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绪论 1

第1章 广义相对论的物理基础 5

1.1 狭义相对论的成就与困难 5

1.2 等效原理与广义相对性原理 10

1.3 对新理论的构想 14

习题 15

第2章 黎曼几何与张量分析 16

2.1 狭义相对论中的张量 16

2.2 广义相对论中的张量 18

2.3 张量代数 21

2.4 平移与联络 23

2.5 协变微商 25

2.6 测地线与仿射参量 26

2.7 曲率与挠率 28

2.8 度规张量 31

2.9 克里斯多菲符号 34

2.10 短程线 36

2.11 黎曼空间的曲率张量 37

2.12 几个重要的运算 41

习题 42

第3章 爱因斯坦场方程与时空的基本理论 44

3.1 广义相对论中的时间与空间 44

3.2 同时的传递性 49

3.3 场方程与运动方程 51

3.4 运动方程的导出及其牛顿近似 55

3.5 广义相对论中的力学和电磁学方程 60

3.6 场方程的牛顿近似 65

3.7 坐标条件与边界条件 66

习题 70

第4章 广义相对论的实验验证 72

4.1 史瓦西解 72

4.2 史瓦西时空的坐标量和固有量 76

4.3 测量及测量的比较 78

4.4 引力红移 84

4.5 史瓦西时空中的运动方程 89

4.6 水星近日点的进动 92

4.7 光线偏折 95

4.8 若干引力实验简介 99

习题 101

第5章 引力波初步 102

5.1 平面引力波 102

5.2 引力场的能量 106

5.3 引力辐射能 108

5.4 脉冲双星的引力辐射 112

5.5 引力四极共振 115

5.6 引力波的探测 118

习题 121

第6章 黑洞物理入门 122

6.1 史瓦西黑洞 122

6.2 克鲁斯卡时空和彭若斯图 128

6.3 克尔-纽曼黑洞 133

6.4 黑洞的非热效应 140

6.5 黑洞的热性质 145

6.6 霍金辐射的证明 150

习题 157

第7章 字宙学简介 159

7.1 相对论宇宙学的进展 159

7.2 运动学宇宙论 164

7.3 动力学宇宙论 168

7.4 极早期宇宙 172

7.5 暴涨模型 175

7.6 关于宇宙学的评注 180

7.7 时空隧道 184

7.8 时间机器 189

习题 191

第8章 时空理论若干问题探讨 192

8.1 惯性的起源 192

8.2 时间尺度变换的补偿效应 196

8.3 黑洞的定义 200

8.4 动力学黑洞的热辐射 205

8.5 信息疑难 210

8.6 奇性疑难 216

8.7 时间的性质 223

8.8 时间的测量 227

参考文献 233