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最終更新日:2023年10月20日

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一般相対論[物質基礎科学コース]

一般相対論入門
本コースでは一般相対論の基礎事項を学び,その特筆すべき三つの帰結である「ブラックホール」,「重力波」,「相対論的宇宙論」を理解することを目的とする.
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
08E1130
FAS-EA4C30L1
一般相対論[物質基礎科学コース]
吉田 慎一郎
A1 A2
木曜4限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
教養学部
授業計画
1 イントロダクション 一般相対論の概要 2 特殊相対論の復習 Minkowski時空 4元ベクトル,テンソル エネルギー・運動量テンソル 場の解析力学 3 一般相対論に使う数学のミニマルな準備 多様体 テンソル代数  スカラー,ベクトル,一形式とテンソル  計量テンソル 4 数学の続き テンソル解析  Levi-Civita接続 測地線  曲率と測地線偏差 5 弱重力時空上の物理 測地線運動と保存則 重力赤方偏移 重力レンズ 連星軌道の歳差 6 Einstein方程式 Einstein方程式の”導出” 宇宙項 変分原理による定式化 7 Schwarzschild解 Schwarzschild解の導出 テスト粒子の運動 8 事象の地平面とブラックホール 事象の地平面 Kerr解の性質 9 Einstein方程式の線形摂動論 重力波とその伝搬 10 重力波のつづき 重力波の発生 重力波の観測 重力波のエネルギー運動量テンソル 11 相対論的宇宙論1 宇宙原理とFreedman-Lemaitre-Robertson-Walker計量 Friedman方程式 12 相対論的宇宙論2 ビッグバン宇宙論 銀河の赤方偏移と宇宙マイクロ波背景放射 ダークエネルギー 13 初期値問題 Einstein方程式の3+1分解 数値相対論
授業の方法
板書,スライドによる講義形式で行う.
成績評価方法
レポートによる.
教科書
ITC-LMSにてレジュメを配布します.
参考書
須藤靖「一般相対論入門」(日本評論社) B.F.シュッツ「相対論入門」(江里口良治,二間瀬敏史共訳:丸善) 佐藤勝彦「相対性理論」(岩波書店) 前田恵一「重力理論講義」(サイエンス社) 佐々木節「一般相対論」(産業図書) 田中貴浩「基幹講座物理学 相対論」(東京図書) 和田純夫「今度こそわかる重力理論」(講談社) カルロ・ロヴェッリ「ロヴェッリ 一般相対性理論入門」(真貝寿明訳:森北出版)
履修上の注意
力学および電磁気学(初歩的な特殊相対論を含む)の既習を前提とする. 講義は初回から対面で行う.
実務経験と授業科目の関連性
なし.