Karl-Heinz Spatschek. Astrophysik. Eine Einführung in Theorie und Grundlagen. Teubner B. G.Teubner Stuttgart Leipzig Wiesbaden

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1 Karl-Heinz Spatschek Astrophysik Eine Einführung in Theorie und Grundlagen Teubner B. G.Teubner Stuttgart Leipzig Wiesbaden

Inhaltsverzeichnis 1 Astronomische und physikalische Grundlagen 11 1.1 Einleitende Bemerkungen 11 1.1.1 Geschichtliches und Aktuelles 11 1.1.2 Zeit-und Ortsskalen 15 1.1.3 Elementateilchenphysik und der frühe Kosmos 19 1.

2 Inhaltsverzeichnis 1 Astronomische und physikalische Grundlagen Einleitende Bemerkungen Geschichtliches und Aktuelles Zeit-und Ortsskalen Elementateilchenphysik und der frühe Kosmos Gravitation Relativistische Effekte Klassische Beschreibung versus Quantenmechanik Ideale versus nicht-ideale Beschreibung Beispiel Gyrationsfrequenzen, Stoßfrequenzen, usw Ausblick Bestimmung astronomischer Größen Astronomische Einheiten Methoden der Abstandsbestimmung Abschätzung der Pulsdauer Überblick über verschiedene Kalibrierungen Massenbestimmung Geschwindigkeitsbestimmung Spektrale Verteilungen, Temperaturen, Teleskope Spektralbereiche der elektromagnetischen Strahlung Spektrale Verteilung von Photonen Abstrahlung von der Oberfläche eines Sterns Helligkeitssysteme und Farben Hertzsprung-Russell Diagramm Optische Teleskope Infrarot-Astronomie Radioteleskope Neutrinoastronomie Kosmische Strahlung Gravitationsstrahlung Fundamentale Fragen der Astrophysik 65 2 Ein erster Überblick Sterngleichgewichte Kollaps einer Massenschale Virialtheorem 73

8 2.1.3 Klassische Adiabatenindices 73 2.1.4 Gültigkeit der klassischen Rechnung 76 2.2 Strukturbildung 78 2.2 1 Eine etwas bessere Argumentation 80 2.2.2 Jeans Instabilität» 82 2.2.3 Entwicklung der Proto-Sterne 86 2.

3 Klassische Adiabatenindices Gültigkeit der klassischen Rechnung Strukturbildung Eine etwas bessere Argumentation Jeans Instabilität» Entwicklung der Proto-Sterne Sternbrennen Sonnenparameter Thermonukleare Fusion Fusion in der Sonne Qualitatives zur weiteren Sternentwicklung 97 3 Weitere physikalische Grundlagen Strahlungstransport Strahlungstransportgleichung Stoßterm der Strahlungstransportgleichung Diskussion der stationären Lösungen Wirkungsquerschnitte und Diffusionszeiten Wärme-und Energietransport Transporttheorie und Transportgleichungen Ein einfaches Wärmetransportmodell Wärmetransport durch Photonen Konvektiver Transport in einem inkompressiblen Modell Konvektiver Transport in einem adiabatischen Modell Stellare Energiequellen Deuterium-Tritium Fusion Reaktionsparameter und Fusionsleistungsdichte Zündbedingung Fusionsprozesse in Sternen Zustandsgieichungen idealer Gase Thermodynamik des idealen klassischen Gases Ideale Quantengase Physikalische Konsequenzen für Weiße Zwerge Adiabatenindices Chandrasekhar Masse Erste Begegnung mit der Chandrasekhar Masse Chandrasekhar Grenze für polytrope Zustandsgieichungen Landaus Abschätzung für die Chandrasekhar Masse Zustandsgieichungen dichter Materie 172

3.6.1 Einfache Abschätzungen der Coulomb-Korrekturen.... 174 3.6.2 Neutronen kommen ins Spiel 181 Modelle für brennende Sterne und kompakte Objekte 186 4.1 Brennende Sterne 186 4.1.1 Grundgleichungen 186 4.

4 3.6.1 Einfache Abschätzungen der Coulomb-Korrekturen Neutronen kommen ins Spiel 181 Modelle für brennende Sterne und kompakte Objekte Brennende Sterne Grundgleichungen Vereinfachter Lösungsansatz Auswertung für unsere Sonne Massengrenzen Die Sonnenmasse M in Naturkonstanten Weiße Zwerge Entdeckungsgeschichte und Größenordnungen Obere Massengrenze und qualitative Abhängigkeiten Abkühlung Weißer Zwerge ART-Effekte Neutronensterne, Pulsare und Quasare Entdeckungsgeschichte Quasare Pulsare Supernova Allgemeine Charakterisierung von Neutronensternen ART-Effekte Pulsare als rotierende Neutronensterne 219 Weitere physikalische Grundlagen Stabilitätstheorie Hydrodynamische Grundgleichungen Normalmoden Analyse Energieprinzip Variationsprinzipien für Anwachsraten Auswertung des Sturm-Liouville Problems (5.1.33) Plausibilitätsüberlegungen Entstehung von Magnetfeldern Hamiltonsche Magnetfeld-Struktur Stochastische Magnetfelder Entstehung von Magnetfeldern Nichtlinearer Transport Linearer Transport senkrecht zu Magnetfeldern Theorien in der Nähe des Einsatzes einer Instabilität

5.3.3 Theorien basierend auf Mischungslängen 256 5.3.4 Ergänzende Bemerkungen zu Transportbeiträgen 259 5.3.5 Transport in stochastischen Magnetfeldern 260 5.3.6 Gültigkeit der quasilinearen Näherung 265 5.

5 5.3.3 Theorien basierend auf Mischungslängen Ergänzende Bemerkungen zu Transportbeiträgen Transport in stochastischen Magnetfeldern Gültigkeit der quasilinearen Näherung Stochastische Effekte und Zweierstöße Relativistische Verallgemeinerungen Bemerkungen zur Allgemeinen Relativitätstheorie Einsteinsche Feldgleichungen Beispiele zum Eingewöhnen Schwarzschildmetrik 277 Kollabierende Objekte Relativistische Gleichgewichte - und mehr Relativistische Gleichgewichte Gravitationskollaps Schwarze Löcher und andere Singularitäten 289 Benutzte und weiterführende Literatur 294

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