伽玛射线暴（GRBs）在1967年首次由美国Vela卫星探测到，此后就一直是一个极具吸引力的谜。直到1997年，意大利和荷兰的BeppoSAX卫星对GRB970228进行精确定位，跟上的余辉观测确定了伽玛暴（长暴）的宇宙学起源。伽玛暴已经成为当今天体物理中一个研究热点，吸引着不同研究方向的天体物理学家参与进来。 观测表明，典型的伽玛暴发生在红移z～1的宇宙学距离尺度上。基于伽玛暴宇宙学起源和瞬变特点，人们已经建立了标准火球模型，可以成功地解释伽玛暴及其余辉的主要观测特性。进一步修正标准模型中的某些基本假定，就能够令人满意地拟合伽玛暴及其余辉观测上的细节特性，我们称这些修正为后标准效应。然后，时至今日，人们对伽玛暴的能源机制，简单说就是伽玛暴火球是怎么产生形成的，仍知之甚少，这是伽玛暴研究领域的公认的难题。 伽玛暴的发展历史表明，理论和观测是相辅相成的。重要的理论预言可以走在观测的前面，新的观测结果可以激发人们大胆而深入的理论探讨。例如，伽玛暴余辉和光学闪就是先有理论预言而后被观测所证实的。类似地，伽玛暴现有观测样本中的标准烛光关系激发了对伽玛暴宇宙学的广泛讨论。 本文主要包含三个方面的内容：第一章介绍伽玛暴及其余辉的观测；第二和三章回顾火球—激波模型和后标准效应；第四章介绍伽玛暴中的各种可能的标准烛光关系。第五、六和七章讨论伽玛暴的宇宙学应用，这是我硕士研究生期间的主要工作。 伽玛暴宇宙学是我们组自己开辟的一个新方向。由于伽玛暴具有高红移和其发射的伽玛射线对尘埃消光免疫的优势，伽玛暴很可能会成为一类新的独特的宇宙学探针。而伽玛暴中业已发现的标准烛光关系—虽然可能会受观测样本比较小的影响—使得伽玛暴宇宙学在不久的将来很可能建立并得到长足发展。