The book delves into the mathematical foundations of relativity, starting with differential geometry on manifolds, which includes differentiation and integration. It presents special relativity through tensor calculus on tangential spaces and explores Einstein's field equations that connect curvature to matter. Detailed discussions on relativistic effects within the solar system, including phenomena such as black holes, provide a comprehensive understanding of the subject.
Eine mathematische Einführung in die Relativitätstheorie
Inhaltsverzeichnis Einführung. 1 Differenzierbare Mannigfaltigkeiten. 1.1 Karten und Atlanten. 1.2 Topologisierung. 1.3 Untermannigfaltigkeiten von ? m. 2 Tangentenvektoren. 2.1 Der Tangentialraum. 2.2 Erzeugung von Tangentenvektoren. 2.3 Vektorfelder. 2.4 Die Lie-Klammer. 3 Tensoren. 3.1 Einführung. 3.2 Multilinearformen. 3.3 Komponenten. 3.4 Operationen mit Tensoren. 3.5 Tensoren auf euklidischen Räumen. 4 Semi-Riemannsche Mannigfaltigkeiten. 4.1 Tensorfelder. 4.2 Riemannsche Mannigfaltigkeiten. 4.3 Bilinearformen. 4.4 Orientierung. 4.5 Raumzeit. 5 Spezielle Relativitätstheorie. 5.1 Kinematik. 5.2 Dynamik. 5.3 Elektrodynamik. 6 Differentialformen. 6.1 p-Formen. 6.2 Das Keilprodukt. 6.3 Der Hodge-Stern-Operator. 6.4 Äußere Differentiation. 6.5 Die Maxwell-Gleichungen im Vakuum. 7 Die kovariante Ableitung von Vektorfeldern. 7.1 Die Richtungsableitung in ? n. 7.2 Der Levi-Civita-Zusammenhang. 7.3 Christoffel-Symbole. 7.4 Kovariante Ableitung auf Hyperflächen. 7.5 Die kovariante Ableitung in der Schwarzschild-Raumzeit. 8 Krümmung. 8.1 Der Krümmungstensor. 8.2 Die Weingarten-Abbildung. 8.3 Der Ricci-Tensor. 8.4 Die Krümmung der Schwarzschild-Raumzeit. 8.5 Zusammenhangsformen und Krümmungsformen. 9 Materie. 9.1 Masse. 9.2 Energie und Impuls einer Strömung. 9.3 Der Energie-Impuls-Tensor. 9.4 Ladung. 9.5 Energie und Impuls im elektroma