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内容大纲
广义相对论是爱因斯坦关于引力和时空的理论。一百余年前，爱因斯坦发展了引力的相对论性理论，颠覆了人们对于时间和空间的认识。广义相对论被公认为经典物理中最优美的理论，既有深邃的物理思想，也有美妙的数学结构。经过一百多年的发展，广义相对论被应用到物理学中的诸多领域，特别是在天体物理和宇宙学中发挥着核心的作用。随着近年来对广义相对论所预言的引力波的直接观测，利用引力波研究各种天体物理和宇宙学问题将是物理学研究的重要方向。
陈斌编著的《广义相对论》基于微分几何的语言对广义相对论进行了深入浅出的介绍，内容不仅包括狭义相对论、微分几何基础、爱因斯坦方程、球对称史瓦西时空、克尔时空、黑洞物理、线性化引力、引力波和宇宙学等传统广义相对论的基本知识，也包括了一些广义相对论的高级专题，如作用量原理、能量条件、雷乔杜里方程和黑洞的一般性讨论等。
本书适合作为物理学相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可以供科研工作者参考。 -
作者介绍
陈斌，1992年毕业于中国科技大学近代物理系，1997年在中科院理论物理研究所获得理学博士学位，其后在日本、意大利等国从事博士后研究。2005年进入北京大学物理学院理论物理所工作，现为北京大学物理学院博雅教授、博士生导师。2008年获教育部新世纪人才计划支持，2013年获国家自然科学基金杰出青年基金支持。主要从事弦理论、量子场论和宇宙学的研究，发表论文120多篇。在北京大学物理学院讲授“广义相对论”“量子力学”“量子场论专题”“弦理论导论”等本科及研究生课程。 -
目录
第一章 狭义相对论
§1.1 狭义相对论的几何诠释
§1.2 狭义相对论中的运动学
§1.3 观测者和观测
附录1.1 洛伦兹群的进一步介绍
习题
第二章 狭义相对论中的张量运算
§2.1 矢量
§2.2 对偶矢量
§2.3 张量
§2.4 张量运算
§2.5 狭义相对论中的理想流体
习题
第三章 电动力学和狭义相对论
§3.1 麦克斯韦方程
§3.2 磁性的相对论解释
§3.3 托马斯进动
§3.4 电磁场的作用量原理
§3.5 电磁辐射
附录3.1 狭义相对论简史
习题
第四章 引力与几何
§4.1 牛顿引力与相对论原理的不相容性
§4.2 弱等效原理
§4.3 爱因斯坦等效原理
§4.4 引力红移
§4.5 全球定位系统(GPs)中的相对论修正
§4.6 引力与几何
习题
第五章 弯曲时空基础——流形
§5.1 流形
§5.2 切空间和余切空间
§5.3 张量
§5.4 度规张量场
§5.5 非坐标基
§5.6 张量密度
§5.7 微分形式
习题
第六章 联络与测地线
§6.1 协变导数和仿射联络
§6.2 平行移动
§6.3 测地线
§6.4 李导数
§6.5 费米一沃克尔移动
§6.6 匀加速观测者参考系
§6.7 转动参考系
习题
第七章 曲率
§7.1 曲率张量
§7.2 基灵矢量
§7.3 最大对称空间
§7.4 自旋联络
附录7.1 内禀曲率和外曲率
习题
第八章 爱因斯坦方程
§8.1 测地偏离和引潮力
§8.2 爱因斯坦方程
§8.3 弱场近似
§8.4 等效原理回顾
§8.5 爱因斯坦方程的一般性讨论
§8.6 作用量原理
§8.7 广义相对论的修改理论
§8.8 能量条件
§8.9 类时测地线的雷乔杜里方程
§8.10 零测地线的雷乔杜里方程
§8.11 共轭点
§8.12 初值问题
§8.13 因果性
习题
第九章 球对称史瓦西解
§9.1 稳态和静态时空
§9.2 伯克霍夫定理
§9.3 史瓦西时空中的测地线
§9.4 广义相对论的经典实验检验
§9.5 测地进动
§9.6 相对论性天体物理
附录9.1 弗罗贝尼乌斯定理及其应用
习题
第十章 史瓦西黑洞
§10.1 史瓦西黑洞
§10.2 最大延拓史瓦西时空
§10.3 黑洞的形成
§10.4 星体内部的球对称几何
§10.5 瓦迪亚时空
§10.6 黑洞的观测
习题
第十一章 黑洞的一般性讨论
§11.1 彭罗斯一卡特图
§11.2 事件视界
§11.3 零超曲面
§11.4 基灵视界
§11.5 表面引力的物理意义
§11.6 任德勒时空
§11.7 表面引力与霍金温度
§11.8 表观视界
§11.9 奇点定理
习题
第十二章 带电球对称黑洞
§12.1 赖斯纳努德斯特伦时空
§12.2 RN时空中的解析延拓
§12.3 粒子的运动
§12.4 RN时空中的虫洞
§12.5 极端RN黑洞
习题
第十三章 克尔黑洞
§13.1 弱场近似下转动物体的时空几何
§13.2 引磁场的物理效应
§13.3 克尔几何
附录13.1 纽曼一彭罗斯零标架
习题
第十四章 黑洞力学
§14.1 能量和角动量
§14.2 黑洞的热力学
习题
第十五章 引力波
§15.1 真空中的引力波
§15.2 扰动的一般性讨论
§15.3 引力辐射
§15.4 引力辐射的能动张量
§15.5 引力辐射的能量损耗
§15.6 引力波探测
附录15.1 共振探测器以及引力波的能量
附录15.2 彼得罗夫分类
习题
第十六章 宇宙学初步
§16.1 爱因斯坦的宇宙学原理
§16.2 FRW宇宙
§16.3 FRW宇宙中的测地线和引力红移
§16.4 FRW方程
§16.5 宇宙的演化
§16.6 宇宙的年龄
§16.7 距离与红移
§16.8 视界
§16.9 宇宙学的深入探讨
附录16.1 德西特时空和反德西特时空
习题
参考文献
名词索引
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