包邮 引力和宇宙学 广义相对论的原理和应用 [美]S. 温伯格 邹振隆 张历宁 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 高等教育

ISBN：9787040487183

商品编码：27742054179

《引力与宇宙学》 作者： [美] S. 温伯格 译者： 邹振隆、张历宁 出版社： 高等教育出版社 简介： 《引力与宇宙学》是一部由诺贝尔奖得主史蒂文·温伯格撰写的、深入探讨广义相对论原理及其在宇宙学中应用的权威著作。本书以严谨的物理学视角，系统地梳理了爱因斯坦广义相对论的数学框架和物理思想，并将其作为理解宇宙起源、演化和结构的基石。全书内容翔实，逻辑清晰，既适合作为高等院校物理学专业研究生的教材，也为从事天体物理、宇宙学以及理论物理研究的学者提供了宝贵的参考。 第一部分：广义相对论基础 本书的开篇，温伯格教授为读者构建了坚实的广义相对论理论基础。他从牛顿万有引力定律的局限性出发，引出了狭义相对论的时空观，并在此基础上，阐述了引力并非一种作用于时空之中的力，而是时空本身的几何性质的体现。 张量分析与微分几何： 为了精确描述弯曲时空，本书详细介绍了张量分析的工具，包括协变和逆变张量、张量代数、张量微积分等。微分几何的概念，如联络、曲率张量、里奇张量和标量曲率，被逐一引入，为理解时空弯曲的本质奠定了数学基础。温伯格教授的讲解注重物理直觉与数学形式的结合，使得复杂的数学概念易于理解。 爱因斯坦场方程： 这是本书的核心之一。温伯格教授深入浅出地推导了爱因斯坦场方程，揭示了物质和能量如何决定时空的几何结构，以及时空的几何结构又如何反过来影响物质和能量的运动。他详细阐述了场方程的各项守恒律，以及其在各种物理情境下的意义。 测地线方程： 自由粒子在引力场中的运动被描述为沿着弯曲时空的“测地线”运动。本书详细讲解了测地线方程的推导和意义，揭示了引力效应的几何本质。 引力场的能量-动量： 探讨了引力场本身的能量-动量问题，这是一个在广义相对论中颇具挑战性的议题。温伯格教授对这一概念进行了深入的讨论，并介绍了相关的概念和局限性。 弱引力场近似与牛顿极限： 为了连接广义相对论与经典力学，本书详细讨论了弱引力场近似，并证明了在弱场低速情况下，广义相对论能够精确地回归到牛顿的万有引力定律，这是广义相对论的物理有效性的重要验证。 第二部分：引力理论的进一步探索 在掌握了广义相对论的基本框架后，本书进一步深入探讨了引力理论的诸多重要方面，为理解更复杂的引力现象和宇宙学问题做好了铺垫。 黑洞物理： 黑洞是广义相对论预言的最奇特的天体之一。本书对黑洞的形成、性质以及周围的时空几何进行了详尽的分析。史瓦西解、克尔解等重要的静态和旋转黑洞度规被详细介绍，并讨论了事件视界、奇点等关键概念。黑洞的视界附近的行为，如光子的轨道、潮汐力等，也被深入剖析。 引力波： 引力波是时空涟漪，是广义相对论的另一项重要预言。本书详细阐述了引力波的产生机制、传播方式以及其在探测宇宙事件中的潜力。从点质量的加速运动到更复杂的双星系统合并，引力波的理论计算和性质被清晰地呈现。 引力理论的检验： 广义相对论的正确性已经通过大量的实验观测得到了验证。本书回顾了几个关键的引力理论检验实验，例如水星近日点进动、光线在引力场中的弯曲、引力红移等，并讨论了现代高精度实验技术如何进一步检验广义相对论。 第三部分：宇宙学的广义相对论应用 本书的后半部分将广义相对论的理论武器应用于宏观宇宙的探索，为理解宇宙的结构、起源和演化提供了深刻的洞见。 宇宙学原理与FLRW度规： 基于宇宙学原理（宇宙在大尺度上是均匀且各向同性的），本书引入了弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）度规。这个度规是描述膨胀宇宙的标准模型，也是理解宇宙演化的核心。温伯格教授详细推导了FLRW度规，并分析了其所代表的宇宙膨胀的几何性质。 宇宙的动力学演化： 利用爱因斯坦场方程和FLRW度规，本书详细推导了描述宇宙膨胀的弗里德曼方程。这些方程揭示了宇宙的演化取决于其中物质和能量的组成，以及宇宙的曲率。本书深入分析了不同物质密度和宇宙常数对宇宙演化的影响，包括不同情景下的膨胀历史、收缩、加速膨胀等。 早期宇宙与宇宙学参数：本书对早期宇宙的物理过程进行了探讨，包括大爆炸理论的建立、宇宙微波背景辐射的起源、元素合成等。同时，书中也详细介绍了描述当前宇宙状态的关键宇宙学参数，如哈勃常数、物质密度参数、暗能量密度参数等，以及它们如何通过观测数据确定。 宇宙的结构形成： 宇宙并非完全均匀，其上存在着星系、星系团等结构。本书讨论了微小的密度涨落如何在引力作用下增长，最终形成我们今天观测到的宇宙大尺度结构。本书分析了引力不稳定性在结构形成中的作用，并介绍了相关的理论模型。 宇宙学中的重要问题： 本书也触及了宇宙学中的一些前沿问题和悬而未决的挑战，例如视界问题、平坦性问题、物质-反物质不对称问题等。虽然本书聚焦于广义相对论本身，但它为理解这些问题的根源以及未来可能的研究方向提供了重要的理论背景。 总结： 《引力与宇宙学》是一部具有里程碑意义的著作。温伯格教授以其深厚的学术功底和卓越的教学能力，将广义相对论这一高深莫测的理论，以一种系统、清晰且富有启发性的方式呈现给读者。本书不仅是学习广义相对论和宇宙学不可或缺的教材，更是理解我们所处宇宙的终极物理规律的必读书籍。对于任何希望深入探索引力本质、理解宇宙奥秘的物理学家和学生来说，本书都将是他们学术旅程中不可或缺的宝贵财富。本书在理论的严谨性、内容的广博性以及教学的清晰性方面都达到了极高的水准，为读者打开了一扇通往宏观宇宙深邃之门。

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这本书的书名非常有吸引力——《包邮 引力和宇宙学 广义相对论的原理和应用》。光是“引力”和“宇宙学”这两个词就足以勾起我对宇宙奥秘的好奇心。我想象着翻开书页，迎接我的将是一场思维的旅行，从微观的引力作用，到宏观的宇宙演化，一切都将在广义相对论的框架下被一一解读。我尤其期待作者温伯格先生如何将深奥的理论，例如时空的弯曲、黑洞的形成、引力波的探测等，用清晰易懂的语言呈现出来。毕竟，广义相对论是爱因斯坦提出的革命性理论，它深刻地改变了我们对引力、空间和时间的理解。这本书如果能做到理论解释的严谨性与科普性的结合，将是一本值得反复研读的佳作。我也会关注书中关于宇宙学的应用部分，比如宇宙膨胀、暗物质、暗能量等前沿课题，希望能从中获得一些启发和新的认识。

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这个书名——《包邮 引力和宇宙学 广义相对论的原理和应用》——听起来就充满了知识的吸引力。我脑海中勾勒出的，是一本能够将抽象的物理理论与令人惊叹的宇宙景象相结合的书籍。对于广义相对论，我期待它能够深入浅出地解释时空弯曲的概念，以及它如何改变了我们对引力的认知。这本书是否会提供一些生动的类比，帮助读者理解黑洞、引力透镜等现象？我尤其关心书中的“应用”部分，它如何将广义相对论的原理应用于解释宇宙的宏观现象。比如，这本书是否会讲解宇宙膨胀模型，以及广义相对论在其中扮演的角色？是否会讨论暗物质和暗能量的证据，以及它们对宇宙演化的影响？我希望这本书能够不仅传授知识，更能激发我对宇宙学的兴趣，让我对我们所处的这个宏大世界有更深的思考。

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一本名为《包邮 引力和宇宙学 广义相对论的原理和应用》的书，光是这个名字就让人觉得信息量十足。我期待这本书能带领读者领略广义相对论的优雅与力量。它不仅仅是关于数学公式和物理定律的堆砌，更是关于我们如何理解这个庞大而神秘的宇宙。我想象着书中会详细阐述引力的本质，不再是牛顿力学中简单的“拉力”，而是时空本身的几何性质。这本书是否会深入剖析广义相对论的场方程，以及它们如何描述物质和能量对时空的影响？我同样对书中提到的“应用”部分充满了期待。例如，在宇宙学领域，广义相对论如何解释宇宙的起源、演化和结构？它如何帮助我们理解宇宙加速膨胀的现象，以及暗物质和暗能量的神秘存在？我希望能在这本书中找到对这些问题的深刻解答，感受科学的魅力。

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这本书的 title 让我眼前一亮，《包邮 引力和宇宙学 广义相对论的原理和应用》，它传递出的信息是既有学术深度，又注重实际应用的。我脑海中浮现的，是那些在天文观测和理论推演中，广义相对论扮演着如何关键的角色。这本书是否会带我们深入了解，例如，引力透镜效应是如何被用来研究遥远星系和暗物质分布的？或者，宇宙微波背景辐射的测量，又如何为广义相对论和宇宙学模型提供了强有力的证据？我特别好奇书中对黑洞物理的探讨，以及广义相对论在其中扮演的角色。想象一下，书中可能描绘出黑洞的视界，以及物质落入黑洞时的奇特现象，这无疑会是一场感官和智慧的双重盛宴。更不用说，如果书中能够涉及引力波天文学的最新进展，例如 LIGO 和 Virgo 的发现，那将是一次与宇宙最古老声音的对话，一次对时空涟漪的追寻。

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书名《包邮 引力和宇宙学 广义相对论的原理和应用》似乎预示着一次对宏大叙事的探索。我想象着，这本书会是一扇通往宇宙深处的窗户，透过它，我们可以窥见引力如何编织着星系的命运，如何塑造着宇宙的整体结构。对于广义相对论，我期待它能被以一种易于理解的方式呈现，即便对于非专业读者，也能领略到其核心思想的精妙。比如，书中是否会详细解释等效原理，它是广义相对论的基石，还是会深入探讨引力波的产生和传播机制，以及它们如何为我们提供了观测宇宙的新窗口？我尤其对书中关于宇宙学部分的阐述感兴趣。宇宙的尺度、年龄、膨胀历史，这些都是令人着迷的话题。如果这本书能将广义相对论的理论与最新的宇宙学观测成果相结合，比如对宇宙大爆炸模型的解释，对宇宙常数的测量，甚至是关于宇宙终极命运的猜想，那将是非常引人入胜的。