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本书是引力波领域国内外广泛使用的教材和参考书之一。本书回顾了引力波的理论基础广义相对论，介绍了引力波的传播及其物理性质，阐述了引力波的产生和波形的计算方法（包括四极矩公式、后牛顿近似、微扰法和数值相对论）。本书介绍了引力波天文学和宇宙学中的各类波源、引力波的探测原理和不同频段的探测器，以及探测器的数据分析中所涉及的数理统计学理论和方法。结束语部分展望了引力波天文学的前景及其重要意义。书中包含许多例题，以阐述正文中的特定知识点，或者补充额外的技术细节。大部分章节的末尾包含了一定量的习题以及简短的参考文献列表，以方便读者进一步加深所学内容。书末包含两个附录和一个中英文名词索引。

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  中文版序言
  序言
  例题列表
  介绍
  第1章 引言 1
  1 1 牛顿引力中的潮汐力 1
  1 2 相对论 6
  第2章 广义相对论简要回顾 8
  2 1 微分几何 8
  2 1 1 坐标和距离 8
  2 1 2 矢量 11
  2 1 3 联络 12
  2 1 4 测地线 20
  2 1 5 曲率 21
  2 1 6 测地偏离 26
  2 1 7 里奇张量和爱因斯坦张量 27
  2 2 弱引力场中的低速运动 28
  2 3 能量-动量张量 30
  2 3 1 理想流体 31
  2 3 2 电磁学 33
  2 4 爱因斯坦场方程 34
  2 5 广义相对论的牛顿极限 35
  2 5 1 线性化引力 35
  2 5 2 牛顿极限 38
  2 5 3 高速运动 39
  2 6 习题 40
  参考文献 42
  第3章 引力波 43
  3 1 引力波的描述 43
  3 1 1 引力波的传播 49
  3 2 引力波的物理性质 51
  3 2 1 引力波的效应 51
  3 2 2 引力波携带的能量 60
  3 3 引力辐射的产生 62
  3 3 1 远场和近场解 62
  3 3 2 引力辐射的光度 67
  3 3 3 辐射反作用 71
  3 3 4 引力辐射携带的角动量 72
  3 4 示范：转动的三轴椭球体 72
  3 5 示范：轨道双星系统 77
  3 6 习题 83
  参考文献 87
  第4章 超越牛顿极限 89
  4 1 后牛顿理论 89
  4 1 1 点粒子系统 96
  4 1 2 两体后牛顿运动 102
  4 1 3 双星旋近的高阶后牛顿波形 107
  4 2 弯曲背景的扰动 108
  4 2 1 宇宙学时空中的引力波 113
  4 2 2 黑洞微扰 116
  4 3 数值相对论 123
  4 3 1 Arnowitt-Deser-Misner(ADM)形式 123
  4 3 2 坐标选择 132
  4 3 3 初始数据 134
  4 3 4 引力波的提取 136
  4 3 5 物质 136
  4 3 6 数值方法 137
  4 4 习题 137
  参考文献 139
  第5章 引力辐射源 141
  5 1 连续引力波源 142
  5 2 引力波暴的源 147
  5 2 1 并合中的双星 147
  5 2 2 引力坍缩 153
  5 2 3 宇宙弦尖点暴 157
  5 2 4 其他暴发源 158
  5 3 随机引力波背景源 158
  5 3 1 宇宙学背景 160
  5 3 2 天体物理学背景 176
  5 4 习题 179
  参考文献 180
  第6章 引力波探测器 182
  6 1 地基激光干涉仪探测器 183
  6 1 1 光学注释 186
  6 1 2 法布里-珀罗腔 190
  6 1 3 迈克耳孙干涉仪 194
  6 1 4 功率回收 197
  6 1 5 读出 199
  6 1 6 初始LIGO探测器的频率响应 204
  6 1 7 传感器噪声 209
  6 1 8 环境噪声源 212
  6 1 9 控制系统 221
  6 1 10 干涉仪探测器的引力波响应 223
  6 1 11 第二代地基干涉仪(及未来) 226
  6 2 空基探测器 232
  6 2 1 航天器追踪 232
  6 2 2 LISA 233
  6 2 3 十分之一赫兹实验 236
  6 3 脉冲星计时实验 237
  6 4 共振质量探测器 240
  6 5 习题 245
  参考文献 247
  第7章 引力波数据分析 249
  7 1 随机过程 249
  7 1 1 功率谱 250
  7 1 2 高斯噪声 253
  7 2 最优探测统计量 255
  7 2 1 贝叶斯定理 255
  7 2 2 匹配滤波器 256
  7 2 3 未知的匹配滤波器参数 257
  7 2 4 匹配滤波器的统计性质 258
  7 2 5 到达时间未知的匹配滤波器 260
  7 2 6 匹配滤波器的模板库 261
  7 3 参数估计 265
  7 3 1 测量精度 265
  7 3 2 参数估计中的系统误差 268
  7 3 3 置信区间 270
  7 4 建模不佳信号的探测统计量 272
  7 5 非高斯噪声探测 274
  7 6 引力波探测器网络 276
  7 6 1 同一地点且相互平行的探测器 276
  7 6 2 一般探测器网络 278
  7 6 3 探测器网络的时频过剩功率法 281
  7 6 4 引力波暴的空间定位 282
  7 7 连续波源的数据分析方法 285
  7 7 1 已知孤立脉冲星引力波的搜索 286
  7 7 2 未知脉冲星引力波的全天搜索 294
  7 8 引力波暴的数据分析方法 295
  7 8 1 致密双星并合源的搜索 295
  7 8 2 建模不佳的暴发源的搜索 309
  7 9 随机源的数据分析方法 310
  7 9 1 随机引力波点源 320
  7 10 习题 321
  参考文献 322
  第8章 结束语：引力波天文学和天体物理学 324
  8 1 基础物理 324
  8 2 天体物理 325
  参考文献 327
  附录 A 引力波探测器数据 328
  A 1 引力波探测器台站数据 328
  A 2 理想化的初始LIGO模型 331
  参考文献 334
  附录B 后牛顿双星旋近波形 335
  B 1 TaylorT1轨道演化 338
  B 2 TaylorT2轨道演化 338
  B 3 TaylorT3轨道演化 339
  B 4 TaylorT4轨道演化 340
  B 5 TaylorF2稳相 341
  参考文献 341
  索引 342
  译后记 349