Kai Köhler – författare

Dieses Buch stellt die wichtigsten Grundlagen der Riemannschen Geometrie mit allen notwendigen Zwischenresultaten sowie die zentrale Beispielklasse der homogenen Räume ausführlich dar. Lie-Gruppen sowie Symmetrische Räume, d.h. Räume, die an jedem Punkt eine Punktspiegelung erlauben, werden als Spezialfälle umfangreich behandelt. Im letzten Kapitel werden als eine wichtige Anwendung der Riemannschen Geometrie einige Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie axiomatisch deduziert.Etliche Grafiken ermöglichen es dem Leser, bildliche Vorstellungen sowie eine gute Intuition für die Sachverhalte zu entwickeln. Darüber hinaus kann das Verständnis anhand zahlreicher Übungsaufgaben am Ende jedes Abschnitts überprüft werden. Zu vielen davon sind im Anhang Lösungshinweise enthalten. Das Buch entspricht in seinem Umfang einer zweisemestrigen Vorlesung. Es richtet sich an Studierende der Mathematik im fortgeschrittenen Bachelor- sowie im Masterstudium und Studierende der (theoretischen) Physik. Vorausgesetzt werden Resultate aus den üblichen ersten drei Semestern des mathematischen Grundstudiums.Für die vorliegende 2. Auflage wurde das Buch vollständig überarbeitet und an vielen Stellen ergänzt.

This textbook offers a rigorous introduction to the foundations of Riemannian Geometry, with a detailed treatment of homogeneous and symmetric spaces, as well as the foundations of the General Theory of Relativity.Starting with the basics of manifolds, it presents key objects of differential geometry, such as Lie groups, vector bundles, and de Rham cohomology, with full mathematical details. Next, the fundamental concepts of Riemannian geometry are introduced, paving the way for the study of homogeneous and symmetric spaces. As an early application, a version of the Poincaré–Hopf and Chern–Gauss–Bonnet Theorems is derived. The final chapter provides an axiomatic deduction of the fundamental equations of the General Theory of Relativity as another important application. Throughout, the theory is illustrated with color figures to promote intuitive understanding, and over 200 exercises are provided (many with solutions) to help master the material.The book is designed to cover a two-semester graduate course for students in mathematics or theoretical physics and can also be used for advanced undergraduate courses. It assumes a solid understanding of multivariable calculus and linear algebra.