第一章 对时空和宇宙的早期认识 1
第二章 相对论与量子论 12
第一节 相对论的提出 12
第二节 相对论的内容 19
第三节 相对论的若干重要概念 26
第四节 量子论的进展 33
第三章 弯曲的时空 41
第一节 广义相对论的物理基础 41
第二节 黎曼几何中的张量 50
第三节 广义相对论中的时间与空间 63
第四节 短程线 69
第五节 爱因斯坦场方程 76
第六节 广义相对论的实验验证 81
第四章 辽阔的宇宙 93
第一节 太阳系 93
第二节 银河系与河外星系 101
第三节 恒星的演化、白矮星与中子星 109
第四节 膨胀的宇宙 118
第五节 宇宙的起源 126
第五章 黑洞 130
第一节 史瓦西黑洞 130
第二节 克鲁斯卡坐标和彭若斯图 138
第三节 带电的黑洞 148
第四节 转动的黑洞 154
第五节 最一般的稳态黑洞 162
第六章 黑洞附近的量子效应与热效应 168
第一节 能层与非热辐射 168
第二节 黑洞的热性质 179
第三节 黑洞的卡诺循环 186
第四节 黑洞的热辐射 190
第五节 黑洞的负热容量与热平衡 202
第七章 黑洞热效应的几何根源与物理根源 208
第一节 匀加速观测者处在热浴中 208
第二节 黑洞热效应的几何根源 216
第三节 有视界就有热效应 223
第四节 真空的边界效应 230
第五节 非稳态黑洞的热性质 236
第六节 用变加速黑洞模拟黑洞的碰撞 247
第七节 寻找黑洞 257
第八章 奇点，时间的开始与终结 264
第一节 奇点与时间的有限性 264
第二节 奇点定理概述 268
第三节 奇点的若干性质 274
第四节 热力学第三定律与宇宙监督 279
第五节 热力学第三定律与时间的无限性 283
第六节 热力学第零定律等价于钟速同步的传递性 291
第七节 引力、热与时间 302