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Introduction to 3+1 Numerical Relativity

Introduction to 3+1 Numerical Relativity

  • Author: Miguel Alcubierre
  • Publisher: Oxford University Press
  • ISBN: 0199205671
  • Category: Computers
  • Page: 444
  • View: 3475
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This book is a self-contained introduction to the field of numerical relativity. Starting from basic general relativity, it introduces all the concepts and tools necessary for the fully relativistic simulation of astrophysical systems with strong and dynamical gravitational fields.

Odyssee im Zeptoraum

Odyssee im Zeptoraum

Eine Reise in die Physik des LHC

  • Author: Gian Francesco Giudice
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3642223958
  • Category: Science
  • Page: 372
  • View: 9304
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Der Band lädt Leser ein, die Teilchenphysik mit den Augen eines Insiders zu betrachten, dadurch bieten sich neue Einblicke in die Welt der Teilchen und ihrer Wechselwirkungen. Aufschlussreich und unterhaltsam thematisieren die Autoren die Geschichte des Large Hadron Collider (LHC) und erläutern die mit dem LHC verknüpften wissenschaftlichen Fragen: Existiert das mysteriöse Higgs-Teilchen wirklich? Erstreckt sich der Raum in zusätzliche Dimensionen? Das Buch verhilft dazu, die Entdeckungen der kommenden Jahre mitzuverfolgen und nachzuvollziehen.

3+1 Formalism in General Relativity

3+1 Formalism in General Relativity

Bases of Numerical Relativity

  • Author: Éric Gourgoulhon
  • Publisher: Springer Science & Business Media
  • ISBN: 3642245242
  • Category: Science
  • Page: 294
  • View: 3799
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This graduate-level, course-based text is devoted to the 3+1 formalism of general relativity, which also constitutes the theoretical foundations of numerical relativity. The book starts by establishing the mathematical background (differential geometry, hypersurfaces embedded in space-time, foliation of space-time by a family of space-like hypersurfaces), and then turns to the 3+1 decomposition of the Einstein equations, giving rise to the Cauchy problem with constraints, which constitutes the core of 3+1 formalism. The ADM Hamiltonian formulation of general relativity is also introduced at this stage. Finally, the decomposition of the matter and electromagnetic field equations is presented, focusing on the astrophysically relevant cases of a perfect fluid and a perfect conductor (ideal magnetohydrodynamics). The second part of the book introduces more advanced topics: the conformal transformation of the 3-metric on each hypersurface and the corresponding rewriting of the 3+1 Einstein equations, the Isenberg-Wilson-Mathews approximation to general relativity, global quantities associated with asymptotic flatness (ADM mass, linear and angular momentum) and with symmetries (Komar mass and angular momentum). In the last part, the initial data problem is studied, the choice of spacetime coordinates within the 3+1 framework is discussed and various schemes for the time integration of the 3+1 Einstein equations are reviewed. The prerequisites are those of a basic general relativity course with calculations and derivations presented in detail, making this text complete and self-contained. Numerical techniques are not covered in this book.

Numerical Relativity

Numerical Relativity

Solving Einstein's Equations on the Computer

  • Author: Thomas W. Baumgarte,Stuart L. Shapiro
  • Publisher: Cambridge University Press
  • ISBN: 052151407X
  • Category: Science
  • Page: 698
  • View: 3128
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Pedagogical introduction to numerical relativity for students and researchers entering the field, and interested scientists.

Einführung in die moderne Kosmologie

Einführung in die moderne Kosmologie

  • Author: Andrew Liddle
  • Publisher: John Wiley & Sons
  • ISBN: 3527670920
  • Category: Science
  • Page: 217
  • View: 6058
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Dank sich stets verbessernder boden- und weltraumgestützter Teleskope stehen der Kosmologie inzwischen Daten zur Verfügung, die Rückschlüsse auf immer frühere Phasen des Universums und Vergleiche mit Modellvorstellungen erlauben. Daher gewinnt die Kosmologie in den Astronomiekursen der Universitäten beständig an Wichtigkeit. Die "Einführung in die Moderne Kosmologie" ist eine anschauliche und leicht verständliche Darstellung moderner kosmologischer Konzepte, die neben zahlreichen Beispielen und Übungsaufgaben auch Hinweise und Endergebnisse enthält, sodass das Erlernte sofort ausprobiert und kontrolliert werden kann. Das Buch ist klar eingeteilt und behandelt in sechs separaten Kapiteln Themen für Fortgeschrittene, darunter relativistische Kosmologie und Neutrino-Kosmologie. Die vorliegende Übersetzung der zweiten Auflage wurde wesentlich ergänzt und erweitert und umfasst neueste Beobachtungsergebnisse sowie zusätzliches Material zur empirischen Kosmologie und Strukturbildung.

Special Relativity

Special Relativity

  • Author: Nicholas M.J. Woodhouse
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3540466762
  • Category: Science
  • Page: 88
  • View: 7679
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Lineare Algebra

Lineare Algebra

  • Author: Gilbert Strang
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3642556310
  • Category: Mathematics
  • Page: 656
  • View: 4246
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Diese Einführung in die lineare Algebra bietet einen sehr anschaulichen Zugang zum Thema. Die englische Originalausgabe wurde rasch zum Standardwerk in den Anfängerkursen des Massachusetts Institute of Technology sowie in vielen anderen nordamerikanischen Universitäten. Auch hierzulande ist dieses Buch als Grundstudiumsvorlesung für alle Studenten hervorragend lesbar. Darüber hinaus gibt es neue Impulse in der Mathematikausbildung und folgt dem Trend hin zu Anwendungen und Interdisziplinarität. Inhaltlich umfasst das Werk die Grundkenntnisse und die wichtigsten Anwendungen der linearen Algebra und eignet sich hervorragend für Studierende der Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik, die einen modernen Zugang zum Einsatz der linearen Algebra suchen. Ganz klar liegt hierbei der Schwerpunkt auf den Anwendungen, ohne dabei die mathematische Strenge zu vernachlässigen. Im Buch wird die jeweils zugrundeliegende Theorie mit zahlreichen Beispielen aus der Elektrotechnik, der Informatik, der Physik, Biologie und den Wirtschaftswissenschaften direkt verknüpft. Zahlreiche Aufgaben mit Lösungen runden das Werk ab.

Halliday Physik

Halliday Physik

  • Author: David Halliday,Robert Resnick,Jearl Walker
  • Publisher: John Wiley & Sons
  • ISBN: 3527812598
  • Category: Science
  • Page: 1800
  • View: 9322
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Noch bessere Didaktik, noch mehr Beispiele, noch mehr Aufgaben, noch mehr Spaß - die Neuauflage des "Halliday" erfüllt alle Wünsche an ein zeitgemäßes Lehrbuch der Physik! Das Lehrbuch bietet den gesamten Stoff der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Hauptfachstudenten. Mehrere Kapitel wurden im Sinne der besseren Verständlichkeit komplett umgeschrieben, etwa zum Gauß'schen Satz und zum elektrischen Potential. Die Kapitel zur Quantenmechanik sind deutlich umfangreicher und behandeln nun die Schrödinger-Gleichung ausführlicher bis hin zur Reflexion von Materiewellen an Potentialstufen und der Schwarzkörperstrahlung. Doch für die dritte Auflage wurden die Kapitel nicht nur überarbeitet, sondern didaktisch neu strukturiert: die Lerninhalte sind nun in Modulen organisiert, wobei jede Einheit die Lernziele explizit aufführt und die Schlüsselkonzepte zusammenfasst. So können Studentinnen und Studenten zielgerichtet lernen und den Lernerfolg nach der Lektüre selbst überprüfen. Das selbstständige Lernen wird unterstützt durch rund 300 im Text durchgerechnete Beispiele, 250 Verständnis-Checks, mehr als 650 konzeptionelle Fragen sowie mehr als 2500 Aufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrads.

Numerical Relativity

Numerical Relativity

  • Author: Masaru Shibata
  • Publisher: World Scientific
  • ISBN: 981469973X
  • Category: Science
  • Page: 844
  • View: 5750
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"This book is composed of two parts: First part describes basics in numerical relativity, that is, the formulations and methods for a solution of Einstein's equation and general relativistic matter field equations. This part will be helpful for beginners of numerical relativity who would like to understand the content of numerical relativity and its background. The second part focuses on the application of numerical relativity. A wide variety of scientific numerical results are introduced focusing in particular on the merger of binary neutron stars and black holes."--

Moderne Physik

Moderne Physik

  • Author: Paul Allen Tipler,Ralph A. Llewellyn
  • Publisher: Oldenbourg Verlag
  • ISBN: 9783486582758
  • Category: Physics
  • Page: 963
  • View: 1701
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Immer mehr deutsche Hochschulen folgen dem amerikanischen Vorbild und bieten Einführungskurse zur Modernen Physik an. Diese Kurse vermitteln die spannenden Erkenntnisse der Physik der letzten 100 Jahre, die zu bahnbrechenden Veränderungen geführt haben. Das Standardwerk zu diesen Kursen ist "Modern Physics" von Paul A. Tipler, Autor des berühmten Werkes "Physik", und Ralph A. Llewellyn. Die Autoren zeigen, dass man ein tief gehendes Verständnis der Modernen Physik vermitteln kann, ohne einen schwerfälligen mathematischen Apparat bemühen zu müssen. Mit über 500 Abbildungen, Zitaten berühmter Physiker sowie mit ca. 700 sorgfältig ausgewählten Übungsaufgaben und über das Internet zugänglichen Ergänzungen wurde "Modern Physics" in den USA zu einem der beliebtesten Lehrbücher zu diesem Thema.

Theoretische Physik

Theoretische Physik

  • Author: Matthias Bartelmann,Björn Feuerbacher,Timm Krüger,Dieter Lüst,Anton Rebhan,Andreas Wipf
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3642546188
  • Category: Science
  • Page: 1315
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Die Grundlagen der theoretischen Physik in einem Band – das bietet Ihnen das vorliegende Buch. Sechs in Forschung und Lehre erfahrene Autoren aus Deutschland und Österreich stellen die vier großen Gebiete Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik sowie Thermodynamik und Statistische Physik dar. Die besondere Stärke dieses Buches liegt darin, dass es in vielfältigen Querverweisen die inneren Zusammenhänge zwischen diesen Gebieten zeigt. Die Kapitel sind sorgfältig aufeinander abgestimmt, beziehen sich aufeinander, verwenden eine möglichst einheitliche Notation und lassen diese vier Gebiete nicht nur jedes für sich entstehen, sondern vermitteln auch einen zusammenhängenden Überblick über die gesamte Grundlage der theoretischen Physik. Übersichtlich und grafisch ansprechend gegliedert, mit über 500 klaren und verständlichen Abbildungen versehen, bieten alle Kapitel ausführlich vorgerechnete Beispiele, begleitet von insgesamt fast 700 Verständnisfragen, Ausblicken in weiterführende Überlegungen sowie von mehr als 300 Übungsaufgaben mit kommentierten Lösungen. Der Inhalt des Buchs orientiert sich an den Bachelor- und Masterstudiengängen großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz und deckt den behandelten Stoff möglichst umfassend ab. Die langjährige und vielfach hervorragend bewertete Lehrerfahrung der Autoren ist hier in einem Buch kondensiert, das Sie nicht nur durch Ihr gesamtes Bachelor-Studium, sondern weit in Ihr Masterstudium hinein begleiten wird. Dieses Werk wurde ergänzt um mathematische Beiträge der beliebten Bestseller-Autoren Florian Modler und Martin Kreh.

Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfänger

Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfänger

  • Author: Jürgen Freund
  • Publisher: vdf Hochschulverlag AG
  • ISBN: 3825228843
  • Category: Science
  • Page: 252
  • View: 390
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Die Spezielle Relativitätstheorie ist nichts Schwieriges und Geheimnisvolles! Studienanfänger der Natur- und Technikwissenschaften können sie mit ihren Kenntnissen der Mathematik und der Physik in vollem Umfang und bis ins Detail verstehen, wenn sie sich die Mühe machen, sich durch dieses Lehrbuch durchzuarbeiten. Zahlreiche, z.T. auch kompliziertere Problemstellungen, bis hin zum Energie-Impuls-Vierervektor und zum elektromagnetischen Feld, werden ausführlich behandelt und zeigen dem Anfänger, wie relativistische Rechnungen anzupacken sind. Auch die bekannten Paradoxa und Paradoxien werden umfassend erklärt. Für den Wissenschaftler, der mit diesem Gebiet schon vertraut ist, ist dieses Lehrbuch wegen seiner umfangreichen Formelauflistungen nicht minder wertvoll. Kurz nach dem einhundertsten Jahrestag der Speziellen Relativitätstheorie liegt hiermit ein Kompendium vor, das dieses Teilgebiet der Physik entzaubert und in die elementare Grundlagenphysik einreiht.

Differentialgeometrie, Topologie und Physik

Differentialgeometrie, Topologie und Physik

  • Author: Mikio Nakahara
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3662453002
  • Category: Science
  • Page: 597
  • View: 7726
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Differentialgeometrie und Topologie sind wichtige Werkzeuge für die Theoretische Physik. Insbesondere finden sie Anwendung in den Gebieten der Astrophysik, der Teilchen- und Festkörperphysik. Das vorliegende beliebte Buch, das nun erstmals ins Deutsche übersetzt wurde, ist eine ideale Einführung für Masterstudenten und Forscher im Bereich der theoretischen und mathematischen Physik. - Im ersten Kapitel bietet das Buch einen Überblick über die Pfadintegralmethode und Eichtheorien. - Kapitel 2 beschäftigt sich mit den mathematischen Grundlagen von Abbildungen, Vektorräumen und der Topologie. - Die folgenden Kapitel beschäftigen sich mit fortgeschritteneren Konzepten der Geometrie und Topologie und diskutieren auch deren Anwendungen im Bereich der Flüssigkristalle, bei suprafluidem Helium, in der ART und der bosonischen Stringtheorie. - Daran anschließend findet eine Zusammenführung von Geometrie und Topologie statt: es geht um Faserbündel, characteristische Klassen und Indextheoreme (u.a. in Anwendung auf die supersymmetrische Quantenmechanik). - Die letzten beiden Kapitel widmen sich der spannendsten Anwendung von Geometrie und Topologie in der modernen Physik, nämlich den Eichfeldtheorien und der Analyse der Polakov'schen bosonischen Stringtheorie aus einer gemetrischen Perspektive. Mikio Nakahara studierte an der Universität Kyoto und am King’s in London Physik sowie klassische und Quantengravitationstheorie. Heute ist er Physikprofessor an der Kinki-Universität in Osaka (Japan), wo er u. a. über topologische Quantencomputer forscht. Diese Buch entstand aus einer Vorlesung, die er während Forschungsaufenthalten an der University of Sussex und an der Helsinki University of Sussex gehalten hat.

...und Einstein hatte doch recht

...und Einstein hatte doch recht

  • Author: Clifford M. Will
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3642743145
  • Category: Science
  • Page: 275
  • View: 7239
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Keine wissenschaftliche Theorie ist auf solche Faszination auch außerhalb der Wissenschaft gestoßen wie die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein, und keine wurde so nachdrücklich mit den Mitteln der modernen Physik überprüft. Wie hat sie diesen Test mit Raumsonden, Radioastronomie, Atomuhren und Supercomputern standgehalten? Hatte Einstein recht? Mit der Autorität des Fachmanns und dem Flair des unvoreingenommenen Erzählers schildert Clifford Will die Menschen, Ideen und Maschinen hinter den Tests der allgemeinen Relativitätstheorie. Ohne Formeln und Fachjargon wird der leser mit Einsteins Gedanken vertraut und erfährt von der Bestätigung seiner Vorhersagen, angefangen bei der Lichtablenkung im Schwerefeld der Sonne 1919 bis zu den ausgefeilten Kreiselexperimenten auf dem Space Shuttle. Die Allgemeine Relativitätstheorie hat nich nur alle diese Tests bestanden, sie hat darüber hinaus wesentlich beigetragen zu unserem Verständnis von Phänomenen wie Pulsaren, Quasaren, Schwarzen Löchern und Gravitationslinsen. Dieses Buch erzählt lebendig und spannend die Geschichte einer der größten geistigen Leistungen unserer Zeit.

The Conformal Structure of Space-Times

The Conformal Structure of Space-Times

Geometry, Analysis, Numerics

  • Author: Jörg Frauendiener,Helmut Friedrich
  • Publisher: Springer Science & Business Media
  • ISBN: 3540442804
  • Category: Science
  • Page: 374
  • View: 6713
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Causal relations, and with them the underlying null cone or conformal structure, form a basic ingredient in all general analytical studies of asymptotically flat space-time. The present book reviews these aspects from the analytical, geometrical and numerical points of view. Care has been taken to present the material in a way that will also be accessible to postgraduate students and nonspecialist reseachers from related fields.

Warum ist E = mc2?

Warum ist E = mc2?

Einsteins berühmte Formel verständlich erklärt

  • Author: Brian Cox,Jeff Forshaw
  • Publisher: Kosmos
  • ISBN: 3440152065
  • Category: Science
  • Page: 256
  • View: 8472
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E = mc2 ist die berühmteste Formel der Welt. Mit ihr brachte Einstein es auf den Punkt: Energie und Masse sind zwei Seiten derselben Medaille und die Lichtgeschwindigkeit c ist ihr Wechselkurs. Doch warum besteht dieses so einfache Verhältnis? Wie ist Albert Einstein zu diesem Schluss gekommen? Und welche Folgen für das Verständnis des Universums ergeben sich daraus? Brian Cox, Professor für Physik und in England durch seine Sendungen auf BBC sehr bekannt, hat sich zusammen mit seinem Kollegen Jeff Forshaw, Professor für theoretische Physik, die scheinbar einfache Einstein-Gleichung vorgenommen, um sie mit viel Energie ausführlich und verständlich zu erklären.

Current Trends in Relativistic Astrophysics

Current Trends in Relativistic Astrophysics

Theoretical, Numerical, Observational

  • Author: Leonardo Fernández-Jambrina,Luis Manuel González-Romero
  • Publisher: Springer Science & Business Media
  • ISBN: 3540019839
  • Category: Science
  • Page: 244
  • View: 8311
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Accompanying CD-ROM contains ... "further contributions and animation." -- p. [4] of cover.

Frontiers in Numerical Relativity

Frontiers in Numerical Relativity

  • Author: Charles R. Evans,Lee S. Finn,David W. Hobill
  • Publisher: Cambridge University Press
  • ISBN: 0521366666
  • Category: Science
  • Page: 435
  • View: 6316
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This 1989 text will be of value to those who wish to understand developments in computer studies of general relativity at the time of publication.

Grundlagen der Strömungsmechanik

Grundlagen der Strömungsmechanik

Eine Einführung in die Theorie der Strömung von Fluiden

  • Author: Franz Durst
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3540313249
  • Category: Science
  • Page: 758
  • View: 8718
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Dieses Lehrbuch stützt sich auf mathematische und physikalische Grundkenntnisse von Studenten mittlerer Semester. Es erläutert den Zusammenhang moderner Strömungsmechanik zur technischen Mechanik und bezieht moderne Mess- und numerische Berechnungsverfahren ein. Jedes Kapitel enthält den Stoff einer einwöchigen Vorlesung, der so aufgebaut ist, dass er Studenten an die jeweilige Spezialliteratur heranführt.

Die Wirklichkeit, die nicht so ist, ...

Die Wirklichkeit, die nicht so ist, ...

Eine Reise in die Welt der Quantengravitation

  • Author: Carlo Rovelli
  • Publisher: Rowohlt Verlag GmbH
  • ISBN: 3644052514
  • Category: Science
  • Page: 320
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Was ist Wirklichkeit? Existieren Raum und Zeit tatsächlich, wenn wir uns anschicken, die elementarsten Grundlagen unserer Existenz zu erforschen? Wie viel davon können wir überhaupt verstehen? Carlo Rovelli beschäftigt sich seit vielen Jahren damit, die Grenzen unseres Verstehens zu erweitern. In diesem Buch nimmt er uns mit auf eine Reise, die von dem Realitätsverständnis der griechischen Klassik bis zur Schleifenquantengravitation führt. Ein großer Physiker unserer Zeit macht sich auf, uns ein neues Welt-Bild zu zeichnen: mit einem physikalischen Universum ohne Zeit, einer Raumzeit, die aus Schleifen und Körnchen besteht und in der Unendlichkeit nicht existiert. Einer Kosmologie, die ohne Urknall und Paralleluniversen auskommt und hier zum ersten Mal von einem ihrer «Erfinder» für ein breites Publikum einfach und ausführlich erklärt wird. Ein Buch über «die großen Herausforderungen der gegenwärtigen Naturwissenschaften, die all unser Wissen über die Natur in Frage stellen» (Rovelli).