本书全面系统地介绍了现代引力理论，包括Riemann几何、Einstein引力理论、黑洞与引力坍缩、引力波以及宇宙学等基础和前沿的内容。本书先从线性近似开始，用与电磁学即经典场的类比，渐进地延伸到引力的几何解释和非线性的Einstein场方程，并在线性近似部分就直接讨论光线偏折、光的延迟、引力红移、引力透镜以及引力辐射等现象，这有益于读者更好地洞察引力的物理本质及其与时空几何的联系，而不至被复杂冗长的Riemann几何数学体系影响到对物理现象的深入理解。此外，分布于全书各章节的大量练习题以及各章所附习题，对读者的学习将大有裨益。
本书适合作为天体物理、理论物理及其他相关专业的研究生或本科高年级学生的教材，也可供上述领域的科研工作者参考。
样章试读
目录
- 序
符号说明
第1章 Newton引力理论
1.1 万有引力定律
1.2 平方反比定律的检验
1.3 引力势
1.4 引力多极 太阳的四极矩
1.5 惯性质量与引力质量的等效
1.6 mG与mI等效的经验证据
1.7 关于第五种力的推测
1.8 潮汐力
1.9 潮汐场作为引力的局域测量
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参考文献
习题
第2章 狭义相对论的形式论
2.1 时空结构
2.2 时空中的张量
2.3 张量场
2.4 能量动量张量
2.5 相对论电动力学
2.6 微分形式和外微积分
2.7 局域场与超距作用
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参考文献
习题
第3章 线性近似
3.1 电磁学的例子
3.2 引力的线性场方程
3.3 引力与物质的相互作用
3.4 变分原理与运动方程
3.5 非相对论极限与Newton理论
3.6 几何解释 弯曲时空
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参考文献
习题
第4章 线性近似的应用
4.1 球状质量的场
4.2 引力的时间膨胀
4.3 光的偏折
4.4 光的延迟
4.5 引力透镜
4.6 引力透镜光学
4.7 转动质量的场 Lense-Thirring效应
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参考文献
习题
第5章 引力波
5.1 平面波
5.2 引力辐射的发射
5.3 振动四极子的发射
5.4 转动四极子的发射
5.5 引力辐射暴的发射
5.6 四极探测器及其截面
5.7 引力辐射探测器的实验
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参考文献
习题
第6章 Riemann几何
6.1 广义坐标与张量
6.2 平行移动 协变导数
6.3 测地方程
6.4 度规张量
6.5 Riemann曲率张量
6.6 测地线偏离和潮汐力
6.7 弯曲空间的微分形式
6.8 时空的等度规 Killing矢量
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参考文献
习题
第7章 Einstein引力理论
7.1 广义协变性和不变性
7.2 Einstein场方程
7.3 Einstein场方程的另一导出 宇宙学项
7.4 Schwarzschild解
7.5 Birkhoff定理
7.6 行星运动 近日点进动
7.7 光的传播 红移
7.8 测地进动
7.9 Mach原理
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参考文献
习题
第8章 黑洞和引力坍缩
8.1 奇点和伪奇点
8.2 黑洞及其视界
8.3 最大Schwarzschild几何
8.4 Kerr解和Reissner-Nordstrm解
8.5 旋转黑洞的视界和奇点
8.6 最大Kerr几何
8.7 黑洞热力学 Hawking过程
8.8 引力坍缩和黑洞的形成
8.9 寻找黑洞
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参考文献
习题
第9章 宇宙学
9.1 宇宙的大尺度结构
9.2 宇宙距离
9.3 宇宙学红移 Hubble定律
9.4 宇宙的年龄
9.5 宇宙热辐射
9.6 质量密度 暗物质
9.7 共动坐标 Robertson-Walker几何
9.8 Friedmann模型
9.9 空虚的Lematre模型
9.10 光的传播 粒子视界
9.11 理论与观测的比较
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参考文献
习题
第10章 早期宇宙
10.1 早期宇宙的温度
10.2 热平衡中的粒子
10.3 中微子退耦
10.4 核合成 原初氦丰度
10.5 密度扰动 Jeans质量
10.6 暴胀模型
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参考文献
习题
附录
A.1 粒子系统的Lagrange方程
A.2 场的Lagrange方程
A.3 能量-动量张量
A.4 Einstein方程的变分原理
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偶数习题答案
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