学面 湖南科学技术出版社 【美】爱德华，哈里森善李红杰娄田李泳译199 THE SCIENCE OF THE UNIVERSE COSMOLOGY
前 言 这是《宇宙学》的第二版，修订和增补了1981年出版的第一版。第一版 以后发生了很多事情，有过许多进步，宇宙学的研究领域比从前更广阔了。 同第一版一样，我们的处理方式是初等的，而内容是广泛的，目的是展 现一张宏大的蓝图，吸引那些喜欢思考的人，而不需要他们拥有高深的自然 科学知识。宇宙学是多面的，有科学的一面，也有非科学的一面。我们强调 的基本观点是把宇宙学当作一门科学，当然也没有忘记它历史的、哲学的和 神学的那些方面。我们躲开了数学，它只出现在几个地方，而且都在一章的 最后。处理方式也很灵活，既满足喜欢数学的人的需要，也迎合不喜欢它们 的人的兴趣。 每一章的最后都有两个小节，题为“回顾”和“思考”。“回顾”一节提 出供思考和讨论的题目；“思考”一节提出的疑难和问题，喜欢挑战的读者也 许会用心去解决。字宙学驱使我们问艰涩的问题，读更多的书，想更深的事 情。它不是那种能简单地拿是和否来应付的学科。在多数情况下将出现相互 矛盾的思想，需要我们考察它、衡量它、拒绝它、接受它，或者根据个人的 喜好和信仰修正它。字宙学挑战人类思想，塑造我们对我们生存的世界的认 识，在我们的头脑里刻下终生的印记。 许多关于宇宙学和广义相对论的课本对大学生和非专家来说似乎都太专 业了。现在也有好多非专门的书，又常常显得太简单，没有足够的深度和广 度，不能作为一门学习的课程。每一章的最后向读者推荐了进一步的读物， 以帮助他们学习和了解对本章所讨论的问题的其他（有时更深也更细)的处 理方式。还有一个参考文献的清单，里面的东西读起来很容易，一般没有太 多的专业困难；其中极少数更专业的著作是因为它们的历史意义才包括进 来的。 本书的第一版是从阿默斯特学院五学院天文系、汉普郡学院、霍里奥克 学院、史密斯学院和马塞诸塞大学的讲课笔记衍生出来的。那时候，评分方 法是根据学生每周的短文，题目由他们自己选（跟讲课内容密切相关的)。显 前言 1
然，我们要一个内容广泛的课本来吸引不同背景和兴趣的学生的注意，为他 们提供课堂讨论和论文准备所需要的材料。第一版出版以后，评分方式变了， 改为四次阶段性的场外测验和一次期末考试。考试的许多问题都不需要什么 数学技巧。两种评分方法各有短长，应该还有更好的办法！ 许多人为本书提出了意见和建议，我要感谢他们。 他们是：Thomas Arny(University of Massachusetts,Amherst),Gregory Ben- ford (University of California,Irvine),Robert Brandenberger (Brown University), Mario Bunge (McGill University),Thomas Dennis Mount Holyoke College), James Ellern (University of Southern California,Los Angeles),George Ellis (Uni- versity of Capetown),Stephen Gottesman (University of Florida,Gainsville), George Greenstein (Amherst College),Gary Hinshaw (NASA/Goddard Space Flight Center),Paul Hodge University of Washington),Duane Howells (Hughs Research Laboratories),John Huchra (Harvard-Smithsonian Center for Astrophys- ics),John Lathrop,Charles Leffert,William McCrea (University of Sussex), A.J.Meadows (Loughborough University of Technology),Heinz Pagels(University of California,Santa Cruz),Joel Primack (University of California,Santa Cruz), Martin Rees (Cambridge University),Joe Rosen (University of Central Arkansas), Rick Shafer (NASA/Goddard Space Flight Center),Stephen Schneider(University of Massachusetts,Amherst),Joseph Snider (Oberlin College),Joseph Tenn (Sonoma State University),Virginia Trimble (University of Califomia,Irvine),Da- vid Van Blerkom (University of Massachusetts,Amherst),Gerard de Vaucouleurs University of Texas,Austin),and Robert Wilson Smithsonian Astrophysical Ob- servatory). E·哈里森 新墨西哥，梅西拉 198年5月 2 宇宙学
目 录 前言 .... 1 导引 1 第一篇 1 什么是宇宙学 13 2早期的科学宇宙论 30 3笛卡儿和牛顿的世界体系 54 4牛顿和爱因斯坦之间的宇宙学 76 5恒星 100 6 星系 131 7位置和宇宙中心 156 8 包容和宇宙边界 171 9 空间和时间 198 第二篇 、 10 弯曲空间 223 11狭义相对论 243 12 广义相对论 260 13黑洞… 291 14 宇宙的膨胀 321 15红移 363 16牛顿宇宙学 391 目录1
17宇宙盒子 411 18 多样的宇宙 430 19 观测宇宙学 473 第三篇 20 早期宇宙 505 21 宇宙的视界 a.... 534 22 暴胀 561 23 字宙数 582 24 夜黑 604 25 宇宙的创生 。。 632 26 宇宙里的生命 657 附录 基本量 679 索引 681 译后记 702 2宇宙学