Black Hole Physics

I Concetti di base. - 1 Introduzione: Breve storia della fisica dei buchi neri. - 2 buchi neri sfericamente simmetrici. - 3 buchi neri rotanti. - 4 Perturbazioni dei buchi neri (scritto insieme a N. Andersson). - 5 Proprietà generali dei buchi neri. - 6 buchi neri stazionari. - 7 Effetti fisici nel campo gravitazionale di un buco nero. - 8 Elettrodinamica dei buchi neri. - >9 Astrofisica dei buchi neri. - II Ulteriori sviluppi. - 10 Creazione quantistica di particelle da parte dei buchi neri. - 11 Fisica quantistica dei buchi neri. - 12 Termodinamica dei buchi neri. - 13 Buchi neri nelle teorie unificate. - 14 L'interno di un buco nero. - 15 Destino ultimo dei buchi bianchi e neri. - 16 buchi neri, wormhole e macchine del tempo. -Conclusione. -Appendici. - A Formule matematiche. - A. 1 Collettore differenziale. Tensori. - A. 2 Metrica. Intervalli di spazio e tempo. - A. 3 Struttura causale. - A. 4 Derivata covariante. - A. 5 Linee geodetiche. - A. 6 Curvatura. - A. 7 Trasporto di Lie e Fermi. - A. 8 Simmetrie e leggi di conservazione. - A. 9 Geometria della congruenza delle rette. - A. 10 Congruenze stazionarie. - A. 10. 1 Congruenza omicida. - A. 10. 2 Congruenza di osservatori localmente non rotanti. - A. 11 Sistemi di riferimento locali. - A. 12 Geometria dei sottospazi. - A. 13 Integrazione nello spazio curvo. - A. 14 Trasformazioni conformi. - A. 15 Equazioni di Einstein. - B Spazio-tempo sfericamente simmetrici. - B. 1 Geometria sfericamente simmetrica. - B. 2 Azione ridotta. - B. 3 Teorema di Birkhoff generalizzato. - B. 4 Soluzioni di vuoto sfericamente simmetriche. - B. 4. 1 metrica di Schwarzschild. - B. 4. 2 Proprietà di ridimensionamento. - B. 5 Metrica di Kruskal. - B. 5. 1 Derivazione della metrica di Kruskal. - B. 5. 2 Relazione tra metriche di Kruskal e Schwarzschild. - B. 5. 3 Lo spazio-tempo di Kruskal come continuazione analitica massimale della metrica di Schwarzschild. - B. 5. 4 Ponte Einstein-Rosen. - B. 6 Soluzione di Tolman. - C Rindler Frame nello spazio-tempo di Minkowski. - c. 1 Moto uniformemente accelerato. - C. 2 Telaio Rindler. - C. 3 Propagazione della luce e delle particelle. - C. 4 Massima estensione analitica dello spazio-tempo di Rindler. - D Geometria di Kerr-Newman. - D. 1 Metrica di Kerr-Newman. - D. 2 Simbolo di Christoffel. - D. 3 Simmetrie. - D. 4 Moto delle particelle di prova. - D. 4. 1 Integrali del moto. - D. 4. 2 Metodo Hamilton-Jacobi. - D. 5 Congruenze stazionarie nella geometria di Kerr-Newman. - D. 5. 1 Congruenza omicida. - D. 5. 2 Congruenza di osservatori localmente non rotanti. - D. 6 Proprietà algebriche. - D. 7 Estensione analitica. - E Newman-Penrose Formalismo. - E. 1 Complesso Tetrade Nullo. Coefficienti di spin. - E. 2 Derivate covarianti. Ricci e Weyl Tensore. - E. 3 Equazioni di Newman-Penrose. - E. 4 Identità Bianchi. - Campi d'onda F in uno spazio-tempo curvo. - F. 1 Campo scalare. - F. 2 Campo elettromagnetico. - F. 3 Perturbazioni gravitazionali. - Campi d'onda G nella metrica di Kerr. - G. 1 Equazione di Teukolsky. - G. 2 Separazione delle variabili. Armoniche sferoidali pesate in spin. - G. 3 Equazione radiale. - G. 4 Campo scalare senza massa. - G. 5 Campo elettromagnetico. - G. 6 Perturbazioni gravitazionali. - Campi quantistici H nello spazio-tempo di Kerr. - H. 1 Teoria quantistica in un campo esterno. - H. 2 Vuoto. Stati a molte particelle. - H. 4 Quantizzazione di campi senza massa nello spazio-tempo di Kerr. - H. 6 Media su stati non osservabili. - I Oscillatore quantistico. - 1. 1 Azione. - 1. 2 Quantizzazione e rappresentazioni. - 1. 3 Oscillatore quantistico a temperatura finita. - 1. 4 oscillatori accoppiati a due modalità. Lingua: Inglese