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第一篇　引力理论基础3

第1章 平直时空引力理论3

1.1　万有引力定律3

1.2 牛顿引力势4

1.3　惯性质量和引力质量5

第2章　爱因斯坦引力理论基础8

2.1　等效原理8

2.2　广义协变原理10

2.3　广义相对论中的空间和时间11

2.4　引力场的势19

第3章　引力场方程21

3.1　场方程的建立21

3.2　牛顿极限23

3.3　关于宇宙因子λ的讨论25

3.4　引力场的变分原理29

3.5　引力场中的Maxwell方程32

3.6　物质的运动方程和物质场的能量-动量张量37

3.7　Lie导数和时空的对称性39

3.8　Killing矢量45

3.9　引力场的对称性52

3.10　引力场方程的正交标架形式66

3.11　引力场方程的零标架形式69

3.12　共形Ricci平直理想流体的场方程80

3.13　能量-动量赝张量84

第4章 引力场的分类88

4.1　Petrov分类88

4.2　电磁场的分类89

4.3　引力场的分类93

第二篇　广义相对论宇宙学第1章　宇宙学原理和Robertson-Walker度规99

1.1　宇宙学原理99

1.2　Robertson-Walker度规99

1.3　空间距离和曲率101

1.4　粒子和光子的行为102

第2章　宇宙动力学106

2.1　爱因斯坦场方程106

2.2　弗里德曼宇宙模型107

2.3　宇宙物质的密度和压强109

2.4　宇宙年龄的计算110

2.5　粒子视界和事件视界112

2.6　含有宇宙因子的模型113

2.7　宇宙早期结构和背景辐射115

第3章　其他宇宙模型和奇点定理118

3.1　Bianchi-Ⅰ型宇宙118

3.2　五维Bianehi-Ⅴ型宇宙121

3.3　G？del宇宙123

3.4　六维宇宙124

3.5　Einstein-Kartan宇宙134

3.6　Dirac假设140

3.7　奇点定理140

3.8　暗物质和暗能量141

第三篇　宇宙的暴胀153

第1章　暴胀宇宙模型概述153

1.1　标准（大爆炸）宇宙模型的成就和困难153

1.2　暴胀宇宙模型概述157

第2章　宇宙的暴胀161

2.1　'tHooft-Polyakov磁单极161

2.2　SU（5）大统一理论和有效势163

2.3　由假真空向真真空的跃迁166

2.4　林德（Linde）等的工作171

2.5　量子涨落和密度扰动的演化176

2.6　小结179

第3章　宇宙暴胀的机制180

3.1　关于暴胀的自然退出180

3.2　轴子-伸缩子（axion-dilaton）宇宙的真空涨落186

3.2.1　经典轴子-伸缩子宇宙188

3.2.2　共形标架表述192

3.2.3　标度因子的对偶性197

3.2.4　线性微扰199

3.2.5　前大爆炸谱201

3.2.6　一般的轴子-伸缩子宇宙中的微扰谱206

3.2.7　讨论208

3.3　dilaton宇宙动力学方程的解209

3.3.1　宇宙模型和场方程209

3.3.2　小结219

3.4　dilaton场的稳定性220

3.4.1　指数势的标度解221

3.4.2　超规范子凝聚的标度解223

第4章 关于宇宙的加速膨胀和时空涨落230

4.1　动力学方程230

4.2　宇宙的大破裂233

4.3　Phantom和宇宙的暴胀235

4.4　Phantom宇宙模型中的时空涨落236

4.4.1　时空涨落236

4.4.2　Phantom暗能量宇宙中的引力效应239

4.4.3　Phantom暗能量宇宙的结束245

4.4.4　Phantom暴胀宇宙中的引力效应250

第四篇　量子宇宙学257

第1章　宇宙量子力学257

1.1　量子引力的路径积分表述257

1.2　宇宙动力学方程260

1.3　边界条件262

第2章　宇宙波函数266

2.1　基态波函数的表述266

2.2　半经典近似268

2.3　小超空间模型269

第3章　宇宙结构的起源278

3.1　引言278

3.2　广义相对论的正则形式279

3.3　量子化280

3.4　未受扰动的弗里德曼模型282

3.5　扰动的弗里德曼模型283

3.6　三球上的谐函数287

3.7　作用量和场方程290

3.8　波函数293

3.9　边界条件294

3.10　扰动的增长297

3.11　实验检验299

第4章　虫洞波谱301

4.1　边界条件302

4.2　具有无质量标量场的小超空间模型304

4.3　有质量标量场的小超空间模型307

第5章　没有假真空的开暴胀314

5.1　关于宇宙的暴胀314

5.2　瞬子314

5.3　Ω0的值317

5.4　Ω0的估计319

第6章　Vilenkin的量子宇宙学321

6.1　基本体系321

6.2　边界条件322

6.3　小超空间波函数324

6.4　？T和？H的宇宙学预言329

6.5　扰动超空间331

6.6 开暴胀和人择原理334

第7章　其他量子宇宙学模型341

7.1　有质量标量场模型341

7.2　含暴胀标量场的模型342

7.3　整体转动模型343

7.4　高维模型345

7.5　一个无奇点的宇宙解350

7.6　宇宙的拓扑结构355

7.7　时空泡沫结构和虫洞357

7.8　一个闭合宇宙模型360

7.9　一个具有耦合标量场的模型363

7.10　含有旋量场的模型369

第8章　诱导引力和宇宙模型375

8.1　诱导引力理论375

8.2　虫洞解379

8.3　Hosoya量子化385

8.4　σ模型的宇宙波函数393

第9章　宇宙创生过程的量子特性399

9.1　改进的约束算符400

9.1.1　基本表述400

9.1.2　算符ex？403

9.1.3　约束算符的表达式405

9.2　Wheeler-De Witt理论408

9.2.1　WDW约束和它的通解408

9.2.2　WDW理论的物理410

9.3　圈量子宇宙的解析和数值结果412

第10章　膜宇宙理论417

10.1　宇宙常数和膜宇宙概述417

10.2　Randall-Sundrum膜宇宙模型420

10.2.1 由五维爱因斯坦场方程得到的弗里德曼方程422

10.2.2　导出爱因斯坦场方程的另一个方法424

10.2.3　膜上的慢滚动暴胀426

10.3　含有五维时空标量场的模型429

10.3.1　BPS背景429

10.3.2　de Sitter膜和反de Sitter膜430

10.3.3　五维时空标量场和投影方法431

10.3.4　微调和宇宙加速膨胀434

10.3.5　膜宇宙的演化434

10.3.6　小结435

10.4　静态五维时空中运动的膜435

10.4.1　在AdS-Schwarzschild时空中膜的运动436

10.4.2　运动的膜436

10.5　双膜系统的宇宙学440

10.5.1　低能有效作用量441

10.5.2　观测约束442

10.5.3　宇宙学含义443

10.6　膜碰撞445

10.7　膜宇宙模型中的短程线447

10.8　膜宇宙模型中的零短程线447

10.9　额外维非稳定的情况449

参考文献455

《现代物理基础丛书》已出版书目471