一个系统学习现代宇宙学的平台：《现代宇宙学（原书第二版）》中译本

中译本序言

过去20年间，ΛCDM 这一可靠的宇宙学模型逐步建立和完善，是Modern Cosmology 第二版的核心内容。目前，宇宙学领域的很多问题仍然悬而未决，同时现代观测实验还在持续产出新数据。这意味着，宇宙学还将继续蓬勃发展，并成为一项需要全世界通力协作的事业。因此，我们非常高兴支持Modern Cosmology 第二版的中译本面世。我们对中译本的完成感到兴奋，并希望此中译本为宇宙学领域的学生、教师和科研工作者提供有用资源。衷心感谢于浩然承担并完成了如此浩繁的工作!

Scott Dodelson

Fabian Schmidt

ΛCDM 宇宙学模型

▲ SDSS 巡天北天区一切片的星系分布，展示出宇宙在大尺度上存在结构。观测者(z = 0) 位于切片底部. 图中每点代表一个星系的位置, 颜色代表星系颜色, 比如红色点代表偏红的星系。此图取自Michael Blanton, Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

标准宇宙学模型 (concordance model of cosmology ) 可总结为: 现在时刻，宇宙主要由非重子冷暗物质 (cold dark matter，CDM ) 和宇宙学常数Λ构成，宇宙的空间曲率平直，原初扰动由极早期的暴胀产生。由于将宇宙学常数Λ作为暗能量与所有观测相符，标准宇宙学模型也被称为(平直的) ΛCDM 模型。

《现代宇宙学（原书第二版）》

（美）斯科特·多德尔森（Scott Dodelson）,

（德）法比安·施密特（Fabian Schmidt）著

于浩然译

北京: 科学出版社，2024.11

《 》提供了现代宇宙学领域的详细介绍。开篇由FLRW 度规描述均匀膨胀的宇宙学模型，包括对暗能量、大爆炸核合成、氢复合和暗物质的细致处理。由此出发，本书引入了在均匀膨胀宇宙中的微扰——它们的演化如何由Einstein-Boltzmann 方程组描述，它们如何由宇宙早期的暴胀产生，以及它们产生怎样的观测效应: CMB 中的声学峰、偏振分析中的 E/ B 模式分解、CMB中的弱引力透镜和宇宙大尺度结构，以及BAO 标准尺和星系成团性中的红移空间畸变效应。第二版还涵盖了非线性结构形成内容，包括微扰论和数值模拟方法。本书结束于一个经大幅更新的数据分析章节。

▲ 第1章标准宇宙学模型，简单扼要地总结宇宙膨胀的特征, 为后续章节的详细讨论打下基础。图为后续各章梗概：第2 - 4章描述均匀宇宙模型；第5 - 6章推导非均匀宇宙线性微扰论所需的公式；第7章描述暴胀理论和原初微扰的产生；第8 - 10章求解相关的扰动方程并得到大尺度结构形成的线性理论及CMB 各向异性和偏振的预言；第11章进一步探讨如何利用星系成团分布探测大尺度结构。第12章介绍扰动的非线性演化；第13章介绍引力透镜；第14章介绍如何从数据中提取宇宙学信息。箭头代表章节之间的联系

本书展示了现代观测技术如何迅速刷新我们对宇宙的理解，并提供给读者大量宇宙学研究所需的工具。本书可供天文学、天体物理学和宇宙学等专业的研究生和高年级本科生学习，也可作为宇宙学领域科研人员的参考用书。

《现代宇宙学》以爱因斯坦场方程和统计物理的玻尔兹曼方程作为基本物理方程，以自成一体和科学严谨的方式，讲述了宇宙早期的物理、各种物质成分(如光子、原子、暗物质、暗能量等) 随时间的演化以及宇宙结构的起源和演化等主要物理概念和过程，同时也介绍了这些理论的重要观测检验及其当前研究现状，将宇宙学的基本框架和最新研究进展呈现给读者，是一本难得的可供天文学、物理学本科生和研究生学习的宇宙学教材，也是一本介绍最近研究成果的宇宙学参考书。该中译本的出版，将有助于中国学生和学者更加容易学习和掌握宇宙学及其最新进展。

景益鹏

中国科学院院士

2024年6月9日于上海

作为译者，于浩然教授在宇宙学领域有着深厚的学术背景。在他加入厦门大学天文学系后，我们就在讨论请他给本科生开设一门宇宙学方面的核心课程。考虑到Modern Cosmology 的系统性和前沿性，我们不约而同想到以这本书作为教材。在教学过程中，为进一步加强学生对现代宇宙学的理解和应用能力，于浩然教授萌生了将最新版翻译成中文的想法。经过两年努力，我很高兴看到这本书中文版的最终出版。

于浩然教授的翻译不仅忠实于原著，还结合了中国学生的学习习惯，力求使内容更加清晰易懂。我深信，这本Modern Cosmology 中文版的出版，将为中国学生提供一个系统学习现代宇宙学的平台，帮助他们掌握这一领域的基础知识和最新进展。宇宙学作为研究宇宙起源、演化和结构的科学，不仅具有重要的科学意义，还对推动相关学科的发展有着重要作用。通过对本书的学习，希望更多的学生能投身于宇宙学研究，为推动这一领域的发展贡献力量。

方陶陶

厦门大学天文学系 教授

2024年7月15日于厦门

本文摘编自《现代宇宙学（原书第二版）》[（美）斯科特·多德尔森（Scott Dodelson），（德）法比安·施密特（Fabian Schmidt）著; 于浩然译. 北京: 科学出版社，2024.11]一书“原书前言”“中译本序言”“序一”“序二”，有删减修改，标题为编者所加。

审图号：GS 京(2024)1003 号

ISBN 978-7-03-078693-7

责任编辑: 陈艳峰 钱 俊 孔晓慧

（本文编辑：刘四旦）

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