Contents List of Figures vi List of Tables viii 1 Introduction 1 2 Concordance Model of Cosmology — Λ CDM 3 2.1 General Relativity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.1.1 FLRW Universe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2 The Big Bang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3 ΛCDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3 Particle Cosmology 24 3.1 Problems of Big Bang Cosmology . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.1.1 Horizon Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1.2 Flatness Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.1.3 Relic Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.1.4 Baryon Asymmetry Problem . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.1.5 Initial Perturbation/Structure Problem . . . . . . . . . 29 iii