具體描述
本書主要講述廣義相對論的原理和應用。全書分為五個部分：第一篇緒論，扼要介紹廣義相對論的三個來源——非歐幾何、牛頓引力理論和相對論性原理的曆史，並簡明地總結瞭作為廣義相對論基礎的狹義相對論的內容。第二、三篇係統講述廣義相對論的基本原理；在應用方麵，除瞭三大經典驗證外，還包括後牛頓天體力學、雷達迴波延遲、軌道陀螺的進動、引力波、天體的平衡和坍縮（中子星、黑洞）等近年來發展的新課題。第四篇介紹為進一步掌握廣義相對論近代文獻所需的物理和數學知識，包括最小作用原理和最大對稱空間。第五篇係統介紹觀測宇宙學，特彆是河外天體譜綫紅移、計數、微波背景輻射、氦豐度等。最後介紹瞭宇宙學的新進展，作者較著重於當前學界公認的“大爆炸”模型，也介紹瞭穩恒態模型及引力常量可變的模型。
本書的特點是內容新穎，注重物理概念，特彆是在講述觀測資料的獲得和分析方麵頗具特色。本書可供從事引力理論和相對論、天體物理和天文學的科研人員、大專院校師生閱讀。
著者簡介
參加本書翻譯的有：陳建生、陳明遠、郭漢英、黃硼、李根道、張曆寜、鄒振隆，由鄒振隆和張曆寜統稿。
圖書目錄
第一篇緒論
第一章曆史介紹 3
1.1 非歐幾何的曆史 4
1.2 引力理論的曆史 11
1.3 相對性原理的曆史 14
專題書目 19
參考文獻 20
第二章狹義相對論 24
2.1 Lorentz 變換 24
2.2 時間膨脹 28
2.3 粒子動力學 30
2.4 能量和動量 31
2.5 矢量和張量 33
2.6 電流與密度 38
2.7 電動力學 40
2.8 能量-動量張量 41
2.9 自鏇 44
2.10 相對論流體動力學 46
2.11 相對論的非理想流體 51
2.12 Lorentz 群的錶示 55
2.13 時序和反粒子 59
專題書目 60
參考文獻 61
第二篇廣義相對論
第三章等效原理 65
3.1 等效原理的錶述 65
3.2 引力 68
3.3 g¹º 和¡¸¹º 的關係 70
3.4 Newton 極限 74
3.5 時間膨脹 76
3.6 時間的符號 82
3.7 相對論和慣性的各嚮異性 83
專題書目 85
參考文獻 85
第四章張量分析 87
4.1 廣義協變原理 87
4.2 矢量和張量 89
4.3 張量代數 91
4.4 張量密度 93
4.5 仿射聯絡的變換 95
4.6 協變微分 98
4.7 梯度, 鏇度和散度 101
4.8 正交坐標係中的矢量分析 103
4.9 沿一麯綫的協變微分 104
4.10 電磁類比 106
4.11 p¡形式和外導數 108
參考文獻 113
第五章引力效應 114
5.1 質點力學 114
5.2 電動力學 117
5.3 能量-動量張量 119
5.4 流體動力學和流體靜力學 120
參考文獻 121
第六章麯率 122
6.1 麯率張量的定義 122
6.2 麯率張量的唯一性 124
6.3 沿閉閤麯綫的平行移動 126
6.4 引力與麯綫坐標 128
6.5 協變導數的對易性 130
6.6 R¸¹º· 的代數性質 131
6.7 N 維麯率的描述 133
6.8 Bianchi 恒等式 137
6.9 幾何類比 138
6.10 測地綫的偏離 138
專題書目 139
參考文獻 139
第七章Einstein 場方程 140
7.1 場方程的推導 140
7.2 另一種推導 144
7.3 Brans-Dicke 理論 146
7.4 坐標條件 149
7.5 Cauchy 問題 152
7.6 引力場的能量、動量和角動量 153
專題書目 160
參考文獻 160
第三篇廣義相對論的應用
第八章Einstein 理論的經典檢驗 163
8.1 一般靜態各嚮同性度規 163
8.2 Schwarzschild 解 167
8.3 其它度規 170
8.4 一般運動方程 172
8.5 非束縛軌道: 太陽引起的光綫偏摺 176
8.6 束縛軌道: 近日點的進動 182
8.7 雷達迴波延遲 188
8.8 Schwarzschild 奇性 194
專題書目 195
參考文獻 196
第九章後Newton 天體力學 198
9.1 後Newton 近似 199
9.2 質點和光子的動力學 206
9.3 能量-動量張量 208
9.4 多極場 211
9.5 近日點的進動 215
9.6 軌道陀螺的進動 219
9.7 自鏇進動和Mach 原理 224
9.8 後Newton 流體力學 226
9.9 Brans-Dicke 理論的近似解 229
專題書目 233
參考文獻 234
第十章引力輻射 235
10.1 弱場近似 236
10.2 平麵波 239
10.3 平麵波的能量和動量 242
10.4 引力波的産生 244
10.5 四極輻射 251
10.6 引力輻射的散射和吸收 258
10.7 引力輻射的探測 260
10.8 引力的量子理論 268
10.9 引力場中的引力擾動 272
專題書目 275
參考文獻 277
第十一章星體的平衡和坍縮 279
11.1 星體結構的微分方程 281
11.2 穩定性 286
11.3 Newton 星: 多方球和白矮星 289
11.4 中子星 298
11.5 超大質量星 306
11.6 均勻密度星 311
11.7 與時間有關的球對稱場 315
11.8 共動坐標 318
11.9 引力坍縮 322
專題書目 329
參考文獻 332
第四篇形式發展
第十二章作用量原理 337
12.1 物質的作用量: 一個例子 338
12.2 T¹º 的普遍定義 340
12.3 廣義協變性和能量-動量守恒 342
12.4 引力作用量 344
12.5 標架錶述 345
參考文獻 353
第十三章對稱空間 354
13.1 Killing 矢量 354
13.2 最大對稱空間: 唯一性 360
13.3 最大對稱空間: 構建 364
13.4 最大對稱空間中的張量 371
13.5 具有最大對稱子空間的空間 373
專題書目 382
參考文獻 382
第五篇宇宙學
第十四章宇宙誌 385
14.1 宇宙學原理 387
14.2 Robertson-Walker 度規 389
14.3 紅移 393
14.4 距離的測量 395
14.5 宇宙距離階梯 404
14.6 紅移-距離關係 416
14.7 計數 426
14.8 穩恒態宇宙學 434
專題書目 439
參考文獻 440
第十五章宇宙學: 標準模型 444
15.1 Einstein 方程 445
15.2 宇宙現在的密度和壓強 450
15.3 物質主導期 455
15.4 星係際發射和吸收過程 465
15.5 宇宙微波背景輻射 479
15.6 早期宇宙的熱曆史 500
15.7 氦閤成 516
15.8 星係形成 531
15.9 微小漲落的Newton 理論 540
15.10 微小漲落的廣義相對論性理論 547
15.11 極早期宇宙 556
專題書目 565
參考文獻 567
第十六章宇宙學: 其它模型 579
16.1 樸素模型: Olbers 佯謬 579
16.2 有宇宙學常數的模型 581
16.3 再論穩恒態模型 584
16.4 具有可變引力常數的模型 587
專題書目 598
參考文獻 598
附錄一些有用數據 601
人名索引 606
主題索引 617
譯後記 644
· · · · · · (收起)
第一章曆史介紹 3
1.1 非歐幾何的曆史 4
1.2 引力理論的曆史 11
1.3 相對性原理的曆史 14
專題書目 19
參考文獻 20
第二章狹義相對論 24
2.1 Lorentz 變換 24
2.2 時間膨脹 28
2.3 粒子動力學 30
2.4 能量和動量 31
2.5 矢量和張量 33
2.6 電流與密度 38
2.7 電動力學 40
2.8 能量-動量張量 41
2.9 自鏇 44
2.10 相對論流體動力學 46
2.11 相對論的非理想流體 51
2.12 Lorentz 群的錶示 55
2.13 時序和反粒子 59
專題書目 60
參考文獻 61
第二篇廣義相對論
第三章等效原理 65
3.1 等效原理的錶述 65
3.2 引力 68
3.3 g¹º 和¡¸¹º 的關係 70
3.4 Newton 極限 74
3.5 時間膨脹 76
3.6 時間的符號 82
3.7 相對論和慣性的各嚮異性 83
專題書目 85
參考文獻 85
第四章張量分析 87
4.1 廣義協變原理 87
4.2 矢量和張量 89
4.3 張量代數 91
4.4 張量密度 93
4.5 仿射聯絡的變換 95
4.6 協變微分 98
4.7 梯度, 鏇度和散度 101
4.8 正交坐標係中的矢量分析 103
4.9 沿一麯綫的協變微分 104
4.10 電磁類比 106
4.11 p¡形式和外導數 108
參考文獻 113
第五章引力效應 114
5.1 質點力學 114
5.2 電動力學 117
5.3 能量-動量張量 119
5.4 流體動力學和流體靜力學 120
參考文獻 121
第六章麯率 122
6.1 麯率張量的定義 122
6.2 麯率張量的唯一性 124
6.3 沿閉閤麯綫的平行移動 126
6.4 引力與麯綫坐標 128
6.5 協變導數的對易性 130
6.6 R¸¹º· 的代數性質 131
6.7 N 維麯率的描述 133
6.8 Bianchi 恒等式 137
6.9 幾何類比 138
6.10 測地綫的偏離 138
專題書目 139
參考文獻 139
第七章Einstein 場方程 140
7.1 場方程的推導 140
7.2 另一種推導 144
7.3 Brans-Dicke 理論 146
7.4 坐標條件 149
7.5 Cauchy 問題 152
7.6 引力場的能量、動量和角動量 153
專題書目 160
參考文獻 160
第三篇廣義相對論的應用
第八章Einstein 理論的經典檢驗 163
8.1 一般靜態各嚮同性度規 163
8.2 Schwarzschild 解 167
8.3 其它度規 170
8.4 一般運動方程 172
8.5 非束縛軌道: 太陽引起的光綫偏摺 176
8.6 束縛軌道: 近日點的進動 182
8.7 雷達迴波延遲 188
8.8 Schwarzschild 奇性 194
專題書目 195
參考文獻 196
第九章後Newton 天體力學 198
9.1 後Newton 近似 199
9.2 質點和光子的動力學 206
9.3 能量-動量張量 208
9.4 多極場 211
9.5 近日點的進動 215
9.6 軌道陀螺的進動 219
9.7 自鏇進動和Mach 原理 224
9.8 後Newton 流體力學 226
9.9 Brans-Dicke 理論的近似解 229
專題書目 233
參考文獻 234
第十章引力輻射 235
10.1 弱場近似 236
10.2 平麵波 239
10.3 平麵波的能量和動量 242
10.4 引力波的産生 244
10.5 四極輻射 251
10.6 引力輻射的散射和吸收 258
10.7 引力輻射的探測 260
10.8 引力的量子理論 268
10.9 引力場中的引力擾動 272
專題書目 275
參考文獻 277
第十一章星體的平衡和坍縮 279
11.1 星體結構的微分方程 281
11.2 穩定性 286
11.3 Newton 星: 多方球和白矮星 289
11.4 中子星 298
11.5 超大質量星 306
11.6 均勻密度星 311
11.7 與時間有關的球對稱場 315
11.8 共動坐標 318
11.9 引力坍縮 322
專題書目 329
參考文獻 332
第四篇形式發展
第十二章作用量原理 337
12.1 物質的作用量: 一個例子 338
12.2 T¹º 的普遍定義 340
12.3 廣義協變性和能量-動量守恒 342
12.4 引力作用量 344
12.5 標架錶述 345
參考文獻 353
第十三章對稱空間 354
13.1 Killing 矢量 354
13.2 最大對稱空間: 唯一性 360
13.3 最大對稱空間: 構建 364
13.4 最大對稱空間中的張量 371
13.5 具有最大對稱子空間的空間 373
專題書目 382
參考文獻 382
第五篇宇宙學
第十四章宇宙誌 385
14.1 宇宙學原理 387
14.2 Robertson-Walker 度規 389
14.3 紅移 393
14.4 距離的測量 395
14.5 宇宙距離階梯 404
14.6 紅移-距離關係 416
14.7 計數 426
14.8 穩恒態宇宙學 434
專題書目 439
參考文獻 440
第十五章宇宙學: 標準模型 444
15.1 Einstein 方程 445
15.2 宇宙現在的密度和壓強 450
15.3 物質主導期 455
15.4 星係際發射和吸收過程 465
15.5 宇宙微波背景輻射 479
15.6 早期宇宙的熱曆史 500
15.7 氦閤成 516
15.8 星係形成 531
15.9 微小漲落的Newton 理論 540
15.10 微小漲落的廣義相對論性理論 547
15.11 極早期宇宙 556
專題書目 565
參考文獻 567
第十六章宇宙學: 其它模型 579
16.1 樸素模型: Olbers 佯謬 579
16.2 有宇宙學常數的模型 581
16.3 再論穩恒態模型 584
16.4 具有可變引力常數的模型 587
專題書目 598
參考文獻 598
附錄一些有用數據 601
人名索引 606
主題索引 617
譯後記 644
· · · · · · (收起)
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