공간-시간의 대규모 구조

The Large Scale Structure of Space–Time
공간-시간의 대규모 구조
The Large Scale Structure of Space-Time.jpg
초판 표지
작가들스티븐 호킹
조지 엘리스
나라영국
언어영어
제목일반상대성
장르.논픽션
출판사케임브리지 대학교 출판부
발행일자
1973
매체형인쇄(하드커버 및 페이퍼백)
페이지384
ISBN978-0521200165

우주-시간의 대규모 구조는 물리학자 스티븐 호킹과 수학자 조지 엘리스가 1973년에 발표한 스페이스타임의 이론물리학 논문이다.[1] 신인이 아닌 일반상대성이론 전문가를 위한 것이다.

배경

1970년대 중반, 전파, 적외선, X선 천문학 등 천문 관측 기술의 발전은 탐험의 우주를 열었다. 새로운 도구가 필요하게 되었다. 이 책에서 호킹과 엘리스는 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 기술된 4차원 공간시간의 기하학의 공리적인 기초를 확립하고 특이점, 지평선, 인과성에 대한 물리적 결과를 도출하려고 시도한다. 유클리드 기하학을 연구하기 위한 도구는 직선자 및 나침반이었지만, 곡선 스페이스타임을 조사하는데 필요한 도구는 시험 입자와 광선이다.[2] 리버사이드 캘리포니아 대학의 수학적 물리학자 존 배즈에 따르면, '대규모의 공간-시간의 구조'는 "70년대 초에 펜로즈와 호킹이 도입한 혁명적 위상학적 방법에 대해 자세히 설명한 최초의 책이었다."[3]

호킹은 케임브리지 대학에서 박사 후 동료로 있을 때 엘리스와 함께 이 책을 공동 저술했다. 1988년 저서 '시간의 역사'에서 그는 '공간-시간의 큰 규모 구조'를 "매우 기술적"이며 일반인에게는 읽을 수 없는 것으로 묘사하고 있다.

현재 고전으로 여겨지고 있는 이 책은 페이퍼백 형식으로도 등장하여 여러 차례 재인쇄되었다.a

목차.

평가

옥스퍼드 대학의 수학자 니콜라스 마이클 우드하우스는 이 책이 고전이 될 수 있는 권위 있는 논문이라고 생각했다. 그는 저자들이 기하학과 물리학의 공리로부터 시작하여 그 결과를 엄격한 방법으로 도출한다고 관찰했다. 아인슈타인의 장 방정식에 대한 다양한 잘 알려진 정확한 해법과 그 물리적 의미를 탐구한다. 특히 호킹과 엘리스는 특이점과 블랙홀이 많은 종류의 그럴듯한 해결책에서 발생한다는 것을 보여준다. 그는 이 책이 자급자족하긴 하지만 내용이 무겁고 운동도 없어 신입생보다는 전문가에게 더 적합하다고 경고했다. 그는 저자들의 엄격한 취급 시도에도 불구하고 리 그룹과 같은 특정 기술 용어가 사용되기는 하지만 결코 설명되지 않으며, 현대적인 좌표 없는 방법이 도입되지만 효과적으로 사용되지 않는다고 언급했다.[4]

버클리 캘리포니아 대학의 이론물리학자 레이너 삭스는 불과 몇 년 안에 '대규모의 공간구조-시간의 구조'가 찰스 미스너, 킵 쏘른, 존 아치발트 휠러에 의한 중력과 우주론, 스티븐 와인버그에 의한 중력과 우주론으로서 출판되었다고 관찰했다. 그는 이 세 권의 책이 서로를 보완하고 학생들을 연구의 최전선으로 이끌 수 있다고 믿었다. 호킹과 엘리스가 광범위하게 글로벌 분석을 채택하고 있지만 섭동적 방법에 대해서는 상대적으로 거의 언급하지 않는 반면, 다른 두 책은 글로벌 분석을 무시하고 아주 상세한 섭동을 다루고 있다. 그는 호킹과 엘리스가 (74년 현재) 이 분야의 최근 발전을 요약한 훌륭한 일을 해냈으며, 의도된 청중은 수학적 배경이 강하고 일반 상대성 이론에 대한 사전 노출을 가진 박사과정 학생(또는 그 이상)이라고 믿었다. 그는 책의 핵심이 스페이스타임 곡률의 의의에 관한 제4장과 인과 구조에 관한 제6장 등 2장으로 구성되어 있으며, 가장 흥미로운 적용 분야는 블랙홀에 관한 펜ultimate 장이라고 주장했다. 그는 수학적인 논거가 때때로 따르기가 어렵다는 점에 주목했고, 참고로 로저 펜로즈의 상대성상 미분위상 기법을 제안했다. 그는 또한 비록 어떤 것도 저자들이 도출한 일반적인 결론에 영향을 주지는 않지만 적은 수의 오류를 발견했다. 그는 이 책이 앞으로 큰 영향력을 발휘할 수 있는 수학과 물리학의 상호작용을 다룬 '모형' 발표라고 생각했다.[5]

이론물리학자 존 아치발트 휠러 프린스턴대 교수(Princeton University)는 거의 유클리드식으로 제시된 우주론에 대한 일반상대성이론의 함축성, 특이성 이론, 블랙홀의 물리학에 관심이 있는 누구에게나 이 책을 추천했다.d 운동 그는 그것의 62개의 삽화 도표를 칭찬했다.[2]

참고 항목

메모들

  1. ^ Hawking, S. W.; Ellis, G. F. R. (1973). The Large Scale Structure of Space–Time. Cambridge University Press. ISBN 0-521-09906-4.

참조

  1. ^ Gibbons, G. W.; Shellard, E. P. S.; Rankin, S. J. (23 October 2003). The Future of Theoretical Physics and Cosmology: Celebrating Stephen Hawking's Contributions to Physics. Cambridge University Press. p. 177. ISBN 978-0-521-82081-3.
  2. ^ a b Wheeler, John A. (March–April 1975). "The Large Scale Structure of Space–Time by S. W. Hawking and G. F. R.Ellis". Review. American Scientist. Sigma Xi, The Scientific Research Honor Society. 62 (2): 218. JSTOR 27845370.
  3. ^ Baez, John; Hillman, Chris (October 1998). "Guide to Relativity Books". Department of Physics, University of California, Riverside. Retrieved August 25, 2019.
  4. ^ Woodhouse, Nicholas (1974). "The Large Scale Structure of Space–Time". Physical Bulletin. 25 (6): 238. doi:10.1088/0031-9112/25/6/029.
  5. ^ Sachs, Rainer (April 1974). "The Large Scale Structure of Space–Time". Physics Today. American Institute of Physics. 27 (4): 91–3. Bibcode:1974PhT....27d..91H. doi:10.1063/1.3128542. S2CID 121949888.