Astrophysik: eine Einführung in Theorie und Grundlagen
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Springer Spektrum
[2018]
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| Ausgabe: | 2. Auflage |
| Schriftenreihe: | Lehrbuch
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| Online-Zugang: | Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 602 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm |
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INHALTSVERZEICHNIS
TEIL I EINFUEHRUNG IN DIE MODERNE ASTROPHYSIK
1 EINIGE WICHTIGE PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN. 3
1.1
UEBERBLICK.
3
1.2 GROESSENORDNUNGEN UND M
ODELLBEREICHE. 15
1.2.1 ORTS-UND ZEITSKALEN
.
15
1.2.2 KRAEFTE UND
ENERGIESKALEN.
21
1.2.3 GRAVITATION
.
25
1.2.4 M
ODELLZONEN.
29
1.3 ASTROPHYSIKALISCHE STRUKTUREN
.
34
1.3.1 DAS UNIVERSUM INSGESAM
T. 34
1.3.2 VIRIALTHEOREM
.
43
1.3.3 ABSCHAETZUNGEN FUER DIE GROESSE VON STRUKTUREN
.
45
1.4 STRAHLUNG UND HELLIGKEIT
.
54
1.4.1 SPEKTRALE VERTEILUNG VON PHOTONEN IM
GLEICHGEWICHT. 55
1.4.2 HELLIGKEIT UND G
ROESSENKLASSEN.
63
1.4.3
HERTZSPRUNG-RUSSELL-DIAGRAMM.
70
1.5 STRAHLUNGS- UND
ENERGIETRANSPORT.
72
1.5.1 STRAHLUNGSTRANSPORTGLEICHUNG
.
72
1.5.2 DIFFUSIONSMODELLE FUER DEN T
RANSPORT. 81
1.5.3 KONVEKTIVER TRANSPORT
.
86
2
BEOBACHTUNGSMOEGLICHKEITEN.
91
2.1 KLASSISCHE VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG ASTROPHYSIKALISCHER
GROESSEN
.
91
2.1.1 METHODEN DER ABSTANDSBESTIMMUNG
. 92
2.1.2 STARK VEREINFACHTE MODELLE FUER C EPHEIDEN
.
103
2.1.3
MASSENBESTIMMUNG.
110
2.1.4 RADIUSBESTIMM
UNG.
111
2.1.5 OBERFLAECHENTEMPERATUR
.
112
2.1.6
GESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNG.
112
2.2
BEOBACHTUNGSINSTRUMENTE.
117
3 KOSMISCHE STRAHLUNG
.
131
3.1 UE
BERBLICK.
131
3.2 BESCHLEUNIGUNGSMECHANISMEN
.
141
3.2.1 FERMI-BESCHLEUNIGUNG DURCH MAGNETISCHE
SPIEGEL. 142
3.2.2
FERMI-BESCHLEUNIGUNG.
150
4 STERNAUFBAU UND S TERNENTW ICKLUNG
.
157
4.1 GRUNDGLEICHUNGEN FUER BRENNENDE STERN E
.
158
4.1.1 STERNAUFBAUGLEICHUNGEN
.
160
4.1.2
ZUSTANDSGLEICHUNGEN.
163
4.1.3 STERNAUFBAUGLEICHUNGEN UND VIRIALTHEOREM
. 169
4.2 STELLARE
ENERGIEQUELLEN.
170
4.2.1
GRUNDSAETZLICHES.
171
4.2.2 FUSIONSPROZESSE IN S TE RN E N
. 183
4.3 UNSERE S O N
NE.
187
4.3.1 SONNENPARAMETER
.
187
4.3.2 ENERGIETRANSPORT, ENERGIEBILANZ UND STABILITAET DER S O N N E
.
191
4.3.3
SONNENATMOSPHAERE.
194
4.3.4 HELIOSEISMOLOGIE
.
200
4.3.5 PROTOTYP EINES STANDARDSONNENMODELLS
.
201
4.3.6 SOLARE N EUTRINOS
.
204
4.3.7 AUSBLICK AUF DIE WEITERE
SONNENENTWICKLUNG. 205
4.4 ZUSTANDSGLEICHUNGEN UND CHANDRASEKHAR-MASSE
.
207
4.4.1 THERMODYNAMIK DES IDEALEN KLASSISCHEN G A S E S
.
208
4.4.2 IDEALE Q
UANTENGASE.
212
4.4.3 PHYSIKALISCHE BEDINGUNGEN FUER WEISSE ZW ERGE
.
220
4.4.4 POLYTROPE ZUSTANDSGLEICHUNGEN UND ADIABATENINDICES
.
223
4.4.5 CHANDRASEKHAR-MASSE
.
226
4.4.6 ZUSTANDSGLEICHUNGEN DICHTER COULOMB-SYSTEME
.
235
4.4.7 NEUTRONEN KOMMEN INS S P IEL
.
245
4.5 STRUKTURBILDUNG
.
249
4.5.1 QUALITATIVE A
USSAGEN.
250
4.5.2 JEANS-INSTABILITAET
.
253
4.6 STEMENTWICKLUNG:
ANFAENGE.
261
4.6.1 ENTWICKLUNG DER P ROTOSTEM E
.
261
4.6.2 SKALIERUNGEN IM HERTZSPRUNG-RUSSELL-DIAGRAMM
.
267
4.6.3 APPROXIMATIVE LOESUNG DER STEMAUFBAUGLEICHUNGEN
.
271
4.6.4 M
ASSENGRENZEN.
282
5 ENDSTADIEN BRENNENDER S TE RN E
.
289
5.1 STERBENDE
STERNE.
290
5.1.1 WEISSE Z W
ERGE.
290
5.1.2 NEUTRONENSTEME
.
303
5.1.3 QUELLEN HOCHINTENSIVER
STRAHLUNG. 315
5.2 SCHWARZE L OE C H E
R.
323
6 GALAXIEN
.
331
6.1 DIE M
ILCHSTRASSE.
331
6.2 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN VON
GALAXIEN. 337
6.2.1 GALAXIENBEOBACHTUNG
.
337
6.2.2 OLBERS*SCHES PARADOXON
.
344
6.2.3
MATERIEHAUSHALT.
349
6.3 GALAXIENWECHSELWIRKUNG UND M
ODELLIERUNG. 353
7 NEWTON*SCHE
KOSMOLOGIE.
359
7.1 EXPANDIERENDES
UNIVERSUM.
359
7.1.1 NEWTON*SCHES MODELL FUER DAS UNIVERSUM
.
360
7.1.2 NEWTON*SCHE FORM DER FRIEDMANN-GLEICHUNG UND IHRE LOESUNGEN . 362
7.2 KOSMISCHE MIKROWELLENHINTERGRUNDSTRAHLUNG IN EINEM ERSTEN UEBERBLICK
. 368
7.3 NEWTON*SCHE KOSMOLOGIE MIT DREI K OM PONENTEN
.
371
TEIL II EINFUEHRUNG IN DIE ALLGEMEINE RELATIVITAETSTHEORIE
8 RECHENREGELN DER A R T
.
379
8.1 MATHEMATISCHE TERMINOLOGIE DER SRT
. 379
8.1.1 LORENTZ-TRANSFORMATION UND BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
.
380
8.1.2 BESCHLEUNIGTE BEZUGSSYSTEM
E. 387
8.2 AEQUIVALENZPRINZIP UND EINSTEIN*SCHE FELDGLEICHUNGEN
.
390
8.2.1 AEQUIVALENZPRINZIP UND PRINZIP DER ALLGEMEINEN KOVARIANZ
.
390
8.2.2 DIE EINSTEIN*SEHEN FELDGLEICHUNGEN *FALLEN VOM HIMMEL*
.
395
8.3 NEWTON*SCHER G REN ZFALL
.
400
8.3.1 DISKUSSION DER
BEWEGUNGSGLEICHUNG. 401
8.3.2 BESTIMMUNGSGLEICHUNG FUER DAS POTENZIAL
.
403
8.4 STRUKTUR DER EINSTEIN*SEHEN FELDGLEICHUNGEN
.
405
8.4.1 MATHEMATISCHER H INTERGRUND
.
407
8.4.2 DER QUELLTERM IN DEN EINSTEIN*SEHEN FELDGLEICHUNGEN
.
411
8.4.3 KOVARIANZ DER BEWEGUNGSGLEICHUNG
.
412
9 A R T -E FFEK
TE.
417
9.1 AEUSSERE SCHWARZSCHILD-METRIK
.
417
9.1.1 METRISCHE KOEFFIZIENTEN.
417
9.1.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG EINES TEILCHENS IM SCHWARZSCHILD-FELD . 420
9.2 PERIHELDREHUNG DES M
ERKUR.
426
9.3 ABLENKUNG, FREQUENZVERSCHIEBUNG UND LAUFZEITVERZOEGERUNG
VON LICHT IM
SCHWEREFELD.
430
9.3.1 LICHTABLENKUNG IM SCHWEREFELD
.
430
9.3.2 FREQUENZVERSCHIEBUNG IM GRAVITATIONSFELD
.
435
9.3.3
LAUFZEITVERZOEGERUNG.
437
9.4
GRAVITATIONSWELLEN.
439
9.4.1 WELLENGLEICHUNG IM MATERIEFREIEN R A U M
.
440
9.4.2 EICHUNG, POLARISATION UND ERZEUGUNG
.
442
9.4.3 NACHWEISMETHODEN VON GRAVITATIONSWELLEN
.
450
10 RELATIVISTISCHE STERNE UND S TERNDYNAM
IK. 457
10.1 INNERE SCHWARZSCHILD-METRIK UND RELATIVISTISCHE STEMGLEICHGEWICHTE
. . . 457
10.1.1 INNERE
SCHWARZSCHILD-METRIK.
458
10.1.2 RELATIVISTISCHE GLEICHGEWICHTE
.
461
10.2
GRAVITATIONSKOLLAPS.
464
10.2.1 ZEITABHAENGIGE M
ETRIKEN.
464
10.2.2 EINSTEIN*SCHE FELDGLEICHUNGEN MIT ZEITABHAENGIGER METRIK
.
468
10.2.3 CHARAKTERISTISCHE ZEITABHAENGIGE LOESUNGEN
.
470
10.3 ROTIERENDE SCHWARZE LOECHER UND A USBLICK
.
476
10.3.1 EINFACHE MODELLE SCHWARZER L OE C H E R
.
476
10.3.2
KERR-METRIK.
478
10.3.3 EIGENSCHAFTEN SCHWARZER L
OECHER. 479
TEIL III EINFUEHRUNG IN DIE KOSMOLOGIE
11 HOMOGENE K OSM
OLOGIE.
485
11.1 AUSGANGSLAGE FUER KOSMOLOGISCHE A
NSAETZE. 485
11.2 ROBERTSON-WALKER-METRIK UND FRIEDMANN-LEMAITRE-GLEICHUNG
.
489
11.2.1 ROBERTSON-WALKER-METRIK FUER HOMOGENE UND ISOTROPE RAEUME. 489
11.2.2 FRIEDMANN-LEMAITRE-GLEICHUNG
.
493
11.2.3 K OSM
OGRAFIE.
502
11.3 WELTMODELLE MIT DUNKLER MATERIE UND DUNKLER ENERGIE
.
505
11.3.1 KOSMOLOGISCHE KONSTANTE: IRRTUM ODER W EITSICHT?
.
505
11.3.2 LOESUNGEN DER FRIEDMANN-LEMAITRE-GLEICHUNGEN UNTER
EINBEZIEHUNG DUNKLER MATERIE UND DUNKLER E N ERG IE
.
508
12 BEOBACHTUNGEN UND INTERPRETATIONSANSAETZE
.
517
12.1 PRIMORDIALE
NUKLEOSYNTHESE.
517
12.2 VERMESSUNG VON GALAXIEN (GALAXY SURVEY)
.
532
12.3 VERMESSUNGEN VON SUPERNOVAE (SUPERNOVAE SURVEYS)
.
536
12.4 FOLGERUNGEN AUS DER KOSMISCHEN HINTERGRUNDSTRAHLUNG
.
550
12.4.1
ENTKOPPLUNGSMODELL.
556
12.4.2 HORIZONTPROBLEM DER CMB
. 558
13
INHOMOGENE
KOSMOLOGIE.
559
13.1 BILDUNG VON
STRUKTUREN.
560
13.2 ANALYSE VON
FLUKTUATIONEN.
562
14
INFLATION.
573
14.1 THEORETISCHE A N
SAETZE.
573
14.1.1 PHAENOMENOLOGIE DER IN FLA TIO N
.
575
14.1.2
INFLATONFELD.
581
14.1.3 AUFLOESUNG WICHTIGER KOSMOLOGISCHER P ROBLEM E
.
584
14.1.4
FLACHHEITSPROBLEM.
585
14.1.5 MONOPOLPROBLEM
.
586
14.2 EXPERIMENTELLE HINWEISE?
. 586
L
ITERATUR.
589
STICHWORTVERZEICHNIS.
593 |
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