Kursplan för Gravitation och kosmologi

Gravitation and Cosmology

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1FA157
  • Utbildningsnivå: Avancerad nivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Fysik A1F

    Förklaring av koder

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå
    G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

    Avancerad nivå
    A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2010-03-18
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Reviderad: 2018-08-30
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 30, 2019
  • Behörighet: 120 hp med Kvantfysik, Statistisk mekanik, Analytisk mekanik och Speciell relativitetsteori.
  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten kunna:

  • redogöra för och beskriva principen om likvärdighet,
  • redogöra för metriker och lösa geodetiska ekvationer,
  • analysera och lösa Einsteins ekvationer för olika situtationer,
  • förklara vad ett svart hål är samt redogöra för dess egenskaper,
  • redogöra för begrepp inom standardmodellen för kosmologi, dvs. expanderande universum, den kosmologiska bakgrundsstrålningen, mörk materia och inflation.

Innehåll

Grundläggande kunskaper i Einsteins allmänna relativitetsteori. Exempel från modern forskning. Kursens första del introducerar den allmänna relativitetsteorin; ekvivalensprincipen, dess matematiska grund i form av Einsteins ekvationer och den krökta rumtidens matematik, metriker, krökningstensorer och geodeter.; klassiska test av teorin som ljusavböjningen och Merkurius perihelrörelse; gravitationsvågor. De svarta hålens matematiska beskrivning i form av Schwarzschildmetriken med dess horisonter och singulariteter kommer att härledas och analyseras liksom Kerr och Reissner-Nordström svarta hål.
Kursens andra del behandlar tillämpningar inom kosmologin. Den matematiska beskrivningen ges av Robertson-Walkermetriken. Big Bang, expanderande universum med en kosmologisk konstant, mörk materia, den kosmologiska bakgrundsstrålningen och inflation kommer att diskuteras och analyseras.

Undervisning

Föreläsningar och räkneövningar.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut i kombination med  inlämningsuppgifter. 
 
Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 30, 2019

  • Carroll, Sean M. Spacetime and geometry : an introduction to general relativity

    New international edition: Harlow: Pearson, 2014

    Se bibliotekets söktjänst

    Obligatorisk

  • Cheng, Ta-Pei Relativity, Gravitation and Cosmology

    Oxford University Press,

    Bredvidläsningslitteratur

    Se bibliotekets söktjänst

  • Schutz, B. A First Course in General Relativity

    second edition: Cambridge University Press,

    Bredvidläsningslitteratur

    Se bibliotekets söktjänst

    Obligatorisk