A Short Course in General Relativity and Cosmology

برخلاف بیشتر کتاب‌های درسی مقدماتی سنتی در مورد نسبیت و کیهان‌شناسی که به سؤالاتی مانند «آیا انبساط شتابان بدن ما را از هم جدا می‌کند؟»، «آیا وجود ماده تاریک بر آزمون‌های کلاسیک عمومی تأثیر می‌گذارد پاسخ می‌دهد. نسبیت؟» از لحاظ کیفی، متن حاضر به عنوان پایه ای در نظر گرفته شده است که دانش آموزان را قادر می سازد کتاب های درسی و بسیاری از مقالات علمی در این زمینه را مطالعه و درک کنند. و بالاتر از همه، به خوانندگان آموزش داده می شود و تشویق می شوند تا محاسبات خود را انجام دهند، اعداد را بررسی کنند و به سؤالات فوق و سایر سؤالات در مورد هیجان انگیزترین اکتشافات و تحولات نظری در کیهان شناسی نسبیتی عام که از اوایل دهه 1980 رخ داده اند، پاسخ دهند. در مقایسه با این مزایای فکری، متن کوتاه است. در واقع، اختصار آن بدون غفلت از دامنه یا دسترسی ریاضی به نکات کلیدی نسبتاً منحصر به فرد است. نویسندگان مفاهیم ریاضی لازم و پاداش آنها، یعنی درک یک قطعه مهم از فیزیک مدرن را در کوتاه ترین مسیر به هم متصل می کنند.

مفاهیم و ابزارهای ریاضی اجتناب ناپذیر تا حد امکان به صورت ساده ارائه شده اند. اگرچه ریاضیات چندان دشوار نیست، اما مطمئناً دانستن برخی از ترمودینامیک آماری و همچنین برخی از مکانیک کوانتومی مفید است. بنابراین متن برای برنامه درسی فوق لیسانس مناسب است.

Unlike most traditional introductory textbooks on relativity and cosmology that answer questions like “Does accelerated expansion pull our bodies apart?”, “Does the presence of dark matter affect the classical tests of general relativity?” in a qualitative manner, the present text is intended as a foundation, enabling students to read and understand the textbooks and many of the scientific papers on the subject. And, above all, the readers are taught and encouraged to do their own calculations, check the numbers and answer the above and other questions regarding the most exciting discoveries and theoretical developments in general relativistic cosmology, which have occurred since the early 1980s. In comparison to these intellectual benefits the text is short. In fact, its brevity without neglect of scope or mathematical accessibility of key points is rather unique. The authors connect the necessary mathematical concepts and their reward, i.e. the understanding of an important piece of modern physics, along the shortest path.

The unavoidable mathematical concepts and tools are presented in as straightforward manner as possible. Even though the mathematics is not very difficult, it certainly is beneficial to know some statistical thermodynamics as well as some quantum mechanics. Thus the text is suitable for the upper undergraduate curriculum.