《引力、宇宙学和宇宙线物理学》

Ⅰ主要建议的概要1

引力物理方面的建议1

引力研究的空间计划1

地面上的引力研究2

引力理论3

宇宙学方面的建议3

宇宙学的空间计划3

宇宙学的地面研究3

宇宙学研究的发展4

宇宙线物理方面的建议4

宇宙线空间计划4

地面宇宙线研究5

Ⅱ引力7

1 广义相对论的实验检验：引言7

2广义相对论的实验检验：重点10

等效原理，从厄缶实验到月球激光测距11

引力红移，从穆斯堡尔效应到火箭运载脉泽12

光线偏转，从日食到射电干涉13

信号延迟，最新和最精确的检验13

近日点进动，爱因斯坦的唯一把柄15

变化着的引力常数，太阳系时间与原子时间的对比16

引力的实验室检验，搜寻意外事件16

3广义相对论的实验检验：机会19

“磁性”引力效应的检验19

相对论陀螺仪实验19

黑洞喷流21

对月球和内行星的测距22

雷达测距23

对行星着陆器和绕行星轨道飞行器的测距23

月球激光测距24

太阳系二阶效应的测量26

太阳的引力四极矩28

致密星系统29

4引力波的搜寻：引言31

理论31

源32

探测器35

5引力波的搜寻：重点37

脉冲双星37

棒探测器38

干涉仪探测器40

脉冲星计时和毫秒脉冲星41

引力波源——最近的发展41

6引力波的搜寻：机会43

具有5km基线的激光干涉仪探测器43

棒探测器的灵敏度和带宽47

用棒探测器进行的观测48

脉冲星的搜寻48

宇宙飞船跟踪49

空间干涉仪50

事件率和源的计算51

计算52

7 引力理论：引言53

8引力理论：重点55

中子星55

引力塌缩和黑洞56

黑洞产生的量子粒子58

早期宇宙的量子效应58

其它可供选择的理论59

爱因斯坦方程组的严格解59

时空的渐近性质60

数值相对论60

引力辐射的发射61

正能定理62

弯曲时空量子场论63

量子引力63

超引力65

卡鲁扎-克莱因理论65

9引力理论：机会66

经典引力、奇异性、渐近结构66

量子引力67

中子星和黑洞的天体物理性质69

计算69

新型实验检验71

与其它学科的交流：引力实验、天文学与天体物理、场论与基本粒子物理、纯数学72

10建议74

空间技术74

地面技术75

引力理论75

Ⅲ宇宙学79

11 引言——标准模型79

12重点82

大爆炸核合成82

宇宙的大尺度特性84

宇宙的结构86

不可视质量88

宇宙学与大统一90

暴涨宇宙91

引力透镜92

13机会93

空间观测93

持续的地面观测96

粒子物理与宇宙学98

理论98

14建议100

空间计划100

地面计划100

人材及计算机资源101

Ⅳ宇宙线105

15 概貌105

16重点110

核合成112

同位素比113

重元素丰度114

太阳中微子116

加速116

冲击加速117

加速分馏117

加速机制的终止118

高能γ射线119

反常成分120

银河宇宙线的传输和星际介质120

银河系逃逸对能量的依赖121

各向异性和能量的关系123

轻核的次级粒子123

在银晕中的传播124

与γ射线和射电天文学的联系125

高能核物理和粒子物理125

核子衰变实验用来作为宇宙线探测器126

核-核碰撞127

高于1017eV的初级宇宙线的截面、能谱、各向异性和成分128

磁单极子129

17机会131

空间实验131

同位素132

银河宇宙线同位素132

太阳耀斑同位素132

超重元素133

高能成分和谱134

正电子、反质子、氘和3He135

反物质135

核-核相互作用136

宇宙线的太阳调制136

地面实验137

γ射线天文学137

空气簇射探测器137

中微子天文学138

磁单极子140

核子衰变探测器141

太阳中微子142

将来的机会142

理论143

18建议144

空间实验144

主要的新计划145

延续的计划146

未来的研究147

地面实验148

γ射线天文学149

最高能量的宇宙线和广延大气簇射149

高能中微子天文学149

磁单极子150

大型地下探测器150

太阳中微子150

理论151