理工系学生向けの相対性理論(相対論)の入門書.慣性系を扱う特殊相対論と加速度系を扱う一般相対論について,その基礎を解説した.理解を深めるための例と問を随所に挿入し,また数式の導出を丁寧に説明して,独習者の便宜を図った.本書の後半では,相対論の応用として宇宙物理学の分野を取り上げ,ブラックホールや白色矮星などの高密度星,ビッグバン理論の基礎的な事項等も詳しく解説.なお各章末には,アインシュタインの生涯の様々なエピソードを綴ったコラム「アインシュタイン小伝」も掲載している.

第1章　特殊相対論の基礎
1.1　ガリレイ変換
1.2　マイケルソン-モーリーの実験
1.3　ローレンツ変換
1.4　ローレンツ変換からの帰結
1.5　4次元時空
1.6　双子のパラドックス
第1章のまとめ
第2章　相対論的力学
2.1　ローレンツ変換の一般形
2.2　質量と運動量
2.3　運動エネルギー
2.4　運動量とエネルギーに対する変換式
2.5　4元ベクトル
2.6　4元速度,4元運動量
2.7　粒子の衝突・散乱
2.8　運動方程式
2.9　質点のラグランジュ関数とハミルトン関数
第2章のまとめ
第3章　相対論的電磁気学
3.1　マクスウェル方程式と電磁ポテンシャル
3.2　マクスウェル方程式の4次元定式化
3.3　ローレンツ変換された電磁場
3.4　ローレンツ力
3.5　エネルギー運動量テンソル
3.6　エネルギー運動量の保存則
3.7　電磁場のラグランジュ関数
第3章のまとめ
第4章　一般相対論の基礎
4.1　一般相対性原理と等価原理
4.2　4次元テンソル
4.3　質点の運動方程式
4.4　ベクトルの平行移動と共変微分
4.5　リーマンテンソル
4.6　重力場の方程式
4.7　変分原理による重力場の方程式
4.8　重力波
第4章のまとめ
第5章　シュヴァルツシルト時空
5.1　シュヴァルツシルト計量
5.2　シュヴァルツシルトブラックホール
5.3　質点の運動
5.4　光の径路
5.5　クルスカル座標
第5章のまとめ
第6章　相対論的高密度星
6.1　ポリトロープ
6.2　星の安定性
6.3　状態方程式
6.4　白色矮星
6.5　中性子星
第6章のまとめ
第7章　宇宙論の基礎
7.1　ハッブルの法則
7.2　ロバートソン-ウォーカー計量
7.3　フリードマン方程式
7.4　宇宙の構成要素
7.5　フリードマン方程式の解
7.6　見かけの等級と赤方偏移の関係
7.7　ビッグバン元素合成
第7章のまとめ
問題略解
索引

コ　ラ　ム
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