Крупномасштабная структура пространства-времени - The Large Scale Structure of Space–Time
Авторы |
Стивен Хокинг Джордж Эллис |
---|---|
Страна | Великобритания |
Язык | английский |
Предмет | Общая теория относительности |
Жанр | Нехудожественная литература |
Издатель | Издательство Кембриджского университета |
Дата публикации |
1973 |
Тип СМИ | Печать ( твердая и мягкая обложка ) |
Страницы | 384 |
ISBN | 978-0521200165 |
Крупномасштабная структура пространства-времени является 1973 Трактат о теоретической физики в пространстве - времени по физике Стивен Хокинг и математик Джордж Эллис . Он предназначен для специалистов по общей теории относительности, а не для новичков.
Задний план
В середине 1970-х годов развитие технологий астрономических наблюдений - радио, инфракрасной и рентгеновской астрономии - открыло Вселенную для исследований. Потребовались новые инструменты. В этой книге Хокинг и Эллис пытаются установить аксиоматическую основу геометрии четырехмерного пространства-времени, описанную в общей теории относительности Альберта Эйнштейна, и вывести ее физические следствия для сингулярностей , горизонтов и причинности . В то время как инструментами для изучения евклидовой геометрии были линейка и компас, для исследования искривленного пространства-времени нужны пробные частицы и световые лучи. По словам физика-математика Джона Баэза из Калифорнийского университета в Риверсайде , «Крупномасштабная структура пространства-времени» была «первой книгой, дающей подробное описание революционных топологических методов, введенных Пенроузом и Хокингом в начале семидесятых».
Хокинг написал в соавторстве книгу с Эллисом, в то время как он был постдокторант в Кембриджском университете . В своей книге 1988 года «Краткая история времени» он описывает «Крупномасштабную структуру пространства-времени» как «высокотехнологичную» и нечитаемую для непрофессионала.
Книга, которая теперь считается классической, также вышла в мягкой обложке и многократно переиздавалась.
Оглавление
- Предисловие
- 1. Роль гравитации
- 2. Дифференциальная геометрия.
- 3. Общая теория относительности
- 4. Физическое значение кривизны.
- 5. Точные решения
- 6. Причинная структура
- 7. Задача Коши в общей теории относительности.
- 8. Сингулярности пространства-времени.
- 9. Гравитационный коллапс и черные дыры.
- 10. Первоначальная сингулярность Вселенной.
- Приложение А. Перевод очерка П.С. Лапласа
- Приложение Б. Сферически-симметричные решения теоремы Биркгофа .
- Рекомендации
- Обозначение
- Индекс
Оценка
Математик Николас Майкл Джон Вудхаус из Оксфордского университета считал эту книгу авторитетным трактатом, который может стать классикой. Он заметил, что авторы начинают с аксиом геометрии и физики, а затем строго выводят следствия. Исследуются различные известные точные решения уравнений поля Эйнштейна и их физический смысл. В частности, Хокинг и Эллис показывают, что сингулярности и черные дыры возникают в большом классе правдоподобных решений. Он предупредил, что, хотя эта книга является самодостаточной, она больше подходит для специалистов, а не для новичков, поскольку она тяжелая и не содержит упражнений. Он отметил, что, несмотря на попытки авторов провести строгую трактовку, некоторые технические термины, такие как группы Ли, используются, но никогда не объясняются, и что современные бескординатные методы вводятся, но не используются эффективно.
Физик-теоретик Райнер Сакс из Калифорнийского университета в Беркли заметил, что «Крупномасштабная структура пространства-времени» была опубликована всего за несколько лет под названием « Гравитация и космология » Стивеном Вайнбергом и « Гравитация » Чарльзом Миснером, Кипом Торном и Джоном Арчибальдом Уилером. . Он считал, что эти три книги могут дополнять друг друга и выводить студентов на передний край исследований. В то время как Хокинг и Эллис широко применяют глобальный анализ, но относительно мало говорят о пертурбативных методах, две другие книги пренебрегают глобальным анализом и очень подробно рассматривают возмущения. Он считал, что Хокинг и Эллис проделали отличную работу по обобщению последних достижений в этой области (по состоянию на 1974 год) и что целевая аудитория - докторант (или выше) с сильным математическим образованием и предшествующим знакомством с общей теорией относительности. Он утверждал, что ядро книг состоит из двух глав, главы 4 о значении кривизны пространства-времени и главы 6 о причинной структуре, и что наиболее интересным приложением является предпоследняя глава о черных дырах. Он отметил, что математическим аргументам иногда трудно следовать, и предложил Роджеру Пенроузу для справки « Методы дифференциальной топологии в теории относительности ». Он также заметил небольшое количество ошибок, но ни одна из них не влияет на общие выводы авторов. Он думал, что эта книга является «модельным» представлением о взаимодействии математики и физики, которое может стать очень влиятельным в будущем.
Физик-теоретик Джон Арчибальд Уиллер из Принстонского университета рекомендовал эту книгу всем, кто интересуется последствиями общей теории относительности для космологии, теорем сингулярности и физикой черных дыр, представленных почти в евклидовой манере, хотя он признал, что это не учебник. из-за отсутствия примеров и упражнений. Он похвалил 62 иллюстративных диаграммы.
Смотрите также
Заметки
- ^ Хокинг, ЮЗ ; Эллис, GFR (1973). Крупномасштабная структура пространства-времени . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-09906-4 .