引言 1
第一章 宇宙的面貌 4
一、宇宙级距离的测量 4
二、层次性的结构 9
三、宇宙学原理 12
四、宇宙的膨胀 14
第二章 标准宇宙模型 19
一、牛顿引力定律的失效 19
二、引力与时空的弯曲 21
三、均匀和各向同性的时空 24
四、膨胀的动力学 27
五、实物为主的宇宙 29
六、有限或无限 33
七、宇宙的年龄 34
八、红移与距离的关系 37
第三章 含宇宙常数的模型 40
一、宇宙常数的影响 40
二、平坦性的判据 43
三、真空能密度的测定 44
四、再论宇宙年龄 47
五、宇宙模型的小结 49
一、大爆炸的概念 51
第四章 宇宙的早期 51
二、辐射为主的早期 54
三、热平衡的高温气体 57
四、早期膨胀的动力学 59
五、宇宙演化简史 61
六、粒子的退耦 62
七、宇宙的视界 64
第五章 微波背景辐射 68
一、背景光子的形成 68
二、观测性质 70
三、微波背景辐射的发现 72
四、黑体型的辐射谱 74
五、银河系的绝对运动 77
六、原初扰动的痕迹 78
第六章 原初的核合成 81
一、最初的原子核合成过程 81
二、影响产额的两个因素 85
三、4He原初丰度的实测推断 88
四、中微子的种数问题 90
五、其他轻核的原初丰度 92
六、理论的全面检验 95
七、重子物质的密度 97
第七章 物质与反物质的不对称 99
一、有没有反物质天体 99
二、正反物质不对称疑难 101
三、重子数守恒是严格的规律吗? 103
四、粒子与反粒子对称吗? 105
五、大统一与重子数的产生 107
六、理论的现状 110
第八章 甚早期的暴胀 113
一、标量场的自作用 113
二、真空相变 115
三、暴胀的产生 118
四、均匀性疑难 121
五、结构起源疑难 123
六、准平坦性疑难 124
七、暴胀的启示及其产生机制 126
八、支持暴胀的证据 128
第九章 宇宙常数与真空能 130
一、问题的历史 130
二、真空有能量吗? 131
三、真空产生的引力 133
四、问题的困境 135
五、理论上解困的失败 137
六、困境的启示 138
第十章 暗物质问题 141
一、星系的暗晕 141
二、星系团内的暗物质 143
三、宇宙密度的局域测定 144
四、密度作为宇宙学参量 146
五、非重子暗物质的概念 148
六、热和冷的暗物质 150
七、问题的小结 152
一、自引力的不稳定性 154
第十一章 结构的形成 154
二、膨胀宇宙中的小扰动 157
三、重子宇宙模型的困难 160
四、结构形成作为初值问题 163
五、热暗物质为主的模型 166
六、冷暗物质为主的模型 168
七、近年的进展和展望 170
附录Ⅰ 广义相对论提纲 173
附录Ⅱ 粒子物理大意 181
附录Ⅲ 自然单位制 190
附录Ⅳ 天文学和宇宙学常量 194