內容簡介

這是一本能代表史蒂芬·霍金本人專業水準的著作，他的幾位合作者都推薦過這本書。本書的主題是空間尺度從10-13cm（基本粒子半徑）到1028cm的時空結構。全書從精確的理論形式和必要的微分幾何背景開始，討論了時空曲率的意義，考察了愛因斯坦場方程的大量精確解的整體性質，發展了一般時空的因果結構理論，並用於黑洞的研究，證明了系列定理，確立了在一定條件下奇點是必然存在的條件。這本書也是學習廣義相對論和微分幾何很好的一本參考書。

作者介紹

史蒂芬·霍金（Stephen William Hawking）

1942.1.8--2018.3.14，出生於英國牛津，現代最偉大的物理學家之一，著有《時間簡史》《大設計》《黑洞不是黑的》等暢銷書。 G.F.R.艾理斯（George Francis Rayner Ellis），生於1939年8月，他是南非開普敦大學數學和應用數學系複雜系統傑出教授。譯者介紹：王文浩，清華大學工程物理系教授。

１引力的角色 (１ )
２微分幾何 (９ )
２.１流形 (９ )
２.２向量與張量 (１４)
２.３流形的映射 (２０)
２.４外微分與 Lie導數 (２２)
２.５協變微分與曲率張量 (２７)
２.６度規 (３３)
２.７超曲面 (４０)
２.８體積元與 Gauss定理 (４３)
２.９纖維叢 (４６)
３廣義相對論 (５１)
３.１時空流形 (５１)
３.２物質場 (５３)
３.３ Lagrangian表述
３.４場方程
４曲率的物理意義 (７０)
４.１類時曲線 (７０)
４.２零曲線 (７７)
４.３能量條件 (７９)
４.４共軛點 (８６)
４.５弧長的變分 (９２)
５解 (１０７)
５.１ Minkowski時空 (１０８)
５.２ deSitter時空與反deSitter時空 (１１３)
５.３ Robertson Walker空間 (１２３)
５.４空間均勻的宇宙學模型 (１３０)
５.５ Schwarzschild解和 Reissner Nordstro¨m 解 (１３６)
５.６ Kerr解 (１４８)
５.７ Go¨del宇宙 (１５４)
５.８ Taub NUT 空間 (１５６)
５.９其他**解 (１６３)
６因果結構 (１６５)
６.１可定向性 (１６６)
６.２因果曲線 (１６７)
６.３非時序邊界 (１７１)
６.４因果性條件 (１７４)
６.５ Cauchy發展
６.６整體雙曲性
６.７測地線的存在性 (１９７)
６.８時空的因果邊界 (２０２)
６.９漸近簡單空間 (２０６)
７廣義相對論中的 Cauchy問題 (２１１)
７.１問題的本質 (２１２)
７.２約化 Einstein方程 (２１３)
７.３初始數據 (２１５)
７.４二階雙曲型方程 (２１７)
７.５虛空空間 Einstein方程的發展的存在性和**性 (２２７)
７.６最大發展和穩定性 (２３２)
７.７有物質的 Einstein方程 (２３８)
８時空奇點 (２４０)
８.１奇點的定義 (２４０)
８.２奇點定理 (２４４)
８.３奇點的描述 (２５８)
８.４奇點特徵 (２６６)
８.５禁閉不完備性 (２７０)
９引力坍縮與黑洞 (２８０)
９.１恒星的坍縮 (２８０)
９.２黑洞 (２８８)
９.３黑洞的終態 (３０３)
１０宇宙的初始奇點 (３２８)
10.1 宇宙的膨脹 (３２８)
10.2奇點的本性及其意義 (３３９)
附錄 A
PeterSimonLaplace論文的譯文(３４３)
附錄 B
球對稱解與 Birkhoff定理 (３４７)
參考文獻(３５１)
符號說明(３６５)
名詞索引(３６９)

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