宇宙學導論

目錄
前言
第1章 引言 1
第2章 大爆炸宇宙學 5
2.1 宇宙學思想簡史 6
2.2 宇宙學觀測概述 9
2.2.1 可見光 10
2.2.2 其他波段 14
2.2.3 均勻性和各向同性 15
2.3 宇宙的組成 16
2.3.1 宇宙中的粒子 16
2.3.2 宇宙中的物質(zhì)成分 17
2.4 熱大爆炸宇宙論的不足 22
2.5 宇宙演化簡史 23
第3章 牛頓宇宙學 26
3.1 勢能理論 26
3.2 宇宙動力學 30
第4章 標準宇宙學基礎(chǔ) 36
4.1 時空度規(guī) 36
4.2 運動學 39
4.2.1 紅移 39
4.2.2 膨脹定律 43
4.2.3 膨脹的本質(zhì) 46
4.3 動力學 47
4.3.1 引力場方程導論 48
4.3.2 弗里德曼方程 49
4.3.3 宇宙密度參量 51
4.3.4 弗里德曼方程的解 58
4.3.5 宇宙的幾何 69
4.3.6 觀測宇宙及其視界 77
4.3.7 暗能量 82
4.4 經(jīng)典宇宙學 92
4.4.1 宇宙學中的距離測量 92
4.4.2 宇宙回看時間和年齡 98
第5章 暴脹宇宙學 103
5.1 基本概念 103
5.2 條件 105
5.3 動力學 106
5.4 大爆炸宇宙學中的難解之謎 108
5.4.1 平坦性問題 108
5.4.2 暴脹的程度 111
5.4.3 視界問題 111
5.4.4 殘留粒子豐度——磁單極子 113
5.4.5 密度擾動 113
第6章 宇宙微波背景輻射 116
6.1 輻射物理 116
6.2 微波背景的性質(zhì) 118
6.3 光子與重子的比率 120
6.4 微波背景的起源 120
第7章 宇宙中微子 125
7.1 無質(zhì)量的情況 125
7.2 有質(zhì)量中微子 127
第8章 早期宇宙 131
8.1 熱歷史 131
8.2 核合成：輕元素的形成 136
8.2.1 氫和氦 136
8.2.2 輕元素豐度的觀測 139
8.2.3 核合成與退耦的對比 140
第9章 宇宙的創(chuàng)生 142
9.1 初始奇點 142
9.2 量子宇宙學（選學） 144
部分習題答案 151
參考書目、文獻和網(wǎng)絡(luò)資源 156