宇宙学基本原理.pdf

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书籍描述

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《宇宙学基本原理》讲述了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更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。

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爱丁顿一勒梅特模型
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距离一红移关系
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冈一皮特森效应
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
2.9.2MINUI工程序代码
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—敷设相等
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—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最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

文摘
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内容简介
主要内容包括:大爆炸标准模型、天文观测结果、宇宙的热演化历史、宇宙学微扰理论、暴涨宇宙学模型、宇宙微波背景辐射、暗能量模型等。重点阐述宇宙的演化过程、原初轻元素的合成、宇宙中的距离测量及数据拟合方法、宇宙中的物质密度扰动、暴涨宇宙学模型及原初扰动谱的计算、宇宙微波背景辐射的各向异性的计算、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。该书的特点是融入了该领域的最新研究成果、同时从物理学和天文学的角度来理解宇宙学的基本原理、可以帮助有兴趣的研究者(天文学家或者物理学家)很快进入该领域并开展高水平的研究工作。可作为致力于宇宙学研究的科技工作者及研究生的基础理论读物。

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