天體物理學(xué)入門書籍:
向守平老師的《天體物理概論》
天體物理學(xué)(Astrophysics)是應(yīng)用物理學(xué)的技術(shù)努酸、方法和理論曙寡,研究天體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)拖吼、化學(xué)組成授滓、物理狀態(tài)和演化規(guī)律的天文學(xué)分支學(xué)科琳水。該科學(xué)主要是通過力學(xué)、相對(duì)論般堆、粒子物理學(xué)等來研究宇宙中各種天體的物理科學(xué)變化在孝,如太陽物理學(xué)、星系天文學(xué)等淮摔。在天體物理學(xué)中有突出貢獻(xiàn)的著名科學(xué)家有赫羅圖私沮、愛因斯坦、哈勃等噩咪。
中文名
天體物理學(xué)
外文名
Astrophysics
研究對(duì)象
宇宙
類別
太陽物理學(xué)顾彰、星系天文學(xué)等
學(xué)術(shù)理論
力學(xué)极阅、相對(duì)論胃碾、粒子物理學(xué)等
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學(xué)科介紹
天體物理學(xué)
天體物理學(xué)分為:太陽物理學(xué)、太陽系物理學(xué)筋搏、恒星物理學(xué)仆百、恒星天文學(xué)、行星物理學(xué)奔脐、星系天文學(xué)俄周、宇宙學(xué)、宇宙化學(xué)髓迎、天體演化學(xué)等分支學(xué)科峦朗。另外,射電天文學(xué)排龄、空間天文學(xué)波势、高能天體物理學(xué)也是它的分支。
天體物理學(xué)是研究宇宙的物理學(xué)橄维,這包括星體的物理性質(zhì)(光度尺铣,密度,溫度争舞,化學(xué)成分等等)和星體與星體彼此之間的相互作用凛忿。應(yīng)用物理理論與方法,天體物理學(xué)探討恒星結(jié)構(gòu)竞川、恒星演化店溢、太陽系的起源和許多跟宇宙學(xué)相關(guān)的問題叁熔。由于天體物理學(xué)是一門很廣泛的學(xué)問,天文物理學(xué)家通常應(yīng)用很多不同的學(xué)術(shù)領(lǐng)域逞怨,包括力學(xué)者疤、電磁學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)叠赦、量子力學(xué)驹马、相對(duì)論、粒子物理學(xué)等等除秀。由于近代跨學(xué)科的發(fā)展糯累,與化學(xué)、生物册踩、歷史泳姐、計(jì)算機(jī)、工程暂吉、古生物學(xué)胖秒、考古學(xué)、氣象學(xué)等學(xué)科的混合慕的,天體物理學(xué)大小分支大約三百到五百門主要專業(yè)分支阎肝,成為物理學(xué)當(dāng)中最前沿的龐大領(lǐng)導(dǎo)學(xué)科,是引領(lǐng)近代科學(xué)及科技重大發(fā)展的前導(dǎo)科學(xué)肮街,同時(shí)也是歷史最悠久的古老傳統(tǒng)科學(xué)风题。
天體物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)大多數(shù)是依賴觀測(cè)電磁輻射獲得。比較冷的星體嫉父,像星際物質(zhì)或星際云會(huì)發(fā)射無線電波沛硅。大爆炸后,經(jīng)過紅移绕辖,遺留下來的微波摇肌,稱為宇宙微波背景輻射。研究這些微波需要非常大的無線電望遠(yuǎn)鏡仪际。
太空探索大大地?cái)U(kuò)展了天文學(xué)的疆界围小。由于地球大氣層的干擾,紅外線弟头、紫外線吩抓、伽馬射線和X射線天文學(xué)必須使用人造衛(wèi)星在地球大氣層外做觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。
光學(xué)天文學(xué)通常使用加裝電荷耦合元件和光譜儀的望遠(yuǎn)鏡來做觀測(cè)赴恨。由于大氣層會(huì)干涉觀測(cè)數(shù)據(jù)的品質(zhì)疹娶,還必須配備調(diào)適光學(xué)系統(tǒng),或使用太空望遠(yuǎn)鏡伦连,才能得到最優(yōu)良的影像雨饺。在這頻域里钳垮,恒星的可見度非常高。借著觀測(cè)化學(xué)頻譜额港,可以分析恒星饺窿、星系和星云的化學(xué)成份。
理論天體物理學(xué)家的工具包括分析模型和計(jì)算機(jī)模擬移斩。天文過程的分析模型時(shí)常能使學(xué)者更深刻地理解內(nèi)中奧妙肚医;計(jì)算機(jī)模擬可以顯現(xiàn)出一些非常復(fù)雜的現(xiàn)象或效應(yīng)。
大爆炸模型的兩個(gè)理論棟梁是廣義相對(duì)論和宇宙學(xué)原理向瓷。由于太初核合成理論的成功和宇宙微波背景輻射實(shí)驗(yàn)證實(shí)肠套,科學(xué)家確定大爆炸模型是正確無誤。學(xué)者又創(chuàng)立了ΛCDM模型來解釋宇宙的演化猖任,這模型涵蓋了宇宙膨脹(cosmicinflation)你稚、暗能量、暗物質(zhì)等等概念朱躺。
理論天體物理學(xué)家及實(shí)測(cè)天體物理學(xué)家分別扮演這門學(xué)科當(dāng)中的兩大主力研究者刁赖,兩者專業(yè)分工。理論天體物理學(xué)家通常扮演大膽假設(shè)的研究者长搀,理論不斷推陳出新宇弛,對(duì)于數(shù)據(jù)的驗(yàn)證關(guān)心程度較低,假設(shè)程度太高時(shí)盈滴,經(jīng)常會(huì)演變成偽科學(xué)涯肩,一般都是天體物理學(xué)研究者當(dāng)中的激進(jìn)人士轿钠。
天體物理學(xué)
實(shí)測(cè)天體物理學(xué)家通常本身精通理論天體物理巢钓,在相當(dāng)程度上來說也有能力自行發(fā)展理論,扮演小心求證的研究者疗垛,通常是物理實(shí)證主義的奉行者症汹,只相信觀測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)常對(duì)理論天體物理學(xué)所提出的假說進(jìn)行證偽或證實(shí)的活動(dòng)贷腕,一般都是天體物理學(xué)研究者當(dāng)中的保守人士背镇。
銀河系有一、二千億顆恒星泽裳,其物理狀態(tài)千差萬別瞒斩。球狀體、紅外星涮总、天體微波激射源胸囱、赫比格一阿羅天體,可能都是從星際云到恒星之間的過渡天體瀑梗。
金牛座T型變星光變不規(guī)則烹笔,沒有固定的周期裳扯;新星爆發(fā)時(shí)拋出大量物質(zhì),光度急驟增加幾萬到幾百萬倍谤职;有的紅巨星的半徑比太陽半徑大1000倍以上饰豺;白矮星的密度為每立方厘米一百公斤到十噸,中子星密度更高達(dá)每立方厘米一億噸到一千億噸允蜈。
各種各樣的恒星冤吨,為研究恒星的形成和演化規(guī)律提供了樣品。另外饶套,天體上特殊的物理?xiàng)l件锅很,在地球上往往并不 具備,利用天體現(xiàn)象探索物理規(guī)律凤跑,是天體物理學(xué)的重要職能爆安。
通過各種觀測(cè)手段,人們的視野擴(kuò)展到150億光年的宇宙“深處“仔引。這就是“觀測(cè)到的宇宙”扔仓,或稱為“我們的宇宙”,也就是總星系咖耘。
研究表明翘簇,宇宙物質(zhì)由化學(xué)元素周期表中近百種化學(xué)元素和289種同位素組成。在不同宇宙物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了地球上不存在的礦物和分子儿倒。
用物理學(xué)的技術(shù)和方法分析來自天體的電磁輻射版保,可得到天體的各種物理參數(shù)。根據(jù)這些參數(shù)運(yùn)用物理理論來闡明發(fā)生在天體上的物理過程夫否,及其演變是實(shí)測(cè)天體物理學(xué)和理論天體物理學(xué)的任務(wù)彻犁。
理論物理學(xué)中的輻射、原子核凰慈、引力汞幢、等離子體、固體和基本粒子等理論微谓,為研究類星體森篷、宇宙線、黑洞脈沖星豺型、星際塵埃仲智、超新星爆發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
天體物理學(xué)是應(yīng)用物理學(xué)的技術(shù)姻氨、方法和理論钓辆,研究天體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成岩馍、物理狀態(tài)和演化規(guī)律的天文學(xué)分支學(xué)科碉咆。
天體上特殊的物理?xiàng)l件,在地球上往往并不具備蛀恩,所以利用天體現(xiàn)象探索物理規(guī)律疫铜,是天體物理學(xué)的重要職能。
天體物理學(xué)的發(fā)展双谆,促使天文觀測(cè)和研究不斷的出現(xiàn)新成果和新發(fā)現(xiàn)壳咕,使天體物理學(xué)不斷向廣度和深度發(fā)展。