Relatividad general (libro)

Relatividad general es un libro de texto de posgrado y de referencia sobre la teoría general de la relatividad de Albert Einstein escrita por el físico gravitacional Robert Wald .

Publicado por primera vez por la University of Chicago Press en 1984, el libro, un tomo de casi 500 páginas, cubre muchos aspectos de la teoría general de la relatividad. Está dividido en dos partes. La Parte I cubre los fundamentos del tema y la Parte II los temas más avanzados como la estructura causal y los efectos cuánticos. ^[1] El libro utiliza la notación de índice abstracto para tensores . ^[2] Trata los espinores, la formulación del principio variacional , la formulación del valor inicial, las ondas gravitacionales (exactas) , las singularidades, los diagramas de Penrose , la radiación de Hawking y la termodinámica de los agujeros negros. ^[3]

Está dirigido a estudiantes de posgrado e investigadores principiantes. ^{[3] [4]} Con este fin, la mayoría de los materiales de la Parte I están orientados a un curso introductorio sobre el tema, mientras que la Parte II cubre una amplia gama de temas avanzados para un segundo semestre o estudio posterior. Los métodos matemáticos esenciales para la formulación de la relatividad general se presentan en los Capítulos 2 y 3, mientras que las técnicas más avanzadas se discuten en los Apéndices A a C. Wald cree que esta es la mejor manera de avanzar porque poner todas las técnicas matemáticas al principio del libro resultaría ser un obstáculo importante para los estudiantes mientras que desarrollar estas herramientas matemáticas a medida que se utilizan significaría que están demasiado dispersas para ser útiles. Si bien el formalismo hamiltoniano a menudo se presenta junto con la formulación del valor inicial, la cobertura de Wald de este último es independiente del primero, que por lo tanto se relega al apéndice, junto con el formalismo lagrangiano . ^[4]

En este libro se utiliza la convención de signos por razones de conveniencia técnica. Sin embargo, hay una excepción importante. En el Capítulo 13 –y solo en el Capítulo 13– se cambia a la convención de signos porque es más fácil tratar los espinores de esta manera. Además, esta es la convención de signos más común utilizada en la literatura. ^[5]${\estilo de visualización -++++}$ ${\estilo de visualización +---}$

La mayor parte del libro utiliza unidades geometrizadas , lo que significa que las constantes naturales fundamentales ( la constante gravitacional de Newton ) y ( la velocidad de la luz en el vacío) se establecen como iguales a uno, excepto cuando se hacen predicciones que pueden probarse. ^[5]${\estilo de visualización G}$${\estilo de visualización c}$

• Wald, Robert M. Relatividad general . University of Chicago Press, 1984. ISBN 0-226-87033-2 (libro de bolsillo). ISBN 0-226-87032-4 (libro de tapa dura).  
• Wald, Robert M. Relatividad general . University of Chicago Press, 2010. ISBN 978-0-226-87037-3 . Reimpresión. 

Según Daniel Finley, profesor de la Universidad de Nuevo México , este libro de texto ofrece una buena intuición física. Sin embargo, el autor no utilizó los métodos matemáticos más modernos disponibles y su tratamiento de la cosmología está ahora obsoleto. Finley cree que la notación de índice abstracto es difícil de aprender, aunque conveniente para quienes la dominan. ^[2]

El físico teórico James W. York escribió que la relatividad general es un libro sofisticado pero conciso sobre el tema que debería resultar atractivo para los que tienen inclinaciones matemáticas, ya que se mantiene un alto nivel de rigor a lo largo del libro. Sin embargo, creía que el material sobre la gravedad linealizada es demasiado corto y recomendó Gravitación de Charles Misner , Kip Thorne y John Archibald Wheeler , y Gravitación y cosmología de Steven Weinberg como suplementos. ^[6]

Hans C. Ohanian, que enseñó e investigó la gravitación en el Instituto Politécnico Rensselaer , opinó que la relatividad general proporciona una introducción moderna al tema con énfasis en los métodos tensoriales y topológicos y ofrece algunas "perspectivas agudas". Sin embargo, su calidad es muy variable. Temas como el movimiento geodésico en la métrica de Schwarzschild, la extensión de Krushkal y la extracción de energía de los agujeros negros se manejan bien, mientras que las pruebas empíricas de la teoría de Einstein apenas se tocan y el tratamiento de temas avanzados, incluida la cosmología, es demasiado breve para ser útil para los estudiantes. Debido a su gran uso de matemáticas superiores, puede no ser adecuado para un curso introductorio. ^[7]

Lee Smolin sostuvo que la relatividad general salva la brecha entre la presentación del material en los libros de texto más antiguos y la literatura. Por ejemplo, mientras que los primeros pioneros de la materia, incluido el propio Einstein, emplearon métodos basados ​​en coordenadas, los investigadores desde mediados de la década de 1960 han pasado a formulaciones sin coordenadas, en las que se basa íntegramente el texto de Wald. Su estilo es uniformemente claro y económico, aunque a veces demasiado breve. Los temas que merecen más atención incluyen la radiación gravitacional y la cosmología. Sin embargo, este libro puede complementarse con los de Misner, Thorne y Wheeler, y con los de Weinberg. Smolin estaba enseñando un curso sobre relatividad general a estudiantes de pregrado y posgrado en la Universidad de Yale utilizando este libro y se sintió satisfecho con los resultados. También lo encontró útil como referencia para refrescar su memoria. ^[8]

• Lista de libros sobre relatividad general
• Gravitación (libro de texto)
• Einstein La gravedad en pocas palabras (libro de texto)
• Mecánica clásica (libro de texto)
• Electrodinámica clásica (libro de texto)

• Carroll, Sean M (2004). Espacio-tiempo y geometría: una introducción a la relatividad general . Addison Wesley. ISBN 978-1108488396 . 
• Poisson, Eric (2004). Un conjunto de herramientas para relativistas: las matemáticas de la mecánica de los agujeros negros. Cambridge University Press. ISBN 978-0521830911 . 
• Will, Clifford M. ; Poisson, Eric (2014). Gravedad: Newtoniana, posnewtoniana, relativista . Cambridge University Press. ISBN 978-1107032866.

• Sitio web oficial de la editorial University of Chicago Press