宇宙学基本原理 内容简介

宇宙早期暴涨引起的原初密度扰动是我们现在观 测到的大尺度结构的种子。对宇宙微波背景辐射的加深入的分析研究有助于我们深刻理解宇宙的演化历 史，同时宇宙暴涨机制的理论模型也对粒子物理基本 理论提出了挑战。另外，天文学家在1998年通过超新 星的观测发现了宇宙现在处于加速膨胀阶段，从而表 明宇宙中存在一种看不见的反引力的、被称为暗能量 的物质；而星系的旋转曲线及宇宙中的引力透镜等观 测结果表明了宇宙中还存在大量的不发光的暗物质。《宇宙学基本原理》同时从物理学和天 文学的角度来理解宇宙学的基本原理，包括了天文学 及物理学中的宇宙学内容，如宇宙学场方程的热力学 对应、距离测量及数据拟合方法、宇宙原初核合成、 密度扰动的自求解方法及增长因子、暴涨宇宙学模型 及原初扰动谱的计算、宇宙微波背景辐射各向异性的 计算、宇宙加速膨胀的超新星观测证据、暗能量参数 化、吸引子解的动力学分析等 本书可以帮助有兴趣的研究者很快进入该领域并 开展高水平的研究工作。

宇宙学基本原理 本书特色

为天文系及物理系的研究生以及想从事宇宙学研究的物理学家及天文学家。可作为研究生及相关科技工作者的基础理论读物，估计学习宇宙学的研究生及从事宇宙学相关研究工作的科研工作者会使用该书。

宇宙学基本原理 目录

前言第1章标准宇宙学模型1.1宇宙学原理1.2牛顿宇宙学1.3罗伯逊-沃克度规1.4弗里德曼方程1.5物质为主的宇宙1.5.1爱因斯坦-德西特宇宙1.5.2开宇宙1.5.3闭宇宙1.6辐射为主的宇宙1.6.1平坦宇宙1.6.2开宇宙1.6.3闭宇宙1.7含有宇宙学常数的模型1.7.1静态宇宙1.7.2德西特宇宙1.7.3勒梅特模型1.7.4爱丁顿-勒梅特模型1.8视界及宇宙热力学第2章观测宇宙学2.1宇宙学红移2.2距离-红移关系2.3微波背景辐射2.4距离测量2.4.1三角视差2.4.2星团视差2.4.3视光度2.4.4土利-费什尔方法2.5哈勃常数2.5.1Ia型超新星2.5.2哈勃空间望远镜重点计划2.6宇宙年龄2.6.1放射性元素的年龄2.6.2宇宙的年龄2.7宇宙中物质的密度及暗物质2.8星际吸收2.8.1冈-皮特森效应2.8.2AP检验2.9x2拟合方法与边缘化方法2.9.1边缘化方法2.9.2MINUIT程序代码第3章宇宙的热历史3.1平衡态热力学3.2宇宙热历史3.2.1中微子温度及物质—辐射相等3.2.2重结合及退耦3.3原初核合成3.3.1原子核统计平衡3.3.2初始条件3.3.3轻元素的合成第4章宇宙学微扰理论4.1金斯理论4.2牛顿理论中的线性微扰动力学4.3辐射为主时期的密度扰动4.4自求解方法4.5增长因子4.6微扰的非线性演化4.6.1临界密度4.6.2质量函数4.7相对论微扰理论4.7.1张量的分解4.7.2度规的标量扰动4.7.3共形牛顿规范下的标量微扰4.7.4同步规范下的标量扰动4.7.5规范变换4.7.6张量扰动第5章暴涨宇宙学5.1标准宇宙学中的困难5.1.1视界问题5.1.2平坦性问题5.2标量场模型5.2.1重新加热5.2.2幂次势5.2.3小暴涨势5.2.4幂次暴涨5.3标量场的量子微扰5.4引力场的量子微扰第6章宇宙微波背景辐射6.1温度各向异性6.1.1偶极矩6.1.2萨克斯一沃尔夫效应6.1.3非高斯性6.2玻尔兹曼方程6.2.1光子的玻尔兹曼方程6.2.2张量微扰6.2.3中微子玻尔兹曼方程6.2.4递推方程6.2.5冷暗物质的玻尔兹曼方程6.3超视界密度扰动与初始条件6.3.1超视界冷暗物质的密度扰动6.3.2大尺度各向异性6.4紧耦合极限6.5沿视线积分方法6.6微波背景辐射的极化6.6.1斯托克斯参数6.6.2CMB极化6.6.3汤姆孙散射6.7张量微扰的玻尔兹曼方程6.7.1全角动量方法6.7.2积分解第7章暗能量模型7.1暗能量的观测证据7.1.1超新星与标准烛光7.1.2超新星观测结果7.2暗能量的参数化7.3标量场模型7.3.1标度解7.3.2追踪解及物态方程参数的演化速度7.3.3瓦解模型的近似解7.4动力学分析7.5*一般的标量场追踪解7.6全息暗能量模型7.7契浦利金气体模型参考文献索引

宇宙学基本原理 作者简介

龚云贵，华中科技大学，教授，长期从事粒子物理及宇宙学的研究工作