Equilibrium configurations of rotating fluids in Newton´s and Einstein´s theories of gravitation

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In unserem Forschungsvorhaben wollen wir physikalische und geometrische Eigenschaften von rotierenden Flüssigkeitsfiguren untersuchen. In derartigen Konfigurationen wird das Gleichgewicht durch das Zusammenspiel von Zentrifugal-, Gravitations- und Druckkräften bewahrt. Da im Rahmen einer allgemein-relativistischen Beschreibung nur wenig Hoffnung besteht, streng mathematisch erfassbare Ergebnisse zu erzielen, sind wir weitgehend auf numerische Verfahren angewiesen. Allerdings sind im Außenraum der betrachteten Flüssigkeit leistungsfähige analytische Lösungsmethoden anwendbar. Durch Ausnutzung dieser Verfahren erhoffen wir uns zumindest für den Außenraum eine hohe Genauigkeit der numerischen Lösung. Eine Reihe von Problemen rechtfertigen diesen Anspruch an die Genauigkeit. Hierzu gehören z.B. das Studium von Akkretionsprozessen, bei denen Materie aus der Umgebung auf den Rotationskörper einströmt oder die Untersuchung, in welcher Weise Lichtstrahlen im äußeren Gravitationsfeld abgelenkt werden (Gravitationslinseneffekte). Diesen und anderen interessanten Fragestellungen wollen wir im Anschluss an die Entwicklung und Implementierung der numerischen Verfahren nachgehen. Hauptanwendungsgebiet ist die relativistische Astrophysik.