משוואות גאודזיות בגאומטרית שוורצשילד ופתרונן באמצעות ווקטורי קילינג

e.       מסלולים של גופים נקודתיים ואור סביב חורים שחורים

f.        הסחה לאדום

g.       אופק האירועים

h.       המשכה אנליטית מעבר לאופק: הגאומטריה של קרוסקל

i.         מיפוי קונפורמי, קואורדינטות פנרוז, ותרשימי פנרוז

j.        חורים שחורים טעונים

k.      חורים שחורים מסתובבים

l.         חוקי התנועה של חורים שחורים

m.     תרמודינמיקה של חורים שחורים

5.      היקום

a.       הכרת היקום, חומר אפל

b.      גודל היקום, מיפוי היקום

c.       היקום המתפשט, הסחה לאדום

d.      ההתפשטות המואצת של היקום, "אנרגיה אפלה"

e.       תצפיות ונסיונות בקוסמולוגיה: סופר-נובות, קרינת הרקע, צבירים, עידוש

f.        מודלים הומוגניים ואיזוטרופיים של היקום

g.       המטריקה של רוברטסון-וואלקר

h.       מודלים של חומר: זורם אידאלי, חומר קר, קרינה, הקבוע הקוסמולוגי

i.         המודלים של פרידמן-רוברטסון-וואלקר

j.        המפץ הגדול

k.      תפיחה קוסמית

l.         תולדות ימי היקום

ספרים וחומר עזר אחר:

1.                     Gravitation, by Kip S. Thorne, Charles W. Misner, John Archibald Wheeler, Kip Thorne, John Wheeler

2.                     Gravitation and Cosmology : Principles and Applications of the General Theory of Relativity, Steven Weinberg

3.                     Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relativity, Sean Carroll, on the web   

4.                     P.K. Townsend, Black Holes: Lecture Notes

5.                     Was Einstein Right ?, Clifford M. Will, on the web   

6.                     Introducing Einstein's Relativity, Ray D'Inverno

7.                     General Relativity, Robert M. Wald

8.                     Gravity: An Introduction to Einstein's General Relativity, James B. Hartle 

9.                     Living Reviews 

10.                 A First Course in General Relativity, Bernard F. Schutz

11.                 Hawking, S.W,  Ellis, G. F. R , Large Scale Structure Of Space-Time ספר למתקדמים:

12.                 G. 't Hooft, Introduction to General Relativity, on the web

13.                 ועוד הרבה מקורות ברשת

14.                 יעקב בקנשטיין, רשימות שיעור ביחסות כללית

15.                 דניאל לוי, קובץ מתמטיקה לחישוב טנזורים וגדלים פיסיקליים אחרים

16.                 סיכומים מתשס"ה של התלמיד תומר טל : סיכומי שיעור, סיכומי תירגול