FYSS7320 Suhteellisuusteoria (9 op)

Arvosteluasteikko
0-5
Opetuskieli/-kielet
suomi , englanti

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää erityisen ja yleisen suhteellisuusteorian peruspiirteet ja erot. Opiskelija osaa laskea tensorien komponenttien muuntumisen koordinaattimuunnoksissa ja muodostaa kovariantteja derivaattoja, laskea aika-avaruuden pisteiden välisiä etäisyyksiä metriikan avulla sekä konnektion kertoimet ja kaarevuustensorin metriikasta. Opiskelija osaa muodostaa geodeettiyhtälöt, ymmärtää niiden merkityksen ja osaa ratkaista ne yksinkertaisille metriikoille. Hän osaa myös muodostaa Einsteinin yhtälöt aktiota varioimalla ja ymmärtää niiden sisällön sekä ratkaista Einsteinin yhtälöt pallosymmetrisen, stationaarisen tähden ulkopuoliselle tyhjälle avaruudelle (Schwartzschild), laskea testikappaleiden ja valon ratoja sekä gravitationaalisia punasiirtymiä Schwartzschildin avaruudessa .

Suoritustavat

Harjoitustehtävät, tentti

³§¾±²õä±ô³Ùö

Kurssi on johdanto Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan, joka on klassinen gravitaatioteoria. Yleinen suhteellisuusteoria kuvaa gravitaatiota aika-avaruuden kaarevuutena ja se sisältää Newtonin gravitaation heikon kentän rajana. Kurssin sisältöön lukeutuu lyhyt katsaus erityiseen suhteellisuusteoriaan, käytännön laskemiseen painottuva johdanto differentiaaligeometriaan ja metriikkaan, Einsteinin yhtälöt ja kaarevuustensori, tähtiä ja mustia aukkoja kuvaava Schwartzschildin ratkaisu sekä ajan salliessa gravitaatioallot. Kurssi pyrkii erityisesti tarjoamaan kosmologian kurssilla tarvittavan teoreettisen ja laskennallisen taustan suhteellisuusteorian osalta.

³¢¾±²õä³Ù¾±±ð»å´Ç³Ù

Ajankohta kevätlukukausi, joka toinen vuosi alkaen keväästä 2018.

Kirjallisuus

ISBN-numero Tekijä, julkaisuvuosi, teoksen nimi, julkaisija
S.M. Carroll, Spacetime and Geometry (Addison Wesley 2004)

Arviointiperusteet

Opintojakson arvostelu määräytyy tentin (75 %) ja harjoitustehtävien (25 %) perusteella.

Esitietovaatimukset

Opiskelijan odotetaan saavuttaneen opintojaksojen Mekaniikan perusteet (FYSP1010) ja Moderni fysiikka (FYSA2001-2002) tavoitteet osaamiselle.