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第1章　Newton引力理论1

1.1　万有引力定律1

1.2　平方反比定律的检验5

1.3　引力势9

1.4　引力多极　太阳的四极矩12

1.5　惯性质量与引力质量的等效16

1.6　mG与mI等效的经验证据18

1.7　关于第五种力的推测26

1.8　潮汐力29

1.9　潮汐场作为引力的局域测量33

推荐读物41

参考文献43

习题48

第2章　狭义相对论的形式论52

2.1 时空结构53

2.2　时空中的张量57

2.3　张量场64

2.4　能量－动量张量65

2.5　相对论电动力学70

2.6　微分形式和外微积分75

2.7　局域场与超距作用87

推荐读物91

参考文献94

习题95

第3章　线性近似102

3.1　电磁学的例子102

3.2　引力的线性场方程109

3.3　引力与物质的相互作用114

3.4　变分原理与运动方程117

3.5　非相对论极限与Newton理论122

3.6　几何解释　弯曲时空126

推荐读物133

参考文献134

习题134

第4章　线性近似的应用136

4.1　球状质量的场136

4.2　引力的时间膨胀138

4.3　光的偏折145

4.4　光的延迟150

4.5　引力透镜155

4.6　引力透镜光学162

4.7　转动质量的场　Lense-Thirring效应168

推荐读物174

参考文献175

习题178

第5章　引力波185

5.1 平面波186

5.2　引力辐射的发射193

5.3　振动四极子的发射197

5.4　转动四极子的发射200

5.5　引力辐射暴的发射205

5.6 四极探测器及其截面209

5.7　引力辐射探测器的实验213

推荐读物224

参考文献225

习题226

第6章　Riemann几何231

6.1　广义坐标与张量233

6.2　平行移动　协变导数236

6.3　测地方程241

6.4　度规张量245

6.5 Riemann曲率张量253

6.6　测地线偏离和潮汐力259

6.7　弯曲空间的微分形式262

6.8　时空的等度规　Killing矢量267

推荐读物273

参考文献275

习题275

第7章　Einstein引力理论282

7.1　广义协变性和不变性283

7.2　Einstein场方程289

7.3　Einstein场方程的另一导出 宇宙学项293

7.4　Schwarzschild解297

7.5　Birkhoff定理303

7.6　行星运动　近日点进动305

7.7　光的传播　红移311

7.8　测地进动314

7.9　Mach原理322

推荐读物324

参考文献327

习题329

第8章　黑洞和引力坍缩335

8.1　奇点和伪奇点336

8.2　黑洞及其视界340

8.3　最大Schwarzschild几何344

8.4　Kerr解和Reissner-Nordstr？m解352

8.5　旋转黑洞的视界和奇点356

8.6　最大Kerr几何363

8.7　黑洞热力学　Hawking过程370

8.8　引力坍缩和黑洞的形成376

8.9　寻找黑洞382

推荐读物386

参考文献389

习题391

第9章　宇宙学394

9.1　宇宙的大尺度结构395

9.2　宇宙距离400

9.3　宇宙学红移　Hubble定律405

9.4　宇宙的年龄410

9.5　宇宙热辐射413

9.6　质量密度　暗物质415

9.7　共动坐标　Robertson-Walker几何419

9.8　Friedmann模型427

9.9　空虚的Lema？tre模型433

9.10　光的传播　粒子视界437

9.11　理论与观测的比较441

推荐读物446

参考文献448

习题451

第10章　早期宇宙455

10.1　早期宇宙的温度456

10.2　热平衡中的粒子461

10.3　中微子退耦466

10.4　核合成　原初氦丰度468

10.5　密度扰动　Jeans质量473

10.6　暴胀模型480

推荐读物485

参考文献487

习题488

附录490

A.1 粒子系统的Lagrange方程490

A.2 场的Lagrange方程492

A.3　能量－动量张量495

A.4　Einstein方程的变分原理499

推荐读物502

偶数习题答案503