2019年度 一般相対論   General Relativity

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開講元
物理学系
担当教員名
椎野 克 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火3-4(W242)  金3-4(W242)  
クラス
-
科目コード
PHY.F353
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2019年4月3日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

我々の宇宙の入れ物である時空自身のダイナミクスを記述することが出来る一般相対論について講義を行います。入れ物である時空と構成要素である物質がどのように関係しそれぞれが進化していくか、またそれらを記述する原理や数学について説明を行います。具体的な講義項目は、一般相対性原理、リーマン幾何学、等価原理、アインシュタイン方程式、ブラックホール、(重力波)、宇宙模型などです。
一般相対論の基礎を理解することがねらいです。

到達目標

【到達目標】 一般相対論による重力と時空の記述、その天体物理学、宇宙論への応用についての基礎知識を習得することを目標とする。
【テーマ】 本講義では,一般相対論の原理、時空を記述するリーマン幾何学とその時空における微積分、またこれらを用いて物質や時空の性質をを調べる手法を理解し身につけます。

キーワード

相対論、重力、時空、リーマン幾何学

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

授業の進め方

板書により概念を説明する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 ガイダンス、導入(双子のバラドクス) 特殊相対論の復習
第2回 空間、多様体、座標 時空の概念
第3回 ベクトル・テンソル1 テンソル代数
第4回 ベクトル・テンソル2 一般相対性原理
第5回 平行移動、共変微分 接続、測地線
第6回 リーマン曲率 微分幾何学
第7回 アインシュタイン方程式 等価原理
第8回 中間試験 一般相対論の基礎
第9回 球対称時空解 シュヴァルツシルト時空
第10回 ブラックホール1 クルスカル座標
第11回 ブラックホール2 ブラックホールの因果律
第12回 膨張宇宙モデル1 フリードマン方程式
第13回 膨張宇宙モデル2 膨張宇宙解
第14回 さらなる話題 量子論、重力波
第15回 期末試験 一般相対論の応用

教科書

なし

参考書、講義資料等

佐々木節、一般相対論、産業図書
小玉英雄 相対性理論
ランダウ・リフシッツ 場の古典論 

成績評価の基準及び方法

一般相対論の考え方,計算法及びそれらの応用に関する理解度を評価する。期末試験で成績を評価する。

関連する科目

  • PHY.F431 : 宇宙論
  • PHY.F432 : 天体物理学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特殊相対性理論、 線形代数

連絡先(メール、電話番号)    ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

msiino[at]th.phys.titech.ac.jp

オフィスアワー

随時

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