2025年度/1BHB011100 (公大)

【水4】相対論的重力理論1 <前期>

強い重力場を伴う物理現象を記述する古典論である一般相対性理論の基礎を学ぶ。

担当教員氏名

吉野 裕高

科目ナンバリング

BHBPHY52003-J1 (公大)

授業管轄部署

理学研究科

授業形態

講義

開講キャンパス

杉本

開講区分

週間授業

配当年次

1年 (公大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (公大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

曲がった時空における幾何学量の計算ができる。重力場が弱い場合は、ニュートンの万有引力の法則と一般相対論の予言が一致することや重力波の計算ができる。

各授業回の説明

授業	授業内容
第1回	特殊相対論の復習
第2回	多様体、ベクトル、テンソル
第3回	計量テンソル、平行移動、接続
第4回	測地線と曲率
第5回	測地線偏差の方程式
第6回	エネルギー・運動量テンソル
第7回	曲がった時空の流体力学
第8回	曲がった時空の電磁気学
第9回	アインシュタイン方程式
第10回	ニュートン極限：質点
第11回	ニュートン極限：流体
第12回	重力波の伝播
第13回	重力波の放射
第14回	重力波の検出
第15回	重力波のエネルギー

事前・事後学習の内容

講義前にテキストの該当箇所を読んで予習しておく。講義後は、自己評価でテキストが完全に理解できたと思えるまで復習する。

成績評価方法

授業内容を理解し的確に説明できることを確認する。そのために、与えられたテキストの部分を理解した上で発表してもらう。また、適宜レポートを課す場合がある。発表内容に関してある程度の理解をした上で説明することが単位取得の最低条件である。

履修上の注意

マクスウェル理論の復習をしておくこと。

教科書

R.M. Wald, "General Relativity" ( The University of Chicago Press)

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参考文献

C.W. Misner, K.S. Thorne, and J.A. Wheeler, "Gravitation" (Princeton)

R. D'Inverno, "Introducing Einstein's Relativity" (Clarendon Press)

フォスター・ナイチンゲール「一般相対論入門」（吉岡書店）

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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