Kursplan för Gravitation och kosmologi

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.