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从奇点到虫洞

- 广义相对论专题选讲 -

- 卢昌海 -

本系列曾以 “现代物理中的能量条件” 为标题, 后改为 “从奇点到虫洞”。 本系列的部分内容曾发表于《现代物理知识》杂志, 其中:

“能量条件简介” 发表于二零零七年第四期。

“奇点与奇点定理简介” 的第一、 二节 (合并为上篇) 发表于二零零七年第五期。

“奇点与奇点定理简介” 的第三、 四、 五节 (合并为中篇) 发表于二零零七年第六期。

“奇点与奇点定理简介” 的第六节与附录 (合并为下篇) 发表于二零零八年第一期。

发表稿在内容上略有删节, 并略去了多数注释 (少数则被并入正文)。

本系列的单行本于 2013 年 12 月由清华大学出版社出版。

一. 能量条件简介

  1. 引言
  2. 能量条件

二. 奇点与奇点定理简介

  1. 什么是奇点?
  2. Raychaudhuri 方程
  3. 测地线束与共轭点
  4. 时空的因果结构
  5. Hawking-Penrose 奇点定理
  6. 讨论
  7. 附录: Raychaudhuri 小传

三. 正质量定理简介

  1. 渐近平直时空
  2. 广义相对论的动力学
  3. ADM 能量动量
  4. 正质量定理
  5. Schoen 与 Yau 的证明概述
  6. Witten 的证明概述
  7. 讨论

四. 宇宙监督假设简介

  1. 黑洞、 裸奇点及宇宙监督假设
  2. 摧毁黑洞——不可能的任务?
  3. Penrose 猜想与宇宙监督假设
  4. 壳层穿越奇点与壳层会聚奇点
  5. 走向严密表述
  6. 无质量标量场与裸奇点
  7. 讨论

五. 虫洞物理学简介

  1. Carl Sagan 的小说
  2. 黑洞、 白洞和虫洞
  3. 球对称可穿越虫洞
  4. 奇异物质——负能量的挑战
  5. 虫洞的 “工程学”
  6. 由虫洞到时间机器
  7. 讨论

- 后记 -

- 参考文献 -