Le strutture dello spaziotempo. Vol. 2

La materia trattata in questo volume è costituita dagli argomenti affrontati per diversi anni nel secondo semestre del corso di Relatività tenuto dal primo autore per il Corso di laurea in Fisica della Facoltà di Scienze dell’Univesità di Bologna (ora Relatività II per la laurea specialistica in Fisica). Il suo contenuto si può sommariamente riassumere sotto l’etichetta «Relatività generale (RG) con elementi di cosmologia relativistica», anche se questi termini non sono del tutto soddisfacenti. La linea espositiva scelta fa proprio il punto di vista che la RG sia una teoria geometrica – oltre che relativistica – della gravitazione (e del contenuto spaziotemporale in presenza di gravitazione): l’azione gravitazionale si esplica come modifica della geometria di tale continuo, che risulta estremamente naturale identificare in partenza con quella dello spaziotempo minkowskiano. Di qui il titolo, condiviso del resto con il primo volume, concepito per il corso Relatività I per la laurea triennale. E’ opportuno ricordare l’importanza che questo capitolo della fisica è andato riacquistando dopo decenni di oscuramento, dovuta ad un insieme di fattori: la possibilità di eseguire veri e propri esperimenti, utilizzando tecnologie avanzate e quindi con alto grado di riproducibilità dei risultati ed elevate precisioni (e, naturalmente, la corroborazione sperimentale delle previsioni teoriche); l’estensione del campo dei possibili controlli; il moltiplicarsi degli oggetti cosmici per la cui comprensione la teoria si mostra strumento necessario; ma, soprattutto, l’importanza sempre crescente che sono andati assumendo negli ultimi decenni gli studi sull’universo nel suo complesso.

Sommario
Capitolo 1 – Le basi fisiche
Capitolo 2 – La geometria: topologia e differenziabilità
Capitolo 3 – La geometria: connessioni
capitolo 4 – La geometria: proprietà metriche
capitolo 5 – La struttura formale della teoria
capitolo 6 – Effetti nel sistema solare
capitolo 7 – Singolarità e buchi neri
capitolo 8 – La teoria linearizzata e le onde gravitazionali
capitolo 9 – La cosmologia: generalità
capitolo 10 – La cosmologia: sviluppi
Soluzione degli esercizi proposti