Cosmology

Manche Bücher wecken beim Leser gleichzeitig Begeisterung und Respekt. Weinbergs „Cosmology“ ist so eines: Begeisterung, weil er dieses faszinierende und sich schnell entwickelnde Gebiet spannend darstellt und dabei bis zu den letzten ungelösten Problemen wie Dunkle Materie, Dunkle Energie, Kosmische Inflation und die Bildung großräumiger Strukturen vordringt. Respekt, weil der Autor alle diese komplizierten Gebiete formal schlüssig behandelt, zwar außerordentlich dicht und mit hohem Anspruch an den Leser, aber glasklar und nachvollziehbar. Die meisten neuen Bücher über dieses Gebiet sind jedoch geordnete Sammlungen von wichtigen Fakten der beobachtenden und theoretischen Kosmologie, in denen man gerne nachschlägt, aus denen man aber die Grundlagen der Kosmologie nur schwerlich erlernen kann. Nicht so Weinberg: Er schreibt ein echtes Lehrbuch, stellt die Theorien im Detail dar, leitet jede Formel ab, begründet jeden Schritt, ist bis in die letzte Zeile präzise und akkurat.
Das Buch zeigt zunächst die Grundlagen wie Raum-Zeit-Geometrie, Friedmann-Gleichungen, Expansion und Hubble-Parameter, all dieses für Universen dominiert in verschiedener Weise von Strahlung, Materie, kosmologischer Konstante bzw. skalaren Feldern (Quintessenz). Dann betrachtet er den Mikrowellenhintergrund mit Entkopplung und Rekombination, um sich dann dem frühen Universum mit kosmischer Inflation, Baryo- und Leptogenese, Nukleosynthese und der kalten Dunklen Materie zuzuwenden. Als nächstes behandelt Weinberg die kleinen Fluktuationen in den Einsteinschen Feldgleichungen und ihre Evoluti-on im expandierenden Universum. Das führt ihn dann zu den Anisotropien im Mikrowellenhintergrund und ihrer Polarisation. Das Wachsen von kleinen Störungen zu großräumigen Strukturen und der Kollaps Dunkler und baryonischer Materie ist sein nächstes Thema. Nach der Darstellung der Theorie der Gravitationslinsen endet das Buch mit den Fluktuationen während der Inflationsphase als Ursache der kosmischen großräumigen Strukturen.
Dieses Buch ist allerdings keine Bettlektüre. Auch wenn Weinberg jedes Kapitel zu Beginn mit einer didaktisch klugen Übersicht über das zu behandelnde Thema würzt und spannende Einblicke in die historische Entwicklung und alternative Vorstellun-gen präsentiert – das Buch ist außerordentlich dicht geschrieben, die Darstellung ist sehr vernetzt, und man muss hart arbeiten, wenn man es lesen und verstehen will. Weinbergs „Cosmology“ ist durchgehend auf hohem Niveau, für Anfänger (Diplomand, Masterstudent) wohl zu hoch. Da wäre zu empfehlen, vorweg eine einfachere und weniger formale Darstellung z. B. von Andrew A. Liddle oder, noch besser, von Barbara Ryden zu lesen.1)
Prof. Dr. Klaus Goeke, Inst. Theoret. Physik II, Ruhr-Universität Bochum

1) A. Liddle, Einführung in die Kosmologie, Wiley-VCH, Berlin 2008, XVI + 201 S., brosch., ISBN 9783527408825; B. Ryden, Introduction to Cosmology, Addison Wesley, München 2002, 300 S., geb., ISBN 9780805389128

S. Weinberg: Cosmology
Oxford University Press 2008, 591 S., geb., ISBN 9780198526827