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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: 6998
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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.

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: 7884
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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.

...und Einstein hatte doch recht

...und Einstein hatte doch recht

  • Author: Clifford M. Will
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3642743145
  • Category: Science
  • Page: 275
  • View: 5154
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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.

Einführung in die moderne Kosmologie

Einführung in die moderne Kosmologie

  • Author: Andrew Liddle
  • Publisher: John Wiley & Sons
  • ISBN: 3527670920
  • Category: Science
  • Page: 217
  • View: 3602
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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.

Numerical Relativity

Numerical Relativity

Solving Einstein's Equations on the Computer

  • Author: Thomas W. Baumgarte,Stuart L. Shapiro
  • Publisher: Cambridge University Press
  • ISBN: 1139643177
  • Category: Science
  • Page: N.A
  • View: 3695
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Aimed at students and researchers entering the field, this pedagogical introduction to numerical relativity will also interest scientists seeking a broad survey of its challenges and achievements. Assuming only a basic knowledge of classical general relativity, the book develops the mathematical formalism from first principles, and then highlights some of the pioneering simulations involving black holes and neutron stars, gravitational collapse and gravitational waves. The book contains 300 exercises to help readers master new material as it is presented. Numerous illustrations, many in color, assist in visualizing new geometric concepts and highlighting the results of computer simulations. Summary boxes encapsulate some of the most important results for quick reference. Applications covered include calculations of coalescing binary black holes and binary neutron stars, rotating stars, colliding star clusters, gravitational and magnetorotational collapse, critical phenomena, the generation of gravitational waves, and other topics of current physical and astrophysical significance.

Numerical Relativity

Numerical Relativity

  • Author: Masaru Shibata
  • Publisher: World Scientific
  • ISBN: 981469973X
  • Category: Science
  • Page: 844
  • View: 3158
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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."--

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: 5155
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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.

Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfänger

Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfänger

ein Lehrbuch

  • Author: Jürgen Freund
  • Publisher: vdf Hochschulverlag AG
  • ISBN: 3728129933
  • Category:
  • Page: 240
  • View: 6920
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Differentialgeometrie, Topologie und Physik

Differentialgeometrie, Topologie und Physik

  • Author: Mikio Nakahara
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3662453002
  • Category: Science
  • Page: 597
  • View: 3695
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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.

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: 2370
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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: 6017
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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.

Moderne Physik

Moderne Physik

  • Author: Paul A. Tipler,Ralph A. Llewellyn
  • Publisher: De Gruyter Oldenbourg
  • ISBN: 9783486582758
  • Category: Science
  • Page: 963
  • View: 8595
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Endlich liegt die anschauliche und fundierte Einführung zur Modernen Physik von Paul A. Tipler und Ralph A. Llewellyn in der deutschen Übersetzung vor. Eine umfassende Einführung in die Relativitätstheorie, die Quantenmechanik und die statistische Physik wird im ersten Teil des Buches gegeben. Die wichtigsten Arbeitsgebiete der modernen Physik - Festkörperphysik, Kern- und Teilchenphysik sowie die Kosmologie und Astrophysik - werden in der zweiten Hälfte des Buches behandelt. Zu weiteren zahlreichen Spezialgebieten gibt es Ergänzungen im Internet beim Verlag der amerikanischen Originalausgabe, die eine Vertiefung des Stoffes ermöglichen. Mit ca. 700 Übungsaufgaben eignet sich das Buch hervorragend zum Selbststudium sowie zur Begleitung einer entsprechenden Vorlesung. Die Übersetzung des Werkes übernahm Dr. Anna Schleitzer. Die Bearbeitung und Anpassung an Anforderungen deutscher Hochschulen wurde von Prof. Dr. G. Czycholl, Prof. Dr. W. Dreybrodt, Prof. Dr. C. Noack und Prof. Dr. U. Strohbusch durchgeführt. Dieses Team gewährleistet auch für die deutsche Fassung die wissenschaftliche Exaktheit und Stringenz des Originals.

Some Topics on General Relativity and Gravitational Radiation

Some Topics on General Relativity and Gravitational Radiation

Proceedings of the "Spanish Relativity Meeting'96" Valencia (Spain), Sep. 10-13, 1996

  • Author: Juan Antonio Morales
  • Publisher: Atlantica Séguier Frontières
  • ISBN: 9782863322185
  • Category: General relativity (Physics)
  • Page: 312
  • View: 4331
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Developments in Mathematical and Experimental Physics

Developments in Mathematical and Experimental Physics

Volume A: Cosmology and Gravitation

  • Author: Alfredo Macias,Francisco Uribe,Enrique Diaz
  • Publisher: Springer Science & Business Media
  • ISBN: 9780306472930
  • Category: Science
  • Page: 300
  • View: 4508
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The first part is devoted to the topic of quantum gravity and string theories, mainly concerned with recent authoritative results in the study of discretizations in classical and quantum general relativity, non-commutative theories of gravity, (2+1)-dimensional supergravity, and Berezin description of Kaehler quotients. The field to particle transition problem is also considered. The second part deals with cosmology and black holes. Here, cosmological, inflationary, and braneworld scenarios are investigated. Moreover, some scalar field models for the dark matter content of the universe as well as new models of protostellar collapse and fragmentation are presented. This part includes also a study of de Sitter/Anti-de Sitter phase transition for black holes, an understanding of hairy black holes and an improvement of the no-hair theorem proof for the Proca field. The third part is devoted to exact solutions, in particular classical and quantum cosmological solutions in scalar-tensor theories. Additionally, a discussion about conformally flat axisymmetric spacetimes and some considerations on accelerated expansion in scalar-tensor theories are presented. Experimental and some mixed topics are included in the final part. Among them is an experimental foundation of nonlocality and superluminal signal velocity in photonic tunneling, a proposal for testing the weak equivalence principle for charged particles in space. Moreover, a possible new type of skewon field linked to Maxwell theory is also presented, and an authoritative discussion at the interface of quantum and gravitational realms.

Directions in General Relativity: Volume 1

Directions in General Relativity: Volume 1

Proceedings of the 1993 International Symposium, Maryland: Papers in Honor of Charles Misner

  • Author: B. L. Hu,Charles W. Misner,M. P. Ryan, Jr,C. V. Vishveshwara
  • Publisher: Cambridge University Press
  • ISBN: 9780521021395
  • Category: Science
  • Page: 448
  • View: 8114
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Proceedings of the International Symposium on General Relativity, University of Maryland, March 1993.

General Relativity and Gravitation

General Relativity and Gravitation

Proceedings of the 11th International Conference on General Relativity and Gravitation, 1986

  • Author: M. A. H. MacCallum
  • Publisher: CUP Archive
  • ISBN: 9780521332965
  • Category: Science
  • Page: 407
  • View: 8050
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Allgemeine Relativitätstheorie und relativistische Astrophysik

Allgemeine Relativitätstheorie und relativistische Astrophysik

  • Author: N. Straumann
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 366221573X
  • Category: Science
  • Page: 418
  • View: 388
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Progress in Mathematical Relativity, Gravitation and Cosmology

Progress in Mathematical Relativity, Gravitation and Cosmology

Proceedings of the Spanish Relativity Meeting ERE2012, University of Minho, Guimarães, Portugal, September 3-7, 2012

  • Author: Alfonso García-Parrado,Filipe C. Mena,Filipe Moura,Estelita Vaz
  • Publisher: Springer Science & Business Media
  • ISBN: 3642401570
  • Category: Mathematics
  • Page: 485
  • View: 4952
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This book contains contributions from the Spanish Relativity Meeting, ERE 2012, held in Guimarães, Portugal, September 2012. It features more than 70 papers on a range of topics in general relativity and gravitation, from mathematical cosmology, numerical relativity and black holes to string theory and quantum gravity. Under the title "Progress in Mathematical Relativity, Gravitation and Cosmology," ERE 2012 was attended by an exceptional international list of over a hundred participants from the five continents and over forty countries. ERE is organized every year by one of the Spanish or Portuguese groups working in this area and is supported by the Spanish Society of Gravitation and Relativity (SEGRE). This book will be of interest to researchers in mathematics and physics.

Analytical and Numerical Approaches to Mathematical Relativity

Analytical and Numerical Approaches to Mathematical Relativity

  • Author: Jörg Frauendiener,Domenico J. W. Giulini,Volker Perlick
  • Publisher: Springer
  • ISBN: 354033484X
  • Category: Science
  • Page: 281
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General relativity ranks among the most accurately tested fundamental theories in all of physics. Deficiencies in mathematical and conceptual understanding still exist, hampering further progress. This book collects surveys by experts in mathematical relativity writing about the current status of, and problems in, their fields. There are four contributions for each of the following mathematical areas: differential geometry and differential topology, analytical methods and differential equations, and numerical methods.

Fouriertransformation für Fußgänger

Fouriertransformation für Fußgänger

  • Author: N.A
  • Publisher: Springer-Verlag
  • ISBN: 3322948676
  • Category: Mathematics
  • Page: 168
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