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宇宙學的物理基礎/21世紀理論物理及其交叉學科前沿叢書

  • 作者：(德)維亞切斯拉夫·穆哈諾夫|責編:錢俊//孔曉慧|總主編:孫昌璞|譯者:皮石
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030762733
  • 出版日期：2023/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：409
人民幣：RMB 138 元      售價：元
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內容大鋼
    暴脹宇宙學在過去20年發展歷程中已經解決了宇宙的標準熱大爆炸模型中存在的許多嚴重問題。利用其原創的方法，本書解釋了現代宇宙學的基礎，並且闡明了理論結果的來源。本書分為兩個部分：第一部分處理均勻及各向同性的宇宙模型，而第二部分討論初始不均勻性如何解釋我們觀測到的宇宙結構。本書為一些傳統上高度依賴於數值計算的論題，例如原初核合成、複合、宇宙微波背景輻射各向異性等，提供了解析處理方法。暴脹以及量子宇宙學擾動理論講述得尤為詳盡。通過討論更具推測性質的想法，本書將讀者引領到目前宇宙學研究的前沿。
作者介紹
(德)維亞切斯拉夫·穆哈諾夫|責編:錢俊//孔曉慧|總主編:孫昌璞|譯者:皮石
目錄
第一部分  均勻各向同性的宇宙
  第1章  膨脹宇宙的運動學和動力學
    1.1  哈勃定律
    1.2  牛頓宇宙學中的塵埃的動力學
      1.2.1  連續性方程
      1.2.2  加速方程
      1.2.3  牛頓解
    1.3  從牛頓到相對論的宇宙學
      1.3.1  均勻及各向同性空間的幾何
      1.3.2  愛因斯坦方程和宇宙演化
      1.3.3  弗里德曼方程
      1.3.4  共形時間和相對論性的解
      1.3.5  米爾恩宇宙
      1.3.6  德西特宇宙
  第2章  光的傳播和視界
    2.1  光的測地線
    2.2  視界
    2.3  共形圖
    2.4  紅移
      2.4.1  用紅移來測量時間和距離
    2.5  運動學檢驗
      2.5.1  角直徑-紅移關係
      2.5.2  光度-紅移關係
      2.5.3  計數
      2.5.4  紅移演化
  第3章  熱宇宙
    3.1  宇宙的組分
    3.2  熱簡史
    3.3  熱力學基本原理
      3.3.1  最大熵狀態，熱譜，守恆律，化學勢
      3.3.2  能量密度，壓強，物態方程
      3.3.3  計算積分
      3.3.4  極端相對論性粒子
      3.3.5  非相對論性粒子
    3.4  輕子時期
      3.4.1  化學勢
      3.4.2  中微子退耦和電子-正電子湮滅
    3.5  核合成
      3.5.1  中子的凍結
      3.5.2  「氘瓶頸」
      3.5.3  氦
      3.5.4  氘
      3.5.5  其他輕元素
    3.6  複合
      3.6.1  氦複合
      3.6.2  氫複合：平衡態處理
      3.6.3  氫複合：動理學方法
  第4章  極早期宇宙
    4.1  基礎
      4.1.1  局域規範不變性

      4.1.2  非阿貝爾規範理論
    4.2  量子色動力學和夸克-膠子等離子體
      4.2.1  跑動的耦合常數和漸近自由
      4.2.2  宇宙學夸克-膠子相變
    4.3  電弱理論
      4.3.1  費米子部分
      4.3.2  U（1）對稱性的「自發破缺」
      4.3.3  規範玻色子
      4.3.4  費米子相互作用
      4.3.5  費米子質量
      4.3.6  CP破壞
    4.4  「對稱性恢復」和相變
      4.4.1  有效勢
      4.4.2  U（1）模型
      4.4.3  高溫時的對稱性恢復
      4.4.4  相變
      4.4.5  電弱相變
    4.5  瞬子，鞍點子，以及早期宇宙
      4.5.1  勢阱中粒子的逃離
      4.5.2  亞穩真空的衰變
      4.5.3  規範理論的真空結構
      4.5.4  手征反常和費米子數的不守恆
    4.6  超出標準模型
      4.6.1  暗物質候選者
      4.6.2  重子生成
      4.6.3  拓撲缺陷
  第5章  暴脹一：各向同性極限
    5.1  初條件疑難
    5.2  暴脹：主要思想
    5.3  引力何以成為「排斥性的」
    5.4  如何實現p?.ε的物態方程
      5.4.1  簡單例子：V=12m2φ2
      5.4.2  一般勢：慢滾近似
    5.5  預熱和重加熱
      5.5.1  基本理論
      5.5.2  窄共振
      5.5.3  寬共振
      5.5.4  物理含義
    5.6  暴脹方案的「菜單」
第二部分  不均勻的宇宙
  第6章  牛頓理論中的引力不穩定性
    6.1  基本方程
    6.2  金斯理論
      6.2.1  絕熱擾動
      6.2.2  矢量擾動
      6.2.3  熵擾動
    6.3  膨脹宇宙中的不穩定性
      6.3.1  絕熱擾動
      6.3.2  速度擾動
      6.3.3  自相似解

      6.3.4  存在輻射或暗能量時的冷物質
    6.4  超越線性近似
      6.4.1  托爾曼解
      6.4.2  澤爾多維奇解
      6.4.3  宇宙網
  第7章  廣義相對論中的引力不穩定性
    7.1  擾動和規範不變數
      7.1.1  擾動的分類
      7.1.2  規範變換和規範不變數
      7.1.3  坐標系
    7.2  宇宙學擾動的方程
    7.3  流體力學擾動
      7.3.1  標量擾動
      7.3.2  矢量和張量擾動
    7.4  重子-輻射等離子體和冷暗物質
      7.4.1  方程
      7.4.2  擾動的演化和轉移函數
  第8章  暴脹二：原初不均勻性的起源
    8.1  描述擾動
    8.2  暴脹的擾動（慢滾近似）
      8.2.1  哈勃尺度內部
      8.2.2  產生的擾動譜
      8.2.3  我們為什麼需要暴脹
    8.3  量子宇宙學擾動
      8.3.1  方程
      8.3.2  經典解
      8.3.3  量子化擾動
    8.4  暴脹產生的引力波
    8.5  宇宙的自複製
    8.6  暴脹理論的預言能力
  第9章  宇宙微波背景各向異性
    9.1  基礎
    9.2  薩克斯-沃爾夫效應
    9.3  初條件
    9.4  關聯函數和多極矩
    9.5  大角度上的各向異性
    9.6  延遲複合和有限厚度效應
    9.7  小角度的各向異性
      9.7.1  轉移函數
      9.7.2  多極矩
      9.7.3  參數
      9.7.4  計算功率譜
    9.8  確定宇宙學參數
    9.9  引力波
    9.10  宇宙微波背景的偏振
      9.10.1  偏振張量
      9.10.2  湯姆孫散射和偏振
      9.10.3  延遲複合和偏振
      9.10.4  E模和B模偏振以及它們的關聯函數
    9.11  再電離

參考文獻
索引
譯後記

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