Крупномасштабная структура пространства времени, Хокинг С., Эллис Дж., 1977

Крупномасштабная структура пространства времени, Хокинг С., Эллис Дж., 1977.
 
   Книга посвящена новому подходу к теории относительности и ее астрономическим приложениям, основанному на использовании методов современной дифференциальной геометрии. Применение их оказалось исключительно плодотворным при исследовании свойств пространства-времени в особых условиях, а именно проблем сингулярности в космологии, черных дыр и т. п.
Авторы рассмотрели роль гравитации, методы дифференциальной геометрии и общую относительность, физический смысл кривизны пространства-времени, точные решения и задачу Коши в общей теории относительности, проблему сингулярности и ее приложения к выяснению природы черных дыр и различных этапов расширения Вселенной.
Книга рассчитана на широкие круги физиков, математиков и астрономов, интересующихся проблемами релятивизма, и может служить учебным пособием для студентов.




Роль тяготения.
Согласно общепринятому в современной физике взгляду, изучение Вселенной можно разделить на две части. Первая — это установление локальных законов, которым удовлетворяют различные физические поля. Эти законы обычно формулируются в виде дифференциальных уравнений. Вторую часть составляют проблема граничных условий для этих уравнений и глобальные свойства их решений. Она в том или ином смысле содержит в себе идею о крае пространства-времени. Эти две части не обязательно независимы. Действительно, уже была высказана мысль, что локальные законы определяются крупномасштабной структурой Вселенной. Эту точку зрения обычно связывают с именем Маха, а в менее отдаленном прошлом ее развивали Дирак [41], Шама [155], Дикке [39], Хойл и Нарликар [82] и др. Мы не будем придерживаться столь возвышенной точки зрения: мы просто начнем с локальных физических законов, установленных экспериментально, и посмотрим, к каким выводам относительно крупномасштабной структуры Вселенной они могут привести.

Конечно, предположение о том, что физические законы, установленные в лаборатории, применимы во всех других точках пространства-времени, где условия могут быть совсем иными — это далеко идущая экстраполяция. Если эти законы перестанут выполняться, мы скажем, что имеется еще какое-то поле, которое повлияло на локальные законы, однако существование его до сих пор не было обнаружено в наших экспериментах из-за того, что оно мало меняется в пределах такой области, как Солнечная система. На самом деле большая часть наших результатов не будет зависеть от конкретного характера рассматриваемых физических законов: они окажутся связанными лишь с определенными общими свойствами, такими, как описание пространства-времени посредством псевдоримановой геометрии и положительная определенность плотности энергии.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие к русскому изданию.
Предисловие.
Глава 1. Роль тяготения.
Глава 2. Дифференциальная геометрия.
2.1. Многообразия.
2.2. Векторы и тензоры.
2.3. Отображение многообразий.
2.4. Внешнее дифференцирование и производная Ли.
2.5. Ковариантная производная и тензор кривизны.
2.6. Метрика.
2.7. Гиперповерхности.
2.8. Элемент объема и теорема Гаусса.
2.9. Расслоенные пространства.
Глава 3. Общая теория относительности.
3.1. Пространственно-временное многообразие.
3.2. Материальные (негравитационные) поля.
3.3. Лагранжева формулировка.
3.4. Уравнения поля.
Глава 4. Физический смысл кривизны.
4.1. Времениподобные кривые.
4.2. Изотропные кривые.
4.3. Энергетические условия.
4.4. Сопряженные точки.
4.5. Вариация длины дуги.
Глава 5. Точные решения.
5.1. Пространство-время Минковского.
5.2. Пространство-время де Ситтера 1-го и 2-го рода.
5.3. Пространство Робертсона — Уокера.
5.4. Пространственно-однородные космологические модели.
5.5. Решения Шварцшильда и Райсснера — Нордстрома.
5.6. Решение Керра.
5.7. Модель Вселенной Гёделя.
5.8. Пространство Тауба — НУТ.
5.9. Прочие точные решения.
Глава 6. Причинная структура.
6.1. Ориентируемость.
6.2. Причинные кривые.
6.3. Ахрональные границы.
6.4. Условия причинности.
6.5. Области Коши.
6.6. Глобальная гиперболичность.
6.7. Существование геодезических.
6.8. Причинная граница пространства-времени.
6.9. Асимптотически простые пространства.
Глава 7. Задача Коши в обшей теории относительности.
7.1. Характер задачи.
7.2. Приведенные уравнения Эйнштейна.
7.3. Начальные данные.
7.4. Гиперболические уравнения второго порядка.
7.5. Существование и единственность решения задачи Коши для уравнений Эйнштейна для пустого пространства.
7.6. Максимальное развитие и устойчивость.
7.7. Уравнения Эйнштейна при наличии материи.
Глава 8. Сингулярности пространства-времени.
8.1. Определение сингулярностей.
8.2. Теоремы о сингулярностях.
8.3. Описание сингулярностей.
8.4. Характер сингулярностей.
8.5. Захваченная неполнота.
Глава 9. Гравитационный коллапс и черные дыры.
9.1. Коллапс звезды.
9.2. Черные дыры.
9.3. Конечное состояние черной дыры.
Глава 10. Начальная сингулярность во Вселенной.
10.1. Расширение Вселенной.
10.2. Природа и проявление сингулярностей.
Приложение А (Пьер Симон Лаплас).
Приложение Б. Сферически-симметричные решения и теорема Биркхофа.
Обозначения.
Литература.
Предметный указатель.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Крупномасштабная структура пространства времени, Хокинг С., Эллис Дж., 1977 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу, если она есть в продаже, и похожие книги по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить книги


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по астрономии :: астрономия :: Хокинг :: Эллис :: уравнение Эйнштейна :: космология :: сингулярность :: пространство