宇宙學（簡體書）

《國外科技經典與前沿著作譯叢：宇宙學》介紹了當代宇宙學研究的模型及相關公式，內容詳盡，論述嚴謹，全書分為兩部分，每一部分均可作為一個學期研究生課程的教材．第一部分講述了宇宙學的各向同性和均勻性，第二部分則介紹了對各向同性和均勻性的偏離，《國外科技經典與前沿著作譯叢：宇宙學》盡可能地推導了各宇宙學現象的詳細解析解，而不是僅僅轉述他人數值計算的結果，《國外科技經典與前沿著作譯叢：宇宙學》內容包括了宇宙學的最新進展，對複合、微波背景輻射的極化、輕子合成、引力透鏡、結構形成、多場暴脹等專題做了詳盡的講解，還引證了大量當前的研究工作。附錄部分簡要介紹了廣義相對論並詳細推導了宇宙學演化中用於描述光子和中微子的相對論性Boltzmann方程，書末附有習題集。
《國外科技經典與前沿著作譯叢：宇宙學》可作為理論物理、天體物理高年級本科生或研究生教材，也可供從事宇宙學、天體物理和理論物理研究的科研工作者閱讀。

《宇宙學》可作為理論物理、天體物理高年級本科生或研究生教材，也可供從事宇宙學、天體物理和理論物理研究的科研工作者閱讀。

序言
標記法
第1章 宇宙的膨脹
1.1 時空幾何
1.2 宇宙學紅移
1.3 小紅移時的距離：Hubble常數
1.4 光度距離與角直徑距離
1.5 膨脹的動力學
1.6 大紅移時的距離
1.7 宇宙膨脹還是光子疲勞？
1.8 年齡
1.9 質量
1.10 星系際吸收
1.11 計數
1.12 精質
1.13 視界
參考文獻及注釋

第2章 宇宙微波輻射背景
2.1 微波背景的預期與發現
2.2 平衡時期
2.3 複合與最後散射
2.4 偶極各向異性
2.5 Sunyaev-Zel'dovich效應
2.6 微波背景的原初漲落：概觀
參考文獻及注釋

第3章 早期宇宙
3.1 熱歷史
3.2 宇宙學核合成
3.3 重子生成與輕子生成
3.4 冷暗物質
參考文獻及注釋

第4章 暴脹
4.1 三個疑難
4.2 慢滾暴脹
4.3 混沌暴脹，永恆暴脹
參考文獻及注釋

第5章 小漲落的普遍理論
5.1 場方程
5.2 Fourier分解和隨機初始條件
5.3 選擇規範
5.4 視界外的守恆
參考文獻及注釋

第6章 宇宙學漲落的演化
6.1 標量擾動動理學理論
6.2 標量擾動——流體動力學極限
6.3 標量擾動——長波情況
6.4 標量擾動——短波情況
6.5 標量擾動——內插及轉移函數
6.6 張量擾動
參考文獻及注釋

第7章 微波天空的各向異性
7.1 溫度漲落的普遍公式
7.2 溫度多極係數：標量模式
7.3 溫度多極係數：張量模式
7.4 偏振
參考文獻及注釋

第8章 結構生長
8.1 複合之後的線性擾動
8.2 非線性增長
8.3 重子物質的坍縮
參考文獻及注釋

第9章 引力透鏡
9.1 質點的透鏡方程
9.2 放大：強透鏡與微透鏡
9.3 延展透鏡
9.4 時間延遲
9.5 弱透鏡
9.6 宇宙弦
參考文獻及注釋

第10章 暴脹作為宇宙學漲落的起源
10.1 暴脹期間的標量漲落
10.2 暴脹期間的張量漲落
10.3 暴脹期間的漲落：慢滾相近似
10.4 多重場暴脹
參考文獻及注釋

附錄A 一些有用的常數（量）
附錄B 廣義相對論回顧
附錄C 輻射與電子之間的能量轉移
附錄D 各態遍歷定理
附錄E Gauss分佈
附錄F Newton宇宙學
附錄G 光子極化
附錄H 相對論性Boltzmann方程
符號列表
習題
作者索引
主題索引

宇宙能量中的大部分是暗能量的結論，已被宇宙微波背景的觀測所證實，第7.2節將對此進行討論。這一結論也得到了利用不同的第二級示距天體，即星系團中熱氣體的X射線輻射測距結果的支持。在第1.9節我們將看到，星系團的紅移、溫度、X射線視光度以及角直徑的測量，能夠確定熱氣體（“重子”）對星系團中所有物質的比例，這一比例正比于d—3/2A，其中dA設為星系團的角直徑距離。這也可以反過來：假設熱氣體對所有物質的比例對一個觀測樣本中所有的星系團都是一樣的，就可以利用x射線的觀測求出星系團角直徑距離對紅移的依賴關系。用這樣的方法，Chandra衛星觀測了26個紅移為0.07<><0.9的星系團的x射線輻射，對具有恒定真空能量和冷暗物質的宇宙，確定出ωa=0.94+0.21 —0.25，其置信限為68％。如果放松對宇宙暗能量密度為恒定的要求，但假設ωk="0且w為常數，并把重子密度取為宇宙學核合成（將在第3.2節討論）的結果，Chandra衛星的數據分析給出1—ΩM=0.76±0.04，以及暗能量的壓力／密度比W=—1.20+0.24" —0.23。="">
利用長γ射線暴作為第二級示距天體，可以把光度距離的測量推進到非常大的紅移。這些γ射線暴當然不會具有相同的絕對光度，但是有跡象表明，γ射線暴的絕對光度，是與γ射線能量峰值以及一個特征時間尺度相關的。
暗能量的發現非常重要，這不僅是對于觀測結果的解釋，也構成對基礎理論的挑戰。這是一個深奧的難題：為什么暗能量密度如此之小。量子漲落的貢獻在已知范圍內高達300 GeV，這大約是目前的理論已被驗證的最高能量，它給出的真空能量密度為（300 GeV）4左右，或大約為1027g／cm3。這顯然遠遠大于觀測到的暗能量密度ΩAp0，crit 10—29g／cm3，要大出一個約為1056的因子。也可能有其他未知的因素影響真空能量，以致消除了來自高能量子場漲落或來自場方程自身的貢獻，但這樣的抵消必須是恰好約56個數量級。現在還不知道產生這樣顯著抵消作用的原因。暗能量的發現目前又面臨第二個問題：為什么暗能量密度單單在宇宙歷史中的這一特定時刻，變得與物質能量密度可以相比？
在思考這些問題時，關鍵是要搞清楚，真空能量真的是與時間無關，還是隨時間而變化。