Εισαγωγή στη Σχετικότητα και την Κοσμολογία Διδάσκων: Θεόδωρος Τομαράς, Πανεπιστήμιο Κρήτης ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Εβδομάδα 1 Σχετικότητα 1.1 Η ανεπάρκεια της μηχανικής του Νεύτωνα V1.1.1 Σύντομη εισαγωγή V1.1.2 Η ανεπάρκεια της μηχανικής του Νεύτωνα V1.1.3 Το μη σχετικιστικό όριο 1.2 Τα αξιώματα της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας V1.2.1 Τα αξιώματα V1.2.2 Αδρανειακά συστήματα αναφοράς V1.2.3 Οι νόμοι της Φυσικής και η Αρχή της Σχετικότητας 1.3 Οι πρώτες συνέπειες των αξιωμάτων V1.3.1 Η σχετικότητα του ταυτόχρονου και διαστολή του χρόνου V1.3.2 Αποστάσεις κάθετες στη διεύθυνση της κίνησης V1.3.3 Συστολή του μήκους V1.3.4 Τα σχετικιστικά φαινόμενα στην καθημερινή μας εμπειρία 1 V1.3.5 Τα σχετικιστικά φαινόμενα στην καθημερινή μας εμπειρία 2 Εβδομάδα 2 2.1 Ο μετασχηματισμός Lorentz V2.1.1 Ο μετασχηματισμός Lorentz V2.1.2 Οι τύποι του μετασχματισμού η απάντηση V2.1.3 Η απόδειξη V2.1.4 Ο πίνακας του μετασχηματισμού ο αντίστροφος V2.1.5 Οι μετασχηματισμοί Poincaré και Γαλιλαίου V2.1.6 Η σχετικότητα του ταυτόχρονου 1
2.2 Ιδιότητες του χωρόχρονου V2.2.1 Οι νόμοι του ηλεκτρομαγνητισμού και η συστολή του μήκους V2.2.2 Το στοιχείο μήκους του Minkowski Ιδιοχρόνος Εφαρμογές V2.2.3 Ο ιδιοχρόνος παρατηρητή 2.3 Μετασχηματισμοί ταχύτητας και επιτάχυνσης V2.3.1 Μετασχηματισμός της ταχύτητας V2.3.2 Μετασχηματισμός της ταχύτητας εφαρμογές και σχόλια V2.3.3 Μετασχηματισμός της επιτάχυνσης Εβδομάδα 3 3.1 Σχετικιστική μηχανική V3.1.1 Μετασχηματισμός Lorentz και διατήρηση Νευτώνειας ορμής: ασυμβίβαστα V3.1.2 Αναζητώντας τη σχετικιστική ορμή V3.1.3 Η σχετικιστική ορμή εξίσωση Νεύτωνα 3.2 Ενέργεια και ορμή V3.2.1 Η σχετικιστική κινητική ενέργεια V3.2.2 Σχέση ενέργειας ορμής V3.2.3 Το Νευτώνειο όριο σχετικιστικές διορθώσεις V3.2.4 Χρήσιμες μονάδες 3.3 Ο μετασχηματισμός Lorentz της ενέργειας και της ορμής V3.3.1 Ο μετασχηματισμός Lorentz της ενέργειας και της ορμής V3.3.2 Κέντρο μάζας και τετρανύσματα V3.3.3 Το αναλλοίωτο ενέργειας ορμής V3.3.4 Ο νόμος διατήρησης ενέργειας ορμής Εβδομάδα 4 4.1 Εφαρμογή της Σχετικότητας στη μελέτη φαινομένων V4.1.1 Διάσπαση σωματίου V4.1.2 Απλό παράδειγμα διάσπασης σωματίου V4.1.3 Σύνθετο παράδειγμα διάσπασης σωματίου V4.1.4 Κινηματική ραδιενέργειας α 2
4.2 Σκέδαση φωτονίων Φαινόμενο Compton V4.2.1 Το φαινόμενο Compton V4.2.2 Ένα απλό μοντέλο σωματιδιακή φύση του φωτός V4.2.3 Εφαρμογές του φαινομένου Compton V4.2.4 Η ερμηνεία των μετρήσεων του Compton 1 V4.2.5 Η ερμηνεία των μετρήσεων του Compton 2 4.3 Κίνηση σώματος υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης V4.3.1 Η ταχύτητα, η θέση και η επιτάχυνση V4.3.2 Σύγκριση Σχετικιστικής και Νευτώνειας κινηματικής V4.3.3 Ο ιδιοχρόνος του σώματος V4.3.4 Εφαρμογές Εβδομάδα 5 5.1 Το φαινόμενο Doppler V5.1.1 Το φαινόμενο Doppler V5.1.2 Σωματιδιακή φύση του φωτός και εγκάρσιο φαινόμενο Doppler 5.2 Σχετικιστικά αναλλοίωτα Εφαρμογές V5.2.1 Σχετικιστικά αναλλοίωτα V5.2.2 Το γενικό φαινόμενο Doppler V5.2.3 Κατώφλι ενέργειας σωματίου για πραγματοποίηση αντίδρασης στο σύστημα του εργαστηρίου 5.3 Διαγράμματα Minkowski V5.3.1 Γεγονότα, κοσμικές τροχιές σωματιδίων, κώνοι φωτός V5.3.2 Στοιχεία γεωμετρίας του χωρόχρονου V5.3.3 Διαστολή του χρόνου V5.3.4 Συστολή του μήκους 3
Εβδομάδα 6 Κοσμολογία 6.1 Κοσμογραφία V6.1.1 Εισαγωγή V6.1.2 Μονάδες μήκους Τυπικές αποστάσεις, Κοσμολογική Αρχή V6.1.3 Το "παράδοξο" του Olbers V6.1.4 Ο νόμος του Hubble V6.1.5 Συμβατότητα νόμου Hubble με την Κοσμολογική Αρχή 6.2 Το BIG BANG Η ηλικία του Σύμπαντος και τα συστατικά του V6.2.1 Το BIG BANG και η ηλικία του Σύμπαντος V6.2.2 Τα συστατικά του Σύμπαντος 1 V6.2.3 Τα συστατικά του Σύμπαντος 2 6.3 Τα συστατικά του Σύμπαντος συνέχεια V6.3.1 Μη σχετικιστική ύλη και φωτεινή ύλη V6.3.2 Επιχειρήματα για σκοτεινή ύλη 1 V6.3.3 Επιχειρήματα για σκοτεινή ύλη 2 V6.3.4 Σκοτεινή Ενέργεια V6.3.5 Η γεωμετρία του χώρου 1 V6.3.6 Η γεωμετρία του χώρου 2 Εβδομάδα 7 7.1 Το καθιερωμένο πρότυπο της Κοσμολογίας V7.1.1 Ο παράγοντας κλίμακας και ο νόμος του Hubble V7.1.2 Η χρονική εξέλιξη του Σύμπαντος διατήρηση της ενέργειας V7.1.3 Η εξίσωση Friedman V7.1.4 Μια ακόμα ισοδύναμη απόδειξη της εξίσωσης Friedmann V7.1.5 Ανακεφαλαίωση: Το πλήρες σύστημα εξισώσεων 4
7.2 Το καθιερωμένο πρότυπο της Κοσμολογίας συνέχεια. Υλοκρατούμενο Σύμπαν V7.2.1 Η κρίσιμη πυκνότητα και η γεωμετρία του χώρου V7.2.2 Η πυκνότητα ενέργειας συναρτήσει του παράγοντα κλίμακας V7.2.3 Η εξίσωση Friedman ως μονοδιάστατο πρόβλημα της μηχανικής V7.2.4 Υλοκρατούμενο Σύμπαν V7.2.5 Το επίπεδο υλοκρατούμενο Σύμπαν V7.2.6 Το κλειστό υλοκρατούμενο Σύμπαν V7.2.7 Το ανοικτό υλοκρατούμενο Σύμπαν 7.3 Φωτοκρατούμενο Σύμπαν, το Σύμπαν μας και Επίλογος V7.3.1 Το φωτοκρατούμενο Σύμπαν V7.3.2 Το Σύμπαν μας Εισαγωγή V7.3.3 Το Σύμπαν μας V7.3.4 Γραφική μελέτη V7.3.5 Υπόδειξη για πλήρη αναλυτική μελέτη V7.3.6 Επίλογος Η μεγάλη εικόνα V7.3.7 Η αρένα και τι δεν είπαμε ακόμα 5