暴胀宇宙学在过去20年发展历程中已经解决了宇宙的标准热大爆炸模型中存在的许多严重问题。利用其原创的方法，本书解释了现代宇宙学的基础，并且阐明了理论结果的来源。本书分为两个部分：第一部分处理均匀及各向同性的宇宙模型，而第二部分讨论初始不均匀性如何解释我们观测到的宇宙结构。本书为一些传统上高度依赖于数值计算的论题，例如原初核合成、复合、宇宙微波背景辐射各向异性等，提供了解析处理方法。暴胀以及量子宇宙学扰动理论讲述得尤为详尽。通过讨论更具推测性质的想法，本书将读者引领到目前宇宙学研究的前沿。

维亚切斯拉夫·穆哈诺夫（Viatcheslav Mukhanov）是德国路德维希·马克西米利安·慕尼黑大学（Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen）物理系教授以及天体粒子物理和宇宙学组主任。在莫斯科物理技术学院（Moscow Physical-Technical Institute）获得博士学位之后，他于1982年到1991年在苏联科学院原子核研究所（Institute of Nuclear Research, Moscow）进行研究工作。从1992年起，他在苏黎世联邦理工学院（Eidgenossische Technische Hochschule Zurich）担任讲师（lecturer），直到1997年他去慕尼黑大学任职。他目前的研究兴趣包括微波背景辐射的扰动，暴胀模型，弦宇宙学，宇宙学常数疑难，暗能量，量子和经典的黑洞，以及量子宇宙学。他也在这些领域的一些优秀学术期刊的编辑部任职
1980到1981年，穆哈诺夫教授和奇比索夫（G.Chi-bisov）发现量子扰动可以产生宇宙的大尺度结构，他们计算了带有准指数膨胀阶段的模型（后来人们知道这就是暴胀）中的扰动谱。理论预言的扰动谱和微波背景辐射扰动的测量结果符合得非常好。随后，穆哈诺夫教授发展出计算一般暴胀模型中的扰动的宇宙学微扰的量子理论。1988年，他因为在这个理论上的工作荣获苏联科学院金奖。

第一部分 均匀各向同性的宇宙
第1章 膨胀宇宙的运动学和动力学
1.1 哈勃定律
1.2 牛顿宇宙学中的尘埃的动力学
1.2.1 连续性方程
1.2.2 加速方程
1.2.3 牛顿解
1.3 从牛顿到相对论的宇宙学
1.3.1 均匀及各向同性空间的几何
1.3.2 爱因斯坦方程和宇宙演化
1.3.3 弗里德曼方程
1.3.4 共形时间和相对论性的解
1.3.5 米尔恩宇宙
1.3.6 德西特宇宙
第2章 光的传播和视界
2.1 光的测地线
2.2 视界
2.3 共形图
2.4 红移
2.4.1 用红移来测量时间和距离
2.5 运动学检验
2.5.1 角直径-红移关系
2.5.2 光度-红移关系
2.5.3 计数
2.5.4 红移演化
第3章 热宇宙
3.1 宇宙的组分
3.2 热简史
3.3 热力学基本原理
3.3.1 最大熵状态，热谱，守恒律，化学势
3.3.2 能量密度，压强，物态方程
3.3.3 计算积分
3.3.4 极端相对论性粒子
3.3.5 非相对论性粒子
3.4 轻子时期
3.4.1 化学势
3.4.2 中微子退耦和电子-正电子湮灭
3.5 核合成
3.5.1 中子的冻结
3.5.2 “氘瓶颈”
3.5.3 氦
3.5.4 氘
3.5.5 其他轻元素
3.6 复合
3.6.1 氦复合
3.6.2 氢复合：平衡态处理
3.6.3 氢复合：动理学方法
第4章 极早期宇宙
4.1 基础
4.1.1 局域规范不变性
4.1.2 非阿贝尔规范理论
4.2 量子色动力学和夸克-胶子等离子体
4.2.1 跑动的耦合常数和渐近自由
4.2.2 宇宙学夸克-胶子相变
4.3 电弱理论
4.3.1 费米子部分
4.3.2 U（1）对称性的“自发破缺”
4.3.3 规范玻色子
4.3.4 费米子相互作用
4.3.5 费米子质量
4.3.6 CP破坏
4.4 “对称性恢复”和相变
4.4.1 有效势
4.4.2 U（1）模型
4.4.3 高温时的对称性恢复
4.4.4 相变
4.4.5 电弱相变
4.5 瞬子，鞍点子，以及早期宇宙
4.5.1 势阱中粒子的逃离
4.5.2 亚稳真空的衰变
4.5.3 规范理论的真空结构
4.5.4 手征反常和费米子数的不守恒
4.6 超出标准模型
4.6.1 暗物质候选者
4.6.2 重子生成
4.6.3 拓扑缺陷
第5章 暴胀一：各向同性极限
5.1 初条件疑难
5.2 暴胀：主要思想
5.3 引力何以成为“排斥性的”
5.4 如何实现p≈.ε的物态方程
5.4.1 简单例子：V=12m2φ2
5.4.2 一般势：慢滚近似
5.5 预热和重加热
5.5.1 基本理论
5.5.2 窄共振
5.5.3 宽共振
5.5.4 物理含义
5.6 暴胀方案的“菜单”
第二部分 不均匀的宇宙
第6章 牛顿理论中的引力不稳定性
6.1 基本方程
6.2 金斯理论
6.2.1 绝热扰动
6.2.2 矢量扰动
6.2.3 熵扰动
6.3 膨胀宇宙中的不稳定性
6.3.1 绝热扰动
6.3.2 速度扰动
6.3.3 自相似解
6.3.4 存在辐射或暗能量时的冷物质
6.4 超越线性近似
6.4.1 托尔曼解
6.4.2 泽尔多维奇解
6.4.3 宇宙网
第7章 广义相对论中的引力不稳定性
7.1 扰动和规范不变量
7.1.1 扰动的分类
7.1.2 规范变换和规范不变量
7.1.3 坐标系
7.2 宇宙学扰动的方程
7.3 流体力学扰动
7.3.1 标量扰动
7.3.2 矢量和张量扰动
7.4 重子-辐射等离子体和冷暗物质
7.4.1 方程
7.4.2 扰动的演化和转移函数
第8章 暴胀二：原初不均匀性的起源
8.1 描述扰动
8.2 暴胀的扰动（慢滚近似）
8.2.1 哈勃尺度内部
8.2.2 产生的扰动谱
8.2.3 我们为什么需要暴胀
8.3 量子宇宙学扰动
8.3.1 方程
8.3.2 经典解
8.3.3 量子化扰动
8.4 暴胀产生的引力波
8.5 宇宙的自复制
8.6 暴胀理论的预言能力
第9章 宇宙微波背景各向异性
9.1 基础
9.2 萨克斯-沃尔夫效应
9.3 初条件
9.4 关联函数和多极矩
9.5 大角度上的各向异性
9.6 延迟复合和有限厚度效应
9.7 小角度的各向异性
9.7.1 转移函数
9.7.2 多极矩
9.7.3 参数
9.7.4 计算功率谱
9.8 确定宇宙学参数
9.9 引力波
9.10 宇宙微波背景的偏振
9.10.1 偏振张量
9.10.2 汤姆孙散射和偏振
9.10.3 延迟复合和偏振
9.10.4 E模和B模偏振以及它们的关联函数
9.11 再电离
参考文献