Das kosmologische Standardmodell

Inhaltsverzeichnis

Vorbemerkungen: Größen und Einheiten.- 1 Homogene, isotrope Weltmodelle.- 2 Alter und Ausdehnung der Welt.- 3 Thermische Entwicklung.- 4 Inflation und Dunkle Energie.- 5 Strukturen im Universum.- 6 Der kosmische Mikrowellenhintergrund.- 7 Halos und ihre Massenfunktion.- 8 Gravitationslinsen.- 9 Galaxienhaufen, Galaxien und Gas.- Index.

Das kosmologische Standardmodell

Grundlagen, Beobachtungen und Grenzen

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Das kosmologische Standardmodell

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Beschreibung

Das vorliegende Buch bietet einen umfassenden Überblick über das kosmologische Standardmodell und seine empirische Evidenz: Von welchen Annahmen über den Kosmos und seine Entwicklung gehen wir aus? Wie erklärt die Inflation die Entstehung von Strukturen? Wie verhalten sich Dichtestörungen im Laufe der Zeit? Welche Erkenntnisse können wir aus Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und des Gravitationslinseneffekts ziehen?

Neben den Grundlagen, der theoretischen Beschreibung und den Beobachtungen beleuchtet der Autor den aktuellen Stand der Forschung und bespricht offene Fragen der modernen Kosmologie. Damit erreicht das Buch dreierlei: Es schafft Verständnis für die Grundlagen des Modells, beschreibt die empirische Evidenz, die ihm seine Überzeugungskraft verleiht, und regt zum Weiterfragen an.

Das Buch bietet sich für Bachelor- oder Masterstudierende der Physik als modernes und verständlich geschriebenes Lehrbuch an. Die Kapitel beginnen mit grundlegenden Fragen zum jeweiligen Thema, wichtige Formeln und Aussagen sind als solche hervorgehoben, kleine Zwischenfragen regen zum aktiven Mitdenken an und Hinweise warnen den Leser vor häufigen Fehlkonzepten oder Verständnisproblemen. Vertiefungsboxen ermöglichen einen Blick über den kanonischen Vorlesungsstoff hinaus und in zahlreichen Beispielen werden physikalische Größen berechnet oder abgeschätzt. Die Lektüre hilft Leserinnen und Lesern dabei, eigene Fragen über unser physikalisches Verständnis des Kosmos zu stellen und Antworten zu finden.

Aus dem Inhalt

  • Homogene, isotrope Weltmodelle

  • Alter und Ausdehnung der Welt

  • Thermische Entwicklung

  • Inflation und Dunkle Energie


  • Strukturen im Universum


  • Der kosmische Mikrowellenhintergrund


  • Halos und ihre Massenfunktion


  • Gravitationslinsen


  • Galaxienhaufen, Galaxien und Gas




Der Autor

Matthias Bartelmann ist seit 2003 Professor für theoretische Astrophysik an der Universität Heidelberg. Für seine Vorlesungen zu verschiedenen Gebieten der theoretischen Physik und Astrophysik erhielt er 2008 und 2016 den Lehrpreis seiner Fakultät. Dieses Buch ist aus seinen Lehrveranstaltungen zur Kosmologie entstanden.

"... ein modernes deutschsprachiges Lehrbuch ... Das Buch ist übersichtlich gestaltet und gibt Hinweise für eigene Rechnungen und weitere Nachforschungen. Die Bilder und Grafiken illustrieren den Text ausgezeichnet. ... Das Standardmodell hat offene Ränder und die kosmologische Forschung viele offene Fragen. Dieses Buch macht das klar und regt neue Fragen an. Ich kann die Lektüre allen angehenden Kosmolog*innen warmstens empfehlen." (Prof. Dr. Dominik Schwarz, in: Physik Journal, Jg. 19, Heft 5, 2020)


Matthias Bartelmann ist seit 2003 Professor für theoretische Astrophysik an der Universität Heidelberg. Für seine Vorlesungen zu verschiedenen Gebieten der theoretischen Physik und Astrophysik erhielt er 2008 und 2016 den Lehrpreis seiner Fakultät. Dieses Buch ist aus seinen Lehrveranstaltungen zur Kosmologie entstanden.

Details

Einband

Gebundene Ausgabe

Erscheinungsdatum

01.10.2019

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

276

Maße (L/B/H)

28,5/21,5/2,1 cm

Beschreibung

Details

Einband

Gebundene Ausgabe

Erscheinungsdatum

01.10.2019

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

276

Maße (L/B/H)

28,5/21,5/2,1 cm

Gewicht

1023 g

Auflage

1. Auflage 2019

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-662-59626-5

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Hervorragendes, aktuelles Buch

Bewertung aus Östringen am 14.01.2020

Bewertet: Buch (Gebundene Ausgabe)

Dem Autor gelingt das Kunststück, die Ideen, Konzepte und empirische Evidenzen des kosmologischen Standardmodells zu vermitteln, und an den richtigen Stellen bestimmte Aspekte genauer zu beleuchten, ohne sich dabei in Details zu „verlieren“. Bereits das Vorwort und auch die jedem Kapitel vorangestellten Einleitungen zeigen auf einzigartige Weise, worum es beim jeweiligen Thema geht. In den Kapiteln selbst fallen Gleichungen nicht vom Himmel, sehr vieles wird vorgerechnet, an einigen Stellen wird auch der Leser aufgefordert, etwas selbst nachzurechnen. Dies ist mit soliden Grundkenntnissen in theoretischer Physik gut machbar – und bringt stets weitere Einblicke, denn diese Aufforderungen sind äußerst durchdacht. Der Leser(in) fühlt sich dadurch an die Hand genommen: Man hat den Eindruck, in einer Vorlesung zu sitzen, und zwar in einer bestens strukturierten, bei der dem hochmotivierten Dozenten wichtig ist, dass die Hörer zu einem tiefen Verständnis kommen und viel „mitnehmen“. Annahmen und Näherungen werden immer begründet, bei „mutigen“ Ansätzen werden diese hinterfragt, nichts wird unter den Teppich gekehrt. Die Gestaltung des Buchs durch Fragen und Hinweise am Rand, die Hervorhebung besonders wichtiger Ergebnisse im Layout und die Verwendung von Vertiefungsboxen sind sehr überzeugend. Die Verweise auf Originalarbeiten und die eigene Bibliographie am Ende eines jeden Kapitels geben wertvolle Orientierung. Die farbigen Abbildungen, darunter auch Aufnahmen, sind eine sehr gelungene Ergänzung. Vertiefte Kenntnisse der allgemeinen Relativitätstheorie sind nicht zwingend notwendig, was das didaktische Geschick des Autors abermals unterstreicht und sicher ein weiteres Alleinstellungsmerkmal dieses Lehrbuchs ist. (Im Kapitel über Gravitationslinsen sind Ergebnisse aus der ART in Vertiefungskästen ausgelagert, was das Lesen des Haupttexts z. B. bei der ersten Lektüre erleichtert.) Ein bestechende Stärke ist die Aktualität des Werks. Dieses hervorragende Buch füllt definitiv eine Lücke; es ist das, was ich als Student gebraucht hätte. „Das kosmologische *Standard*modell“ ist ein großartiger Wurf und wird sicher das *Standard*werk auf diesem Gebiet werden – für Studierende, aber auch Promovierende und Dozenten.

Hervorragendes, aktuelles Buch

Bewertung aus Östringen am 14.01.2020
Bewertet: Buch (Gebundene Ausgabe)

Dem Autor gelingt das Kunststück, die Ideen, Konzepte und empirische Evidenzen des kosmologischen Standardmodells zu vermitteln, und an den richtigen Stellen bestimmte Aspekte genauer zu beleuchten, ohne sich dabei in Details zu „verlieren“. Bereits das Vorwort und auch die jedem Kapitel vorangestellten Einleitungen zeigen auf einzigartige Weise, worum es beim jeweiligen Thema geht. In den Kapiteln selbst fallen Gleichungen nicht vom Himmel, sehr vieles wird vorgerechnet, an einigen Stellen wird auch der Leser aufgefordert, etwas selbst nachzurechnen. Dies ist mit soliden Grundkenntnissen in theoretischer Physik gut machbar – und bringt stets weitere Einblicke, denn diese Aufforderungen sind äußerst durchdacht. Der Leser(in) fühlt sich dadurch an die Hand genommen: Man hat den Eindruck, in einer Vorlesung zu sitzen, und zwar in einer bestens strukturierten, bei der dem hochmotivierten Dozenten wichtig ist, dass die Hörer zu einem tiefen Verständnis kommen und viel „mitnehmen“. Annahmen und Näherungen werden immer begründet, bei „mutigen“ Ansätzen werden diese hinterfragt, nichts wird unter den Teppich gekehrt. Die Gestaltung des Buchs durch Fragen und Hinweise am Rand, die Hervorhebung besonders wichtiger Ergebnisse im Layout und die Verwendung von Vertiefungsboxen sind sehr überzeugend. Die Verweise auf Originalarbeiten und die eigene Bibliographie am Ende eines jeden Kapitels geben wertvolle Orientierung. Die farbigen Abbildungen, darunter auch Aufnahmen, sind eine sehr gelungene Ergänzung. Vertiefte Kenntnisse der allgemeinen Relativitätstheorie sind nicht zwingend notwendig, was das didaktische Geschick des Autors abermals unterstreicht und sicher ein weiteres Alleinstellungsmerkmal dieses Lehrbuchs ist. (Im Kapitel über Gravitationslinsen sind Ergebnisse aus der ART in Vertiefungskästen ausgelagert, was das Lesen des Haupttexts z. B. bei der ersten Lektüre erleichtert.) Ein bestechende Stärke ist die Aktualität des Werks. Dieses hervorragende Buch füllt definitiv eine Lücke; es ist das, was ich als Student gebraucht hätte. „Das kosmologische *Standard*modell“ ist ein großartiger Wurf und wird sicher das *Standard*werk auf diesem Gebiet werden – für Studierende, aber auch Promovierende und Dozenten.

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