宇宙早期暴漲引起的原初密度擾動是我們現(xiàn)在觀測到的大尺度結(jié)構(gòu)的種子．對宇宙微波背景輻射進(jìn)行更加深入的分析研究有助于我們深刻理解宇宙的演化歷史，同時(shí)宇宙暴漲機(jī)制的理論模型也對粒子物理基本理論提出了挑戰(zhàn)，另外天文學(xué)家在1998年利用超新星的觀測發(fā)現(xiàn)宇宙現(xiàn)在處于加速膨脹階段，從而表明宇宙中存在一種看不見的反引力的被稱為暗能量的物質(zhì)；而星系的旋轉(zhuǎn)曲線及宇宙中的引力透鏡等觀測結(jié)果表明宇宙中還存在大量的不發(fā)光的暗物質(zhì)．《宇宙學(xué)基本原理（第二版）》同時(shí)從物理學(xué)和天文學(xué)的角度理解宇宙學(xué)的基本原理，包括天文學(xué)及物理學(xué)中的宇宙學(xué)內(nèi)容，如宇宙學(xué)場方程的熱力學(xué)對應(yīng)、距離測量及數(shù)據(jù)擬合方法、宇宙原初核合成、密度擾動的自求解方法及增長因子、暴漲宇宙學(xué)模型及原初擾動譜的計(jì)算、宇宙微波背景輻射各向異性的計(jì)算、宇宙加速膨脹的超新星觀測證據(jù)、暗能量參數(shù)化、吸引子解的動力學(xué)分析等，
　　《宇宙學(xué)基本原理（第二版）》可以幫助有興趣的研究者很快進(jìn)入該領(lǐng)域并開展高水平的研究工作。


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目錄
第1章 標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型1
1.1宇宙學(xué)原理2
1.2牛頓宇宙學(xué)3
1.3羅伯遜-沃克度規(guī)4
1.4弗里德曼方程5
1.5物質(zhì)為主的宇宙8
1.5.1愛因斯坦-德西特宇宙9
1.5.2開宇宙10
1.5.3閉宇宙11
1.6輻射為主的宇宙11
1.6.1平坦宇宙12
1.6.2開宇宙13
1.6.3閉宇宙13
1.7含有宇宙學(xué)常數(shù)的模型13
1.7.1靜態(tài)(Static)宇宙15
1.7.2德西特宇宙16
1.7.3勒梅特模型16
1.7.4愛丁頓-勒梅特模型17
1.8視界及宇宙熱力學(xué)17
第2章 觀測宇宙學(xué)21
2.1宇宙學(xué)紅移21
2.2距離-紅移關(guān)系22
2.3宇宙微波背景輻射24
2.4距離測量27
2.4.1三角視差27
2.4.2星團(tuán)視差28
2.4.3視光度29
2.4.4土利-費(fèi)什爾方法30
2.5哈勃常數(shù)31
2.5.1Ia型超新星31
2.5.2哈勃空間望遠(yuǎn)鏡重點(diǎn)計(jì)劃32
2.6宇宙年齡32
2.6.1宇宙的年齡33
2.6.2放射性元素的年齡34
2.6.3恒星氣體35
2.6.4白矮星冷卻36
2.7宇宙中物質(zhì)的密度及暗物質(zhì)37
2.8星際吸收40
2.8.1岡-皮特森效應(yīng)41
2.8.2AP檢驗(yàn)42
2.9χ2擬合方法與邊緣化方法43
2.9.1邊緣化方法45
2.9.2MINUIT程序代碼46
第3章 宇宙的熱歷史52
3.1平衡態(tài)熱力學(xué)52
3.2宇宙熱歷史55
3.2.1中微子溫度及物質(zhì)-輻射相等57
3.2.2重結(jié)合及退耦59
3.3原初核合成(BBN)60
3.3.1原子核統(tǒng)計(jì)平衡61
3.3.2初始條件61
3.3.3輕元素的合成64
第4章 宇宙學(xué)微擾理論67
4.1金斯理論67
4.2牛頓理論中的線性微擾動力學(xué)68
4.2.1物質(zhì)為主時(shí)期的密度擾動70
4.2.2輻射為主時(shí)期的密度擾動70
4.3自求解方法71
4.4增長因子73
4.5微擾的非線性演化76
4.5.1臨界密度78
4.5.2質(zhì)量函數(shù)79
4.6相對論微擾理論80
4.6.1張量的分解80
4.6.2度規(guī)的標(biāo)量擾動81
4.6.3共形牛頓規(guī)范下的標(biāo)量微擾84
4.6.4同步規(guī)范下的標(biāo)量擾動90
4.6.5規(guī)范變換92
4.6.6張量擾動95
第5章 暴漲宇宙學(xué)96
5.1標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)中的困難96
5.1.1視界問題96
5.1.2平坦性問題97
5.1.3暴漲理論97
5.2標(biāo)量場模型98
5.2.1吸引子102
5.2.2Lyth約束102
5.2.3重新加熱103
5.3標(biāo)量場的量子微擾103
5.3.1量子化及兩點(diǎn)相關(guān)函數(shù)104
5.3.2標(biāo)量擾動譜指數(shù)107
5.4引力場的量子微擾108
5.5暴漲模型110
5.5.1冪次暴漲110
5.5.2冪次勢111
5.5.3山頂勢112
5.5.4雙井勢114
5.5.5自然暴漲模型115
5.5.6譜指數(shù)參數(shù)化及勢重構(gòu)116
第6章 宇宙微波背景輻射119
6.1溫度各向異性119
6.1.1偶極矩120
6.1.2薩克斯-沃爾夫效應(yīng)121
6.1.3非高斯性122
6.2玻爾茲曼方程124
6.2.1光子的玻爾茲曼方程125
6.2.2張量微擾128
6.2.3中微子玻爾茲曼方程128
6.2.4遞推方程129
6.2.5冷暗物質(zhì)的玻爾茲曼方程130
6.3超視界密度擾動與初始條件131
6.3.1超視界冷暗物質(zhì)的密度擾動133
6.3.2大尺度各向異性133
6.4緊耦合極限134
6.5光子擴(kuò)散及阻尼振蕩136
6.6沿視線積分方法138
6.7微波背景輻射的極化141
6.7.1斯托克斯參數(shù)142
6.7.2E模及B模143
6.7.3湯姆孫散射145
6.7.4CMB極化146
6.8張量微擾的玻爾茲曼方程151
6.8.1全角動量方152
6.8.2積分解155
第7章 暗能量模型156
7.1暗能量的觀測證據(jù)156
7.1.1超新星與標(biāo)準(zhǔn)燭光156
7.1.2超新星觀測結(jié)果158
7.2暗能量的參數(shù)化162
7.3標(biāo)量場模型170
7.3.1標(biāo)度解170
7.3.2追蹤解及狀態(tài)方程參數(shù)的演化速度172
7.3.3瓦解模型的近似解174
7.4動力學(xué)分析175
7.4.1CDM模型176
7.4.2指數(shù)勢暗能量178
7.5最一般的標(biāo)量場追蹤解181
7.6全息暗能量模型183
7.7契浦利金氣體模型185
附錄A統(tǒng)計(jì)積分計(jì)算187
A.1極端相對論極限188
A.2非相對極限190
附錄B標(biāo)量擾動191
B.1二階作用量192
B.2非高斯性193
附錄C引力波201
附錄D球諧函數(shù)204
D.1傅里葉變換207
D.2帶自旋權(quán)重的球諧函數(shù)207
D.3E模及B模的分解210
參考文獻(xiàn)213