本書介紹了建立在廣義相對論基礎上的黑洞理論和量子宇宙學，包括黑洞的幾何結構，熱性質與量子性質，資訊疑難，奇性定理，時空泡沫結構，時空隧道與時間機器等。還介紹了古今學者對時間的認識和對時間性質的研究。本書用主要篇幅給出了作者近年來在上述領域的工作，包括計算動態黑洞溫度的方法，計算黑洞熵的薄膜模型，黑洞資訊疑難和量子隧穿過程，奇性定理和自由光線的加速度，蟲洞對量子場論的影響，製造與維持時空隧道和時間機器的可能性，時間度量的理論基礎，如何調整異地鐘速的同步，如何定義相繼時間段的相等。還在上述研究的基礎上探討了時間性質與熱力學的關係。
本書可供理論物理和天體物理工作者參考，也可供物理、數學、天文、自然哲學等專業的教師、研究生、大學生以及對上述領域感興趣而又具備理工科大學基礎知識的讀者閱讀。
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