时空的大尺度结构

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2021-03
版次: 1
ISBN: 9787571008321
定价: 128.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
分类: 自然科学
  • 这是一本能代表史蒂芬·霍金本人专业水准的著作,他的几位合作者都推荐过这本书。本书的主题是空间尺度从10-13cm(基本粒子半径)到1028cm的时空结构。全书从精确的理论形式和必要的微分几何背景开始,讨论了时空曲率的意义,考察了爱因斯坦场方程的大量精确解的整体性质,发展了一般时空的因果结构理论,并用于黑洞的研究,证明了系列定理,确立了在一定条件下奇点是必然存在的条件。这本书也是学习广义相对论和微分几何很好的一本参考书。 史蒂芬·霍金(Stephen William Hawking),1942.1.8--2018.3.14,出生于英国牛津,现代最伟大的物理学家之一,著有《时间简史》《大设计》《黑洞不是黑的》等畅销书。

     

    G.F.R.埃利斯(George Francis Rayner Ellis),生于1939年8月,他是南非开普敦大学数学和应用数学系复杂系统杰出教授。

     

    译者介绍:王文浩,清华大学工程物理系教授。 1 引力的角色  (1 )

    2 微分几何  (9 )

    2.1 流形  (9 )

    2.2 向量与张量  (14)

    2.3 流形的映射  (20)

    2.4 外微分与 Lie导数  (22)

    2.5 协变微分与曲率张量  (27)

    2.6 度规  (33)

    2.7 超曲面  (40)

    2.8 体积元与 Gauss定理  (43)

    2.9 纤维丛  (46)

    3 广义相对论  (51)

    3.1 时空流形  (51)

    3.2 物质场  (53)

    3.3 Lagrangian表述

    3.4 场方程

    4 曲率的物理意义  (70)

    4.1 类时曲线  (70)

    4.2 零曲线  (77)

    4.3 能量条件  (79)

    4.4 共轭点  (86)

    4.5 弧长的变分  (92)

    5 精确解  (107)

    5.1 Minkowski时空  (108)

    5.2 deSitter时空与反deSitter时空  (113)

    5.3 Robertson Walker空间  (123)

    5.4 空间均匀的宇宙学模型  (130)

    5.5 Schwarzschild解和 Reissner Nordstro¨m 解  (136)

    5.6 Kerr解  (148)

    5.7 Go¨del宇宙  (154)

    5.8 Taub NUT 空间  (156)

    5.9 其他精确解  (163)

    6 因果结构  (165)

    6.1 可定向性  (166)

    6.2 因果曲线  (167)

    6.3 非时序边界  (171)

    6.4 因果性条件  (174)

    6.5 Cauchy发展

    6.6 整体双曲性

    6.7 测地线的存在性  (197)

    6.8 时空的因果边界  (202)

    6.9 渐近简单空间  (206)

    7 广义相对论中的 Cauchy问题 (211)

    7.1 问题的本质  (212)

    7.2 约化 Einstein方程  (213)

    7.3 初始数据  (215)

    7.4 二阶双曲型方程  (217)

    7.5 虚空空间 Einstein方程的发展的存在性和唯一性  (227)

    7.6 最大发展和稳定性  (232)

    7.7 有物质的 Einstein方程  (238)

    8 时空奇点  (240)

    8.1 奇点的定义  (240)

    8.2 奇点定理  (244)

    8.3 奇点的描述  (258)

    8.4 奇点特征  (266)

    8.5 禁闭不完备性  (270)

    9 引力坍缩与黑洞  (280)

    9.1 恒星的坍缩  (280)

    9.2 黑洞  (288)

    9.3 黑洞的终态  (303)

    10 宇宙的初始奇点 (328)

    10.1 宇宙的膨胀 (328)

    10.2奇点的本性及其意义 (339)

    附录 A

    PeterSimonLaplace论文的译文(343)

    附录 B

    球对称解与 Birkhoff定理 (347)

    参考文献(351)

    符号说明(365)

    名词索引(369)
  • 内容简介:
    这是一本能代表史蒂芬·霍金本人专业水准的著作,他的几位合作者都推荐过这本书。本书的主题是空间尺度从10-13cm(基本粒子半径)到1028cm的时空结构。全书从精确的理论形式和必要的微分几何背景开始,讨论了时空曲率的意义,考察了爱因斯坦场方程的大量精确解的整体性质,发展了一般时空的因果结构理论,并用于黑洞的研究,证明了系列定理,确立了在一定条件下奇点是必然存在的条件。这本书也是学习广义相对论和微分几何很好的一本参考书。
  • 作者简介:
    史蒂芬·霍金(Stephen William Hawking),1942.1.8--2018.3.14,出生于英国牛津,现代最伟大的物理学家之一,著有《时间简史》《大设计》《黑洞不是黑的》等畅销书。

     

    G.F.R.埃利斯(George Francis Rayner Ellis),生于1939年8月,他是南非开普敦大学数学和应用数学系复杂系统杰出教授。

     

    译者介绍:王文浩,清华大学工程物理系教授。
  • 目录:
    1 引力的角色  (1 )

    2 微分几何  (9 )

    2.1 流形  (9 )

    2.2 向量与张量  (14)

    2.3 流形的映射  (20)

    2.4 外微分与 Lie导数  (22)

    2.5 协变微分与曲率张量  (27)

    2.6 度规  (33)

    2.7 超曲面  (40)

    2.8 体积元与 Gauss定理  (43)

    2.9 纤维丛  (46)

    3 广义相对论  (51)

    3.1 时空流形  (51)

    3.2 物质场  (53)

    3.3 Lagrangian表述

    3.4 场方程

    4 曲率的物理意义  (70)

    4.1 类时曲线  (70)

    4.2 零曲线  (77)

    4.3 能量条件  (79)

    4.4 共轭点  (86)

    4.5 弧长的变分  (92)

    5 精确解  (107)

    5.1 Minkowski时空  (108)

    5.2 deSitter时空与反deSitter时空  (113)

    5.3 Robertson Walker空间  (123)

    5.4 空间均匀的宇宙学模型  (130)

    5.5 Schwarzschild解和 Reissner Nordstro¨m 解  (136)

    5.6 Kerr解  (148)

    5.7 Go¨del宇宙  (154)

    5.8 Taub NUT 空间  (156)

    5.9 其他精确解  (163)

    6 因果结构  (165)

    6.1 可定向性  (166)

    6.2 因果曲线  (167)

    6.3 非时序边界  (171)

    6.4 因果性条件  (174)

    6.5 Cauchy发展

    6.6 整体双曲性

    6.7 测地线的存在性  (197)

    6.8 时空的因果边界  (202)

    6.9 渐近简单空间  (206)

    7 广义相对论中的 Cauchy问题 (211)

    7.1 问题的本质  (212)

    7.2 约化 Einstein方程  (213)

    7.3 初始数据  (215)

    7.4 二阶双曲型方程  (217)

    7.5 虚空空间 Einstein方程的发展的存在性和唯一性  (227)

    7.6 最大发展和稳定性  (232)

    7.7 有物质的 Einstein方程  (238)

    8 时空奇点  (240)

    8.1 奇点的定义  (240)

    8.2 奇点定理  (244)

    8.3 奇点的描述  (258)

    8.4 奇点特征  (266)

    8.5 禁闭不完备性  (270)

    9 引力坍缩与黑洞  (280)

    9.1 恒星的坍缩  (280)

    9.2 黑洞  (288)

    9.3 黑洞的终态  (303)

    10 宇宙的初始奇点 (328)

    10.1 宇宙的膨胀 (328)

    10.2奇点的本性及其意义 (339)

    附录 A

    PeterSimonLaplace论文的译文(343)

    附录 B

    球对称解与 Birkhoff定理 (347)

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    符号说明(365)

    名词索引(369)
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