Bücher

  1. Astronomie – Ein Grundkurs. Vom Meteorfall zum Urknall
    Matthias Bartelmann unter Mitwirkung von OStR Walter Cayé
    1985, unveröffentlicht
    geschrieben gegen die Langeweile während der Wehrdienstzeit
  2. Theoretical Astrophysics. An Introduction
    Matthias Bartelmann
    2021 (2. Auflage), Lehrbuch, Heidelberg University Publishing
    DOI 10.17885/heiup.822
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  3. Theoretische Physik
    Matthias Bartelmann, Björn Feuerbacher, Timm Krüger, Dieter Lüst, Anton Rebhan und Andreas Wipf
    2014, Lehrbuch, Springer Spektrum, Heidelberg
    DOI 10.1007/978-3-642-54618-1
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  4. Das kosmologische Standardmodell
    Matthias Bartelmann
    2019, Lehrbuch, Springer Spektrum, Heidelberg
    DOI 10.1007/978-3-662-59627-2

    • Dem Autor gelingt das Kunststück, die Ideen, Konzepte und Evidenzen des kosmologischen Standardmodells zu vermitteln, und an den richtigen Stellen bestimmte Aspekte genauer zu beleuchten, ohne sich dabei in Details zu „verlieren“. Bereits das Vorwort und auch die jedem Kapitel vorangestellten Einleitungen zeigen auf einzigartige Weise, worum es beim jeweiligen Thema geht. In den Kapiteln selbst fallen Gleichungen nicht vom Himmel, sehr vieles wird vorgerechnet, an einigen Stellen wird auch der Leser aufgefordert, etwas selbst nachzurechnen. Dies ist mit soliden Grundkenntnissen in theoretischer Physik gut machbar – und bringt stets weitere Einblicke, denn diese Aufforderungen sind äußerst durchdacht. Der Leser(in) fühlt sich dadurch an die Hand genommen: Man hat den Eindruck, in einer Vorlesung zu sitzen, und zwar in einer bestens strukturierten, bei der dem hochmotivierten Dozenten wichtig ist, dass die Hörer zu einem tiefen Verständnis kommen und viel „mitnehmen“. Annahmen und Näherungen werden immer begründet, bei „mutigen“ Ansätzen werden diese hinterfragt, nichts wird unter den Teppich gekehrt. Vertiefte Kenntnisse der allgemeinen Relativitätstheorie sind nicht zwingend notwendig, was das didaktische Geschick des Autors abermals unterstreicht und sicher ein weiteres Alleinstellungsmerkmal dieses Lehrbuchs ist. (Im Kapitel über Gravitationslinsen sind Ergebnisse aus der ART in Vertiefungskästen ausgelagert, was das Lesen des Haupttexts z.B. bei der ersten Lektüre erleichtert.) Ein bestechende Stärke ist die Aktualität des Werks. Dieses hervorragende Buch füllt definitiv eine Lücke; es ist das, was ich als Student gebraucht hätte. „Das kosmologische Standardmodell“ ist ein großartiger Wurf und wird sicher das Standardwerk auf diesem Gebiet werden – für Studierende, aber auch Promovierende und Dozenten.

      Die Gestaltung des Buchs durch Fragen und Hinweise am Rand, die Hervorhebung besonders wichtiger Ergebnisse im Layout und die Verwendung von Vertiefungsboxen sind sehr überzeugend. Die Verweise auf Originalarbeiten und die eigene Bibliographie am Ende eines jeden Kapitels geben wertvolle Orientierung. Die farbigen Abbildungen, darunter auch Aufnahmen, sind eine sehr gelungene Ergänzung. (anonym)

    • Matthias Bartelmann ist einer der führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der Kosmologie und hat endlich ein modernes deutschsprachiges Lehrbuch vorgelegt. Es stellt konsequent das aktuelle Modell der Kosmologie dar und gibt interessierten Student*innen und Wissenschaftler*innen einen sehr guten Überblick zum Aufbau und Zustand des kosmologischen Standardmodells. Dabei stellt der Autor die kosmo­logischen Fragestellungen heraus und verzichtet bewusst auf Abschweifungen, z. B. in die Teilchenphysik. Ich würde das Buch Studierenden ab dem 5. Semester empfehlen. Ratsam ist es, parallel Allgemeine Relativitätstheorie und die Grundlagen der Astrophysik zu studieren. Zwar setzt das Buch diese Kenntnisse nicht zwingend voraus, einige Konzepte und Rechnungen dürften für Leser*innen ohne Grundkenntnisse allerdings vom Himmel fallen.

      Die ersten vier Kapitel beschäftigen sich mit dem homogenen Universum, also einer über kosmologische Skalen gemittelten Beschreibung des Universums. Bartelmann stellt sowohl die theoretischen Grundlagen als auch die experimentellen und beobachteten Befunde dar. Darunter fallen die Hubble-Lemaître-Expansion und das Alter des Universums, die thermische Geschichte sowie die Ideen von kosmologischer Inflation und Dunkler Energie. Erstaunlich am kosmologischen Standardmodell ist seine Einfachheit auf den größten beobachtbaren Skalen. Seine Vorhersagekraft und Eleganz, aber auch Grenzen und Probleme werden erst durch das Studium von kosmischen Strukturen möglich, denen die restlichen fünf Kapitel gewidmet sind. Nach einem allgemeinen Überblick zur Strukturbildung beschreibt das Buch die Fluktuationen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, um anschließend die Entstehung von Halos (also von der Expansion entkoppelten überdichten Regionen) zu diskutieren. Dabei geht Bartelmann auch auf viele wichtige Details ein. Sehr gut finde ich, dass er die Methoden der Messung von Zwei-Punkt-Korrelationen anspricht oder im Detail darlegt, wie sich die Press-Schechter-Massenfunktion finden lässt. Schließlich geht es um die tatsächlich beobachteten Objekte wie Galaxien und Galaxienhaufen sowie Gravitationslinsen und was wir aus ihnen lernen können.

      Das Buch ist übersichtlich gestaltet und gibt Hinweise für eigene Rechnungen und weitere Nachforschungen. Die Bilder und Grafiken illustrieren den Text ausgezeichnet. Trotz enormer Themenbreite kommt das Buch mit 275 Seiten aus, inklusive Stichwortverzeichnis und Literaturverzeichnissen am Ende der Kapitel. Daher deckt Matthias Bartelmann ganz bewusst einige Themen nicht ab. So leitet er die kosmologische Störungstheorie nicht rigoros her und diskutiert nicht die diversen Kandidaten der Teilchenphysik für Dunkle Materie.

      Das Standardmodell hat offene Ränder und die kosmologische Forschung viele offene Fragen. Dieses Buch macht das klar und regt neue Fragen an. Ich kann die Lektüre allen angehenden Kosmolog*innen wärms­tens empfehlen.

      Prof. Dr. Dominik Schwarz, Fakultät für Physik, Universität Bielefeld

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  5. General Relativity
    Matthias Bartelmann
    2019, Lehrbuch, Heidelberg University Publishing
    DOI 10.17885/heiup.534
  6. Lebendige Physik
    Kai Müller, Matthias Bartelmann
    2022, Lehrbuch, Springer Spektrum, Heidelberg
    DOI 10.1007/978-3-662-64770-7
Verantwortlich: Matthias Bartelmann