Struktura velkého měřítka časoprostoru - The Large Scale Structure of Space-Time

Struktura velkého měřítka časoprostoru
Struktura velkého měřítka časoprostoru.jpg
Obálka prvního vydání
AutořiStephen Hawking
George Ellis
ZeměSpojené království
JazykAngličtina
PředmětObecná relativita
ŽánrLiteratura faktu
VydavatelCambridge University Press
Datum publikace
1973
Typ médiaTisk (Tvrdý obal a Brožura )
Stránky384
ISBN978-0521200165

Struktura velkého měřítka časoprostoru je pojednáním o teoretická fyzika z vesmírný čas fyzikem Stephen Hawking a matematik George Ellis.[1] Je určen spíše pro odborníky na obecnou relativitu než pro nováčky.

Pozadí

V polovině 70. let otevřel vesmír průzkumu pokrok v technologiích astronomických pozorování - rádiová, infračervená a rentgenová astronomie. Nové nástroje se staly nezbytnými. V této knize se Hawking a Ellis pokoušejí založit axiomatický základ pro geometrii čtyřrozměrného časoprostoru, jak ho popsal Albert Einstein obecná teorie relativity a odvodit jeho fyzické důsledky pro singularity, obzory a kauzalita. Zatímco nástroji pro studium euklidovské geometrie byly pravítko a kompas, pro zkoumání zakřiveného časoprostoru jsou zapotřebí zkušební částice a světelné paprsky.[2] Podle matematického fyzika John Baez z University of California, Riverside, Struktura velkého měřítka časoprostoru byla „první knihou poskytující podrobný popis revolučních topologických metod zavedených Penrosem a Hawkingem na počátku sedmdesátých let.“[3]

Hawking spolu s Ellisem napsal knihu, zatímco on byl postdoktorand na Univerzita v Cambridge. Ve své knize z roku 1988 Stručná historie času, popisuje Struktura velkého měřítka časoprostoru jako „vysoce technický“ a pro laika nečitelný.

Kniha, nyní považovaná za klasiku, se také objevila ve formátu brožované knihy a byla mnohokrát přetištěna.A

Obsah

Posouzení

Matematik Nicholas Michael John Woodhouse na Oxfordské univerzitě považoval tuto knihu za autoritativní pojednání, které by se mohlo stát klasikou. Poznamenal, že autoři začínají axiomy geometrie a fyziky a důsledným způsobem odvozují důsledky. Prozkoumána jsou různá známá přesná řešení Einsteinových polních rovnic a jejich fyzického významu. Hawking a Ellis zejména ukazují, že ve velké třídě věrohodných řešení vznikají singularity a černé díry. Varoval, že ačkoli je tato kniha samostatná, je vhodnější spíše pro odborníky než pro nové studenty, protože je náročná a neobsahuje žádná cvičení. Poznamenal, že navzdory pokusům autorů o důsledné zacházení se používají určité technické termíny, jako jsou Lieovy skupiny, ale nikdy se nevysvětlují a že jsou zavedeny moderní metody bez souřadnic, ale nejsou využívány efektivně.[4]

Teoretický fyzik Rainer Sachs z Kalifornské univerzity v Berkeley to poznamenal Struktura velkého měřítka časoprostoru byla zveřejněna během několika let jako Gravitace a kosmologie Steven Weinberg a Gravitace Charles Misner, Kip Thorne a John Archibald Wheeler. Věřil, že tyto tři knihy se mohou navzájem doplňovat a vést studenty do popředí výzkumu. Zatímco Hawking a Ellis intenzivně využívají globální analýzu, ale hovoří relativně málo o perturbativních metodách, další dvě knihy zanedbávají globální analýzu a podrobně se zabývají poruchami. Věřil, že Hawking a Ellis odvedli skvělou práci shrnující nedávný vývoj v oboru (od roku 1974) a že zamýšleným publikem je doktorand (nebo vyšší) se silným matematickým pozadím a předchozí expozicí obecné relativitě. Tvrdil, že jádro knih sestává ze dvou kapitol, kapitoly 4 o významu zakřivení časoprostoru a kapitoly 6 o kauzální struktuře, a že nejzajímavější aplikací je předposlední kapitola o černých dírách. Poznamenal, že matematické argumenty je někdy obtížné sledovat a navrhl Techniky diferenciální topologie v relativitě Roger Penrose pro referenci. Také si všiml malého počtu chyb, ačkoli žádná neovlivňuje obecné závěry vyvozené autory. Myslel si, že tato kniha je „modelovou“ prezentací souhry mezi matematikou a fyzikou, která by se v budoucnu mohla stát velmi vlivnou.[5]

Teoretický fyzik John Archibald Wheeler Princetonské univerzity doporučil tuto knihu každému, kdo se zajímá o důsledky obecné relativity pro kosmologii, věty o singularitě a fyziku černých děr, které jsou prezentovány téměř euklidovským způsobem, i když uznal, že se nejedná o učebnici kvůli jejímu nedostatku příklady a cvičení. Pochválil jeho 62 ilustrativních diagramů.[2]

Viz také

Poznámky

  1. ^ Hawking, S. W.; Ellis, G. F. R. (1973). Struktura velkého měřítka časoprostoru. Cambridge University Press. ISBN  0-521-09906-4.

Reference

  1. ^ Gibbons, G. W .; Shellard, E. P. S .; Rankin, S. J. (23. října 2003). Budoucnost teoretické fyziky a kosmologie: Oslava příspěvků Stephena Hawkinga k fyzice. Cambridge University Press. p. 177. ISBN  978-0-521-82081-3.
  2. ^ A b Wheeler, John A. (březen – duben 1975). „The Large Scale Structure of Space-Time by S. W. Hawking and G. F. R. Ellis“. Posouzení. Americký vědec. Sigma Xi, čestná společnost pro vědecký výzkum. 62 (2): 218. JSTOR  27845370.
  3. ^ Baez, John; Hillman, Chris (říjen 1998). „Průvodce knihami o relativitě“. Katedra fyziky, University of California, Riverside. Citováno 25. srpna 2019.
  4. ^ Woodhouse, Nicholas (1974). "Struktura velkého měřítka časoprostoru". Fyzický bulletin. 25 (6): 238. doi:10.1088/0031-9112/25/6/029.
  5. ^ Sachs, Rainer (duben 1974). „Struktura velkého měřítka časoprostoru“. Fyzika dnes. Americký fyzikální institut. 27 (4): 91–3. Bibcode:1974PhT .... 27d..91H. doi:10.1063/1.3128542. S2CID  121949888.