目录 中文版序言 序言 例题列表 介绍 第1章 引言 1 1 1 牛顿引力中的潮汐力 1 1 2 相对论 6 第2章 广义相对论简要回顾 8 2 1 微分几何 8 2 1 1 坐标和距离 8 2 1 2 矢量 11 2 1 3 联络 12 2 1 4 测地线 20 2 1 5 曲率 21 2 1 6 测地偏离 26 2 1 7 里奇张量和爱因斯坦张量 27 2 2 弱引力场中的低速运动 28 2 3 能量-动量张量 30 2 3 1 理想流体 31 2 3 2 电磁学 33 2 4 爱因斯坦场方程 34 2 5 广义相对论的牛顿极限 35 2 5 1 线性化引力 35 2 5 2 牛顿极限 38 2 5 3 高速运动 39 2 6 习题 40 参考文献 42 第3章 引力波 43 3 1 引力波的描述 43 3 1 1 引力波的传播 49 3 2 引力波的物理性质 51 3 2 1 引力波的效应 51 3 2 2 引力波携带的能量 60 3 3 引力辐射的产生 62 3 3 1 远场和近场解 62 3 3 2 引力辐射的光度 67 3 3 3 辐射反作用 71 3 3 4 引力辐射携带的角动量 72 3 4 示范：转动的三轴椭球体 72 3 5 示范：轨道双星系统 77 3 6 习题 83 参考文献 87 第4章 超越牛顿极限 89 4 1 后牛顿理论 89 4 1 1 点粒子系统 96 4 1 2 两体后牛顿运动 102 4 1 3 双星旋近的高阶后牛顿波形 107 4 2 弯曲背景的扰动 108 4 2 1 宇宙学时空中的引力波 113 4 2 2 黑洞微扰 116 4 3 数值相对论 123 4 3 1 Arnowitt-Deser-Misner(ADM)形式 123 4 3 2 坐标选择 132 4 3 3 初始数据 134 4 3 4 引力波的提取 136 4 3 5 物质 136 4 3 6 数值方法 137 4 4 习题 137 参考文献 139 第5章 引力辐射源 141 5 1 连续引力波源 142 5 2 引力波暴的源 147 5 2 1 并合中的双星 147 5 2 2 引力坍缩 153 5 2 3 宇宙弦尖点暴 157 5 2 4 其他暴发源 158 5 3 随机引力波背景源 158 5 3 1 宇宙学背景 160 5 3 2 天体物理学背景 176 5 4 习题 179 参考文献 180 第6章 引力波探测器 182 6 1 地基激光干涉仪探测器 183 6 1 1 光学注释 186 6 1 2 法布里-珀罗腔 190 6 1 3 迈克耳孙干涉仪 194 6 1 4 功率回收 197 6 1 5 读出 199 6 1 6 初始LIGO探测器的频率响应 204 6 1 7 传感器噪声 209 6 1 8 环境噪声源 212 6 1 9 控制系统 221 6 1 10 干涉仪探测器的引力波响应 223 6 1 11 第二代地基干涉仪(及未来) 226 6 2 空基探测器 232 6 2 1 航天器追踪 232 6 2 2 LISA 233 6 2 3 十分之一赫兹实验 236 6 3 脉冲星计时实验 237 6 4 共振质量探测器 240 6 5 习题 245 参考文献 247 第7章 引力波数据分析 249 7 1 随机过程 249 7 1 1 功率谱 250 7 1 2 高斯噪声 253 7 2 最优探测统计量 255 7 2 1 贝叶斯定理 255 7 2 2 匹配滤波器 256 7 2 3 未知的匹配滤波器参数 257 7 2 4 匹配滤波器的统计性质 258 7 2 5 到达时间未知的匹配滤波器 260 7 2 6 匹配滤波器的模板库 261 7 3 参数估计 265 7 3 1 测量精度 265 7 3 2 参数估计中的系统误差 268 7 3 3 置信区间 270 7 4 建模不佳信号的探测统计量 272 7 5 非高斯噪声探测 274 7 6 引力波探测器网络 276 7 6 1 同一地点且相互平行的探测器 276 7 6 2 一般探测器网络 278 7 6 3 探测器网络的时频过剩功率法 281 7 6 4 引力波暴的空间定位 282 7 7 连续波源的数据分析方法 285 7 7 1 已知孤立脉冲星引力波的搜索 286 7 7 2 未知脉冲星引力波的全天搜索 294 7 8 引力波暴的数据分析方法 295 7 8 1 致密双星并合源的搜索 295 7 8 2 建模不佳的暴发源的搜索 309 7 9 随机源的数据分析方法 310 7 9 1 随机引力波点源 320 7 10 习题 321 参考文献 322 第8章 结束语：引力波天文学和天体物理学 324 8 1 基础物理 324 8 2 天体物理 325 参考文献 327 附录 A 引力波探测器数据 328 A 1 引力波探测器台站数据 328 A 2 理想化的初始LIGO模型 331 参考文献 334 附录B 后牛顿双星旋近波形 335 B 1 TaylorT1轨道演化 338 B 2 TaylorT2轨道演化 338 B 3 TaylorT3轨道演化 339 B 4 TaylorT4轨道演化 340 B 5 TaylorF2稳相 341 参考文献 341 索引 342 译后记 349
