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Allgemeine Relativitätstheorie ist die Theorie der Struktur und der Dynamik der Raumzeit. Diese Vorlesungsnotizen geben eine Einführung in die Konzepte der Differenzialgeometrie, vor allem der pseudo-Riemannschen Geometrie, und besprechen die Ideen hinter der Konstruktion einer gravitativen Feldgleichung. Ausführlich behandelt werden exakte Lösungen für hochsymmetrische Raumzeiten, schwarze Löcher, FLRW-Kosmologien und Gravitationswellen. Zu den weiterführenden Themen gehören Lie-Ableitungen und die Killing-Gleichung, die Herleitung der Feldgleichung aus Variationsprinzipien und die Formulierung von Feldtheorien auf gekrümmten Raumzeiten.

Das Skript gibt eine Einführung in die moderne Kosmologie: Nach einer Einführung in die notwendigen Konzepte der allgemeinen Relativitätstheorie wird die FLRW-Klasse der kosmologischen Modelle diskutiert, wobei der Schwerpunkt auf der dunklen Energie liegt. Ausführlich behandelt werden die kosmische Strukturbildung, die Notwendigkeit der dunklen Materie und das Zusammenspiel von Statistik und nichtlinearer Strömungsmechanik. Ferner wird die Physik hinter den kosmologischen Beobachtungen erläutert, die zum Standardmodell der Kosmologie geführt hat, insbesondere Supernovae, der kosmische Mikrowellenhintergrund und Gravitationslinsen.

Statistische Physik ist die mikroskopische Theorie, die den thermodynamischen makroskopischen Eigenschaften physikalischer Systeme zugrunde liegt. Diese Lecture Notes sind eine Einführung in die notwendigen statistischen und mechanischen Konzepte, die für die Thermodynamik im Gleichgewicht und die Konstruktion von Zustandssummen benötigt werden. Die Lecture Notes decken die klassische Statistik und die Quantenstatistik ab und behandeln weiterführende Themen wie die Langevin-Dynamik, die Fokker-Planck-Gleichung und Phasenübergänge. Dabei werden viele Systeme wie ideale klassische und relativistische Gase detailliert ausgearbeitet.

Theoretische Physik wird üblicherweise in getrennten Vorlesungen vermittelt, in denen die Konzepte im Zusammenhang mit den fundamentalen Naturkonstanten beleuchtet werden: Elektrodynamik und Lichtgeschwindigkeit, Quantenmechanik und Wirkungsquantum, Thermodynamik und Boltzmann-Konstante und schließlich Relativität mit der Newton-Konstante und der kosmologischen Konstante. In diesem Skript werden die Konzepte der theoretischen Physik mit ihren Gemeinsamkeiten vorgestellt und Phänomene auf ihren Ursprung in fundamentalen Konzepten zurückgeführt.