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刘辽，赵峥 著

图书标签:

• 物理学
• 广义相对论
• 引力
• 时空
• 宇宙学
• 黑洞
• 爱因斯坦
• 理论物理
• 相对论
• 天体物理学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040144307

版次：2

商品编码：10404624

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-09-01

用纸：胶版纸

页数：395

内容简介

　　 《广义相对论》第一版是刘辽教授根据多年来在北京师范大学物理系讲授“广义相对论”课程的经验，在《广义相对论》讲义的基础上整理、撰写而成的，《广义相对论》第二版由刘辽教授和赵峥教授修订而成，新版改正了原版中不少错误并增添了一些新内容。
《广义相对论》是广义相对论的入门书，内容叙述深入浅出，详尽全面，材料的选择比较恰当，不少篇幅吸收了广义相对论一些经典著作的若干精华，并吸收了近年来有关领域的新成果。内容包括：广义相对论的物理基础、黎曼空间的张量运算、爱因斯坦引力场方程和引力场的能量表述、引力辐射、Kruskal度规、致密物质和致密星、黑洞物理、宇宙学。
《广义相对论》可作为我国高等学校理工科高年级大学生、研究生的广义相对论课程的教学用书，也可供有关的科学研究人员、教师参考。

目录

序言
第一章 广义相对论的物理基础
§1.1 牛顿引力理论的成就和困难
§1.2 等效原理和广义相对性原理
§1.3 广义相对论的空间与时间
§1.4 引力场中自由粒子的运动方程
§1.5 引力场的势
§1.6 引力场中的光速
§1.7 引力场中运动标准钟的速率
附录A 引力常数G的测定
附录B 转盘上的非欧几里得几何
第二章 黎曼空间的张量运算
§2.1 度量空间的基本概念
§2.2 张量代数
§2.3 联络空间
§2.4 张量分析——协变微商
§2.5 黎曼空间的积分公式
§2.6 黎曼空间的曲率张量
§2.7 局部惯性系与测量问题
§2.8 引力场的影响
第三章 爱因斯坦引力场方程和引力场的能量表述
§3.1 引力场方程的建立
§3.2 引力场方程的几点讨论
§3.3 引力场方程的弱场线性近似 能量条件
§3.4 马赫原理
§3.5 广义相对论的拉格朗曰表谜和哈密顿表述
附录C 求Gibbons—Hawking表面项（边界项）
§3.6 正交标架
§3.7 引力场的能量
第四章 引力辐射
§4.1 平面引力波
§4.2 引力辐射能
§4.3 引力波的探测
第五章 真空球对称引力场和爱因斯坦引力理论的经典实验验证
§5.1 球对称度规
§5.2 Sehwarzschnd外部解
§5.3 广义相对论的实验验证
第六章 Kruskal度规
§6.1 Lemaitre度规
§6.2 Kruskal度规
第七章 致密物质和致密星
§7.1 预备知识
§7.2 费米分布和玻色分布
§7.3 非相对论性简并费米气体
§7.4 极端相对论性费米气体
§7.5 简并玻色气体
§7.6 完全简并理想电子气
§7.7 物质的中子化
§7.8 完全简并理想中子气
§7.9 完全简并非理想气体状态方程
§7.10 理想流体的SchwarZSChild内解和星体结构方程（Tolman—Oppenheimer—Volkoff方程）
§7.11 星体的内能
§7.12 多方球（polytrop）
§7.13 白矮星
§7.14 中子星
第八章 黑洞物理
§8.1 静态荷电球外部解 Reissner—Nordstr6m度规
§8.2 Kerr-Newman度规
§8.3 静界事件视界和能层
§8.4 Kerr度规的奇异性
§8.5 Kerr度规中的类时测地线和类光测地线
§8.6 Penrose图和时空流形的最大解析区与最高完备性
§8.7 描述黑洞的参量
§8.8 Hawking面积不减定理
§8.9 黑洞热力学
§8.10 StarObinsky—Unruh过程
§8.11 Hawking辐射（蒸发）
附录D 盒子与黑洞的结合能
第九章 宇宙论
§9.1 宇宙学原理和R—W度规
§9.2 运动学宇宙论
§9.3 标准模型
§9.4 射电星系计数
§9.5 微波背景辐射
§9.6 早期宇宙热历史
§9.7 早期宇宙中元素的合成
§9.8 极早期宇宙
§9.9 其他宇宙模型

宇宙织锦的奥秘：从星辰大海到时空涟漪 想象一下，我们置身于一片无垠的黑暗之中，头顶点缀着亿万颗闪烁的星辰。它们并非孤立的存在，而是以某种我们肉眼难以捉摸的方式，相互牵引，编织着一张巨大而精密的宇宙之网。这张网，我们称之为时空。而我们赖以生存的行星，以及那壮丽的星系，不过是这张网上的微小节点，在其中缓缓舞蹈。 本书旨在带领您踏上一场跨越时空的探索之旅，揭开宇宙最深刻的秘密，领略自然法则的磅礴之美。我们将暂别日常生活中习以为常的牛顿力学，深入探索一个更为宏大、更为精妙的物理图景。在这里，引力不再仅仅是苹果落地的那股推力，而是宇宙织锦本身在物质和能量影响下发生的弯曲与变形。 首先，我们将从对空间和时间的传统认知出发。从古希腊哲学家们对宇宙本源的思考，到伽利略对运动的精确描述，再到牛顿以万有引力定律统一天体与地面运动的伟大成就，我们回顾人类理解宇宙的漫长历程。这些奠基性的思想，如同点亮黑暗的火炬，为我们认识宇宙提供了最初的框架。然而，随着观测的深入和理论的演进，我们发现，当物质的密度极大、速度接近光速时，牛顿的描述便显得捉襟见肘。 于是，我们将目光转向20世纪初革命性的思想浪潮。在这个时期，爱因斯坦以其非凡的洞察力，提出了一个新的宇宙观。他认为，空间和时间并非独立存在、相互无关的静态背景，而是融为一体，形成一个动态的、可伸缩的“时空连续体”。而引力，也并非一种神秘的超距作用力，而是由物质和能量造成的时空弯曲所产生的效应。就像在绷紧的橡树脂膜上放置一个重物，会使薄膜向下凹陷一样，大质量的物体会使周围的时空发生弯曲，而其他物体则沿着这种弯曲的“轨道”运动。 我们将深入剖析这一革命性理论的核心概念。从等效原理出发，理解引力与加速度之间的深刻联系。我们将探讨狭义相对论如何以前所未有的精度描述高速运动的物体，以及时间膨胀、长度收缩等令人惊叹的效应。然后，我们将逐步揭开广义相对论的面纱，理解物质如何“告诉”时空如何弯曲，而时空又如何“告诉”物质如何运动。我们将学习理解爱因斯坦场方程的简洁与深邃，它以一套优美的数学语言，概括了宇宙物质分布与时空几何之间的相互作用。 本书将带领您穿越一系列令人着迷的宇宙现象。我们将一起探索，正是时空的弯曲，使得光线在经过大质量天体（如太阳）时发生偏折，这一现象已经被实验精确证实，成为广义相对论最有力的证据之一。我们将理解，黑洞——宇宙中最神秘的存在——是如何形成的，它们的奇点究竟意味着什么，以及事件视界这个“单程票”的含义。我们还会审视中子星和脉冲星等致密天体的性质，它们是广义相对论效应的天然实验室。 此外，本书还将目光投向更广阔的宇宙图景。我们将探讨广义相对论如何解释宇宙的膨胀，以及大爆炸理论的根基。我们将学习理解宇宙的尺度是如何被“拉伸”的，以及我们如何通过观测遥远星系的红移来追溯宇宙的演化历史。我们将触及宇宙学中的一些前沿问题，例如暗物质和暗能量的假说，它们可能在宇宙的整体结构和演化中扮演着至关重要的角色。 尽管广义相对论的数学语言颇为复杂，但本书将力求以清晰易懂的方式，结合生动的比喻和形象化的描述，帮助您理解其核心思想。我们不回避那些令人着迷的数学工具，但我们会确保它们服务的目的是为了更好地阐释物理概念。我们将引导您思考，这些抽象的理论如何与我们所观测到的真实宇宙景象一一对应。 通过阅读本书，您将不仅仅是了解一个物理理论，更是获得一种全新的视角来审视我们所处的宇宙。您将学会用时空的语言去理解星辰的运行，用引力的涟漪去感知宇宙的脉搏。从微观粒子的奇异行为，到宇宙宏大的结构演化，广义相对论为我们打开了一扇通往更深层次理解的大门。这是一场智慧的冒险，一次对自然之美的深度沉醉。让我们一同启程，去揭开那覆盖在宇宙之上的神秘面纱。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏非常棒，循序渐进，丝毫不会让人感到仓促或突兀。作者仿佛一位经验丰富的向导，带着我从牛顿的经典力学时代，一步步穿越到爱因斯坦的革命性突破。我得以清晰地看到，为什么牛顿的万有引力理论在解释某些现象时会显得力不从心，而广义相对论又是如何以一种更优雅、更普适的方式，解决了这些难题。书中对水星近日点进动的解释，简直是神来之笔，我之前只知道这是广义相对论的一个重要验证，但阅读过程中，我才真正理解了其中精妙的逻辑和计算过程，那种“误差”在牛顿理论中被完美“修正”的感觉，让我对科学的严谨性肃然起敬。

评分☆☆☆☆☆

我毫不犹豫地推荐这本书给任何对宇宙、对物理学感兴趣的人。它不仅仅是一本科普读物，更是一次精神上的洗礼。它挑战了我原有的认知，拓宽了我的视野，让我对我们所处的宇宙有了更深层次的理解。这本书让我明白了，科学并非高不可攀，它就在我们身边，等待着我们去发现、去探索、去惊叹。阅读过程中，我常常会停下来，思考书中的内容，并将其与我已有的知识联系起来，这种主动的学习过程，让我收获颇丰。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，在阅读这本书之前，我对“黑洞”的认识仅限于科幻电影中的奇观。但这本书给了我一个完全不同的视角。作者深入浅出地讲解了黑洞的形成机制，以及它那令人敬畏的引力。他描述了视界的存在，以及一旦越过视界，物质将不可避免地被吸入奇点的命运。这种对宇宙中最极端现象的细致刻画，让我感受到了宇宙的神秘与强大。作者还提及了黑洞的霍金辐射，虽然这部分内容稍微有些烧脑，但那种“黑洞并非完全‘黑’”的颠覆性想法，让我对物理学的边界有了更深的思考。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对宇宙的看法发生了根本性的改变。我不再仅仅认为宇宙是一个空旷的舞台，而是将其看作一个动态的、相互作用的实体。引力不再是简单的力，而是时空本身的性质。这种认识上的转变，让我感到一种前所未有的豁然开朗。书中对于“虫洞”和“时间旅行”的探讨，虽然带有 speculative 的成分，但它激发了我对宇宙无限可能性的遐想，让我更加渴望去探索科学的边界。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，物理学，尤其是涉及到宇宙宏大叙事的理论，总是显得那么遥不可及，充满了复杂的数学公式和难以想象的物理现象。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。作者并没有回避那些必要的数学工具，但他巧妙地将它们融入到逻辑严密的叙述中，让它们服务于思想的表达，而不是成为理解的障碍。当我看到作者如何一步步推导出爱因斯坦场方程时，那种智识上的愉悦感是无与伦比的。这不仅仅是数学的演进，更是对宇宙最深层规律的探寻。作者对于“曲率”的描述，更是让我脑洞大开，我开始想象，我们所处的三维空间，在更高维度上可能是一种怎样的弯曲，而引力，不过是这种弯曲在我们感官上的体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于它不仅仅是理论的堆砌，更充满了作者对宇宙的好奇与探索精神。他时不时穿插一些历史故事和人物轶事，让枯燥的科学理论变得生动有趣。我仿佛能看到爱因斯坦在思考这些问题时的神情，感受到那个时代科学界的思想碰撞。作者对于“引力波”的预测和后来被探测到的过程的讲述，更是让我热血沸腾。这不仅仅是一次物理学的胜利，更是人类探索未知、挑战极限的壮丽篇章，这本书让我深刻体会到，科学的进步，离不开一代代科学家的不懈努力和创新。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太令人着迷了，从第一页开始，我就被深深地吸引住了。作者以一种非常生动形象的方式，将那些曾经让我望而却步的抽象概念一一揭示出来。读这本书就像在进行一场跨越时空的智力探险，我仿佛置身于一个由引力编织而成的宇宙织锦中，感受着它如何扭曲时空的肌理，如何指引着星辰的舞蹈。书中对于“等效原理”的阐述，简直是点石成金，我之前对此一直云里雾里，但经过作者的层层剖析，那种“重力只是加速的另一种表现”的直觉性理解，让我茅塞顿开。我甚至开始在日常生活中观察，当我在电梯里加速上升时，那种被压在地板上的感觉，与站在原地感受到的重力，在本质上竟然如此相似，这真是一种奇妙的共鸣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令我感到惊喜。它不仅介绍了广义相对论的核心概念，还触及了宇宙学的一些前沿话题。作者对于宇宙膨胀、暗物质、暗能量等概念的介绍，虽然点到为止，但已经足够引起我的极大兴趣。我开始思考，我们所理解的宇宙，是否只是冰山一角？还有哪些未知的力量在主导着它的演变？这种对未知的好奇心，正是科学研究最宝贵的驱动力，而这本书，恰恰点燃了我心中这颗好奇的火种。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，既有学术的严谨，又不失文学的温度。作者的文字流畅而富有洞察力，他能够用最简洁的语言揭示最深刻的道理。我在阅读过程中，常常会被一些精辟的句子所打动，它们如同璀璨的星光，照亮了我对宇宙的认知。我尤其欣赏作者在处理一些复杂概念时，所表现出的耐心和细致，他始终站在读者的角度，确保我们能够跟上他的思路。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢书中对“时空弯曲”的比喻。作者用一张拉伸的橡胶膜来形象地解释质量如何导致时空弯曲，这使得原本抽象的概念变得易于理解。我甚至开始在脑海中构建出三维的“时空地图”，在上面描绘出星球和星系的引力“凹陷”。这种具象化的思维方式，对于理解广义相对论的精髓至关重要。它让我不再仅仅是被动接受知识，而是主动地去思考和想象，去构建属于自己的物理模型。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

送货挺快的，拿到书质量也不错。。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

§6.1 Lemaitre度规

评分☆☆☆☆☆

好。买给中学生课外阅读

评分☆☆☆☆☆

第七章 致密物质和致密星

评分☆☆☆☆☆

§7.9 完全简并非理想气体状态方程

评分☆☆☆☆☆

质量很好，书很实用，非常满意。

评分☆☆☆☆☆

§7.11