Kosmologie: Einführung für Studierende der Astronomie, Physik und Mathematik ; mit 12 Tabellen
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Leipzig [u.a.]
Barth
1994
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ASTRONOMISCHE BIBLIOTHEK
DIERCK-EKKEHARD LIEBSCHER
KOSMOLOGIE
EINFUEHRUNG FUER STUDIERENDE
DER
ASTRONOMIE, PHYSIK
UND
MATHEMATIK
MIT 47 ABBILDUNGEN UND 12 TABELLEN
JOHANN AMBROSIUS BARTH
LEIPZIG
YY HEIDELBERG
INHALT
VORWORT IX
1 ZENTRALE PROBLEME 1
1.1 ZUM BEGRIFF DES UNIVERSUMS 1
1.2 ERKLAERUNG UND ENTWICKLUNG 3
1.3 DAS KOSMOLOGISCHE PRINZIP 4
1.4 BEOBACHTUNG UND MESSUNG 5
1.5 PARADOXA 7
1.6 DAS HIERARCHISCHE UNIVERSUM 8
1.7 DIE EINSTEINSCHE LOESUNG 10
1.8 DIE HUBBLESCHE EXPANSION 10
1.9 GAMOWS VERMUTUNG 12
1.10 DAS JEANSSCHE PROBLEM 15
1.11 DIE KOSMOLOGISCHE SINGULARITAET 15
2 RELATIVITAET 17
2.1 SPEZIELLE RELATIVITAETSTHEORIE 17
2.2 AQUIVALENZPRINZIP UND LICHTABLENKUNG 24
2.3 ALLGEMEINE RELATIVITAETSTHEORIE 30
2.4 DER RAUM KONSTANTER KRUEMMUNG 33
2.5 DAS EINSTEINSCHE UNIVERSUM 37
3 EXPANSION 39
3.1 DIE FRIEDMANNSCHEN GLEICHUNGEN 39
3.2 BAROTROPE MATERIEKOMPONENTEN 44
3.3 DAS FRIEDMANN-LEMAITRE-MODELL 48
3.4 SPEZIELLE FRIEDMANN-KOSMEN 49
3.5 DIE KOSMOLOGISCHE SINGULARITAET 58
VI
4 GEOMETRIE UND EXPANSION 61
4.1 DIE KOSMOLOGISCHE ROTVERSCHIEBUNG 61
4.2 HORIZONTE 64
4.3 DER VERGANGENHEITSLICHTKEGEL 66
4.4 PEKULIARGESCHWINDIGKEITEN 69
4.5 PARALLAXEN 69
4.6 STANDARDKERZEN 70
4.7 STANDARDLAENGEN 72
4.8 RELATIVISTISCHE ABSTANDSDEFINITIONEN 73
4.9 LOKALER FLUSS, GROSSE STRUKTUREN 77
4.10 DAS WELTALTER 81
5
BILANZEN UND GEWICHTE 83
5.1 DIE MITTLERE MASSENDICHTE 83
W
5.2 DIE MIKROWELLEN-HINTERGRUNDSTRAHLUNG 87
5.3 PHOTONENBAD UND AETHER 89
5.4 KRUEMMUNG 90
5.5 KOSMOLOGISCHE KONSTANTE 91
5.6 HELLIGKEITS-ROTVERSCHIEBUNGS-KATALOGE 92
5.7 KALTE WASSERSTOFFWOLKEN 95
6 REAKTIONSKINETIK UND EXPANSION 97
6.1 DAS STRAHLUNGSDOMINIERTE UNIVERSUM 97
6.2 DAS AUSKLINKEN AUS DEM GLEICHGEWICHT 100
6.3 RESTKONZENTRATIONEN 106
6.4 INSTABILE ZUSTAENDE 108
6.5 DIE PRIMORDIALE KERNSYNTHESE 109
6.6 INHOMOGENE KERNSYNTHESE 116
6.7 DAS SZENARIUM DER FRUEHGESCHICHTE 118
7 STRUKTURBILDUNG UND EXPANSION 121
7.1 DIE SPAETPHASE DES UNIVERSUMS 121
7.2 STOERUNGSSPEKTREN UND KORRELATIONEN 123
7.3 NEWTONSCHE THEORIE DER STOERUNGEN 128
7.4 MODELLE FUER DIE NICHTLINEARE ENTWICKLUNG 135
7.5 DIE JEANSSCHE KONTRAKTION 138
7.6 RELATIVISTISCHE STOERUNGSTHEORIE 146
7.7 DIE ENTWICKLUNG DER STOERUNGSSPEKTREN 152
7.8 FRAKTALE STRUKTUR 153
VII
8 INFLATION 157
8.1 DIE KOSMOLOGISCHE SINGULARITAET 157
8.2 DAS VAKUUM 158
8.3 STANDARDMODELL UND FRUEHGESCHICHTE 162
8.4 HOMOGENE INFLATION 167
8.5 INHOMOGENITAETEN UND INFLATION 172
8.6 DIE BESTIMMUNG DES POTENTIALS 178
8.7 VARIATIONEN 179
9 HOEHERE DIMENSIONEN 183
9.1 ARGUMENTE FUER 3 RAUMDIMENSIONEN 183
9.2 GRUENDE FUER MEHR ALS 3 RAUMDIMENSIONEN 186
9.3 KOSMOLOGISCHE MODELLE 188
9.4 KOMPAKTIFIZIERUNG UND KONTRAKTION 192
10 TOPOLOGISCHE QUASITEILCHEN 195
10.1 DIE TOPOLOGIE EINER FELDVERTEILUNG 195
10.2 BEZIRKSGRENZEN 197
10.3 WIRBELFAEDEN (STRINGS) 199
10.4 MONOPOLE UND TEXTUR 204
11 QUANTENKOSMOLOGIE 206
11.1 DIE AUFGABE DER QUANTENKOSMOLOGIE 206
11.2 DIE KANONISCHE FORMULIERUNG DER ART 207
11.3 DIE WHEELER-DEWITT-GLEICHUNG 210
11.4 MINISUPERRAEUME 212
12 MACHSCHES PRINZIP 215
12.1 DAS PARADOXON 215
12.2 MACHSCHE MECHANIK 217
12.3 ZEIT OHNE ZEIT 219
12.4 MASS DURCH MASSE 221
12.5 GESETZTES UND ERKLAERTES 221
13 ANTHROPISCHE ASPEKTE 225
13.1 KOSMOLOGISCHES PRINZIP, KOSMOLOGISCHES ERGEBNIS 225
13.2
DAS LEBEN ALS BEOBACHTUNGSTATSACHE 227
TABELLEN
230
LITERATUR
234
SACHVERZEICHNIS
249
QUELLENVERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN
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