这是一本能代表史蒂芬·霍金本人专业水准的著作，他的几位合作者都推荐过这本书。本书的主题是空间尺度从10-13cm（基本粒子半径）到1028cm的时空结构。全书从精确的理论形式和必要的微分几何背景开始，讨论了时空曲率的意义，考察了爱因斯坦场方程的大量精确解的整体性质，发展了一般时空的因果结构理论，并用于黑洞的研究，证明了系列定理，确立了在一定条件下奇点是必然存在的条件。这本书也是学习广义相对论和微分几何很好的一本参考书。

史蒂芬·霍金（Stephen W.Hawing），剑桥大学卢卡斯数学教授（牛顿担任过的职位），《时间简史》、《果壳中的宇宙》的作者。索恩（Kip S.Thorne）加州理工学院费曼理论物理学教授，LIGO引力波探测器计划发起人之一。他写过很多书，包括大家欢迎的《黑洞与时间弯曲》。诺维柯夫（Igor Novikov）哥本哈根北欧理论物理研究所理论天体物理中心主任，哥本哈根大学天文台教授。著作包括《黑洞和宇宙》、《时间的河流》。费里斯（Timothy Ferris）《宇宙报告》、《银河时代》和《思想天空》的作者，曾两度获得美国物理学会科学写作奖。莱特曼（Alan Lightman）著名小说家，麻省理工学院Burchard人文科学教授兼物理学高级讲师。他的小说包括《爱因斯坦之梦》和《对话》。普莱斯（Richard Price）犹他州立大学理论物理学教授，主要研究时间物理，在黑洞物理方面有过突出贡献。与他人合作写了《相对论与引力论问题集》和《黑洞：膜方法》。

1 引力的角色
2 微分几何
2.1 流形
2.2 向量与张量
2.3 流形的映射
2.4 外微分与Lie导数
2.5 协变微分与曲率张量
2.6 度规
2.7 超曲面
2.8 体积元与Gauss定理
2.9 纤维丛
3 广义相对论
3.1 时空流形
3.2 物质场
3.3 Lagrangian表述
3.4 场方程
4 曲率的物理意义
4.1 类时曲线
4.2 零曲线
4.3 能量条件
4.4 共轭点
4.5 弧长的变分
5 精确解
5.1 Minkowski时空
5.2 de Sitter时空与反de Sitter时空
5.3 Robertson-Walker空间
5.4 空间均匀的宇宙学模型
5.5 Schwarzschild解和 Reissner-Nordstrom解
5.6 Kerr解
5.7 Godel宇宙
5.8 Taub-NUT空间
5.9 其他精确解
6 因果结构
6.1 可定向性
6.2 因果曲线
6.3 非时序边界
6.4 因果性条件
6.5 Cauchy发展
6.6 整体双曲性
6.7 测地线的存在性
6.8 时空的因果边界
6.9 渐近简单空间
7 广义相对论中的Cauchy问题
7.1 问题的本质
7.2 约化Einstein方程
7.3 初始数据
7.4 二阶双曲型方程
7.5 虚空空间Einstein方程的发展的存在性和唯一性
7.6 最大发展和稳定性
7.7 有物质的Einstein方程
8 时空奇点
8.1 奇点的定义
8.2 奇点定理
8.3 奇点的描述
8.4 奇点特征
8.5 禁闭不完备性
9 引力坍缩与黑洞
9.1 恒星的坍缩
9.2 黑洞
9.3 黑洞的终态
10 宇宙的初始奇点
10.1 宇宙的膨胀
10.2 奇点的本性及其意义
附录 A Peter Simon Laplace论文的译文
附录 B 球对称解与Birkhoff定理
参考文献
符号说明
名词索引
译后记

本书的主题是空间尺度从基本粒子半径到宇宙半径的时空结构。此外，编者建立了Einstein场方程解从给定的初始数据开始的时间演化的理论。讨论还补充考察了Einstein场方程一系列精确解的整体性质，其中许多解显示出令人相当意外的性态。