天体物理学(天体物理学)

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天体物理学

天体物理学研究什么

天体物理学探樱罩索的主题包括:恒星,行星,星系,星云和宇宙中其他物体的诞生,生与死。

1、天庆胡体物理学的定义

天体物理学是空间科学的一个分支,它应用物理和化学定律来寻求理解宇宙和我们在其中的位置。它有两个兄弟科学,天文学和宇宙学,尽管这些分支之间的界限可能会模糊。天体物理学创造了宇宙中小型物体和结构的物理理论。天文学测量天体的位置光度位置和其他特征。宇宙学涵盖了宇宙最大的结构和整个宇宙。这三个领域形成了一个紧密结合的大家庭。

2、天体物理学的里程碑

我们无法直接与遥远的宇宙物体相互作用,但我们可以观察它们发出的辐射,而天体物理学的大部分内容都与研究这种辐射并努力解释其背后的机制有关。关于恒星本质的第一个想法出现在19世纪中叶,来自蓬勃发展的光谱分析科学,这是空脊差闹间科学的重要支柱,这意味着观察特定物质在加热时吸收和发射的特定光的频率。

随着核物理、量子力学和粒子物理学领域的发展,在20世纪上半叶,人们有可能制定关于核聚变如何为恒星提供动力的理论。这些理论描述了恒星如何形成,生存和死亡,他们成功地解释了观察到的不同类型的恒星的分布,它们的光谱,光度,年龄和其他特征。

什么是天体物理学?

物理学和天文学的结合产生了天体物理学,在19世纪末达到了鼎盛时期,当时人们广泛使用天文望远镜观测从天体发来的光谱信息。人们分析这些光谱从而大大扩展了对天体的认识。进入20世纪,无线电开始得到了应用。出乎科学家的预料,无线电工程刚刚发展,就成了天文学的重要工具。到了20世纪中叶,以射电天文望远镜为主要工具的射昌型电天文学已经成为天文学的一个重要分支学科,许多重要天文发现由此产生。一座座射电天文望远镜不分昼夜,在世界各地指向太空,不停地捕捉来自宇宙的信息,其本领远远超过光学望远镜!我们现在就来对射电天文学的发展做些简单的介绍。从中可以看到有关的一些物理学家察迅橘为射电天文学的发展所做的多项创造性贡献。首先要提到的是宇宙无线电波的发现者,败团他名叫央斯基(K.G.Jansky)。

天体物理学是什么专业

天体物理学是启樱应用物理学的技术、方法和理论悄咐丛,研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。 扩展资料

天体物理学专业培养符合国家建设需要,为祖国和人民服务的,具有良好道德品质和科学素质的,具有集体主义精神,实事求是,追求真理,献身科学教育事业的,具有宽厚和扎实基础知识和良好实验科研能力的天体专门人才和高等院校师资。

获得本专业硕士学位的研究生应掌握天体物理学科坚实、宽简数厚的基础知识 ,较全面和深入的专业知识,熟悉本专业研究方向的发展前沿和热点。硕士论文选题时,应对国内外研究现状进行较全面的调研和分析,在此基础上,完成具有创造性的`研究成果。熟练掌握一门外语,包括专业阅读和写作,以及能用外语进行简单的学术交流。

1、天体物理学具体专攻包括。

行星天文学:以行星为研究目标,除了物理学外也要涉及大气科学、地质学和生物学的知识。

恒星天文学:研究恒星、星云和黑洞。

太阳天文学:专门深入研究太阳。

星系天文学:研究星系。

宇宙学:研究大尺度上的宇宙,及大爆炸之后的宇宙演化史。

天体测量学:研究天体运行的精确计算,预测日食或流星雨等现象,是天文学最古老的分支。

2、天体物理学专业的研究方向。

本专业分六个方向。方向一:引力效应,研究的内容为经典引力效应和量子引力效应;方向二:黑洞,研究的内容为黑洞可观测效应,黑洞演化和黑洞热力学;方向三:宇宙学。研究的内容为暴涨宇宙学和量子宇宙学;方向四:相对天体物理,研究的内容为致密天体引力性质;方向五:星系形成和演化,研究的内容为星系的形成,星系的演化;方向六:致密天体,研究的内容为白矮星和中子星。

天体物理学

一个月前读了尼尔泰森的《给忙碌者的天体物理学》,终于在黑暗的考试月后,整理出来。在对话宇宙的过程,我们能否从生命起源的最初,去更好的认清自己,和这个世界的联系。

关于宇宙,你应该知道的常识有3个:

1.宇宙起源于137亿年前的一次“大爆炸”。

2.在引力平衡的前提下,宇宙存在暗物质,但目前还没有观察到。

3.宇宙也存在暗能量,正是这个暗能量,让宇宙加速膨胀!(暗物质和暗能量对于我们而言,现在还是个谜)

为了不让我自己写不下去,我尽量挑有趣的现象着墨,同时,我们可以来一道开胃菜:

这是一张在地球上、晚上拍摄的太阳照片。注意,晚上,太阳可是在地球的另一面。物理学家把照相机镜头向下,透过地球,拍到了太阳!

那是因为这张照片拍的不是太阳光,而是太阳发射的中微子。中微子,是最难跟任何仪器发生相互作用的东西,它们横穿整个地球都畅通无阻……但最终还是被物理学家捕捉到了。

所以只要暗物质存在,物理学家就一定有办法“看到”它。

以下是几个耳能详熟,但又不太容易理解的概念,我认为你应该知道。

1.广义相对论

牛顿的万有引力定律是个非常漂亮、也相当精确的理论,但是它有一个本质的缺陷。牛顿引力是一种“超距作用”。这里有个质量很大的物体,你立即就感受到它的引力 —— 可是这个力是怎么传播的呢?连光速都有限,引力信息难道能瞬间到达吗?牛顿自己也意识到了这个问题,但是他没办法。

直到1916年,爱因斯坦提出广义相对论。爱因斯坦说,你可以把引锋燃力当成是空间的弯曲。用一句话概括他的思想,就是“物质告诉空间怎么弯曲,空间告诉物质怎么运动。”大质量物体改变它周围空间的弯曲程度,其他物体根据感受到的弯曲空间运动,引力不再是超距作用了,它通过空间传递。

因为引力是一个可传递的东西,广义相对论马上就预言了“引力波”的存在。然后等到2016年,物理学家果然观测到了引力波。

咱们想想这件事吧。十三亿年以前,在距离地球十三亿光年远的地方,有两个黑洞发生了碰撞。这次碰撞带来的引力波,向全宇宙传播。碰撞发生的时候,地球上只有一些最原始的单细胞生物。引力波慢慢传递过来……在此期间,地球上演化出了智人、智人有了文化、爱因斯坦出生,写下了广义相对论的引力场方程……然后一直到2016年,也就是碰撞发生十三亿年以后,我们截获了这个引力波!

.2.宇宙膨胀

我先来解释一下,“宇宙膨胀”到底是什么意思。 宇宙大爆炸和寻常一颗炸*弹*****的爆炸可不一样,大爆炸带来的膨胀,是空间本身的膨胀。广义相对论认为“空间”并不是一片虚空,而是一个可以传播引力、可以变形可以弯曲的实实在在的东西。

在宇宙起源之前,时空根本不存在。大爆炸以后空间膨胀了,日月星辰才有了在其中玩耍的场所。我们可以把空间想象成一张实实在在的网 —— 所有东西都是放在这张网上,而网本氏基扰身可以变大。

3.哈勃改变了世界观

到了1929年,美国天文学家哈勃迎来一个改变世界观的时刻。当时哈勃对银河系以外那些广阔空间中的星系,做了一个系统性的观测。他发现,星系发出的光的光谱,有一个往红端的移动。

这就是所谓“红移”,也就是频率都变小了一些。这种现象我们在生活中也能遇到。波动都是这样的,当这个物体向你跑过来的时候,它的频率会增加;当这个物体离你而去的时候,他的频率会减少。 比如一个火车鸣笛,如果是火车面向你开过来,你会觉得鸣笛声音更尖锐一点;如果是火车是离你而去,你会觉得鸣笛声音更低沉。

那星系光谱的红移就只能说明一个问题:所有这些歼旦远方的星系,都在离我们而去。而且通过精确测量各个星系光谱红移的程度,哈勃还发现,这些星系离我们而去的速度,和它们到我们的距离成正比。

这就好比说你站在一个大广场上,你发现周围所有人都在离你而去,而且距离你越远的人,跑得越快!

哈勃发现的,就是宇宙正在膨胀。

科学家再通过超新星亮度算的实际距离,比用宇宙膨胀历史算的距离长了15%。这就意味着,宇宙膨胀不但没有减速,而且还加速了!

这个发现历经检验确认无疑,最后三个科学家因此获得2011年诺贝尔奖。

如果以上的知识太过于枯燥,你可以直接看这一段:

暗能量是真空中的能量。宇宙越膨胀,真空越大,暗能量就越大。现在物理学家知道,在50亿年以前,暗能量的比例达到一定数值,宇宙就已经开始加速膨胀了。

而随着空间越来越大,暗能量越来越多,宇宙膨胀的加速度也会越来越大。这就意味着远方的星系是以越来越快的速度离我们而去,不可能再回头。

物理学家计算,再过一万亿年,除了银河系以外,我们的天空中将会再也看不到其他的星星。

如果我们这个文明不能把现在关于宇宙的知识流传到那个时候,如果那时候还有智慧生命的话,那时的天文学家将会认为宇宙里就只有一个银河系。他们的宇宙观会跟我们很不一样,他们将无从知道宇宙里其实有那么多星系!

因为缺少关键信息,他们永远都想不到宇宙曾经有过这样的历史。

但是还有更可怕的。泰森说他做了一个噩梦。如果说一万亿年以后的人缺少关键信息,那么我们这一代人,是不是也缺少了某些关键信息,以至于有关这个宇宙,有些东西是我们永远都不能理解的呢?

要知道,这个宇宙根本没有义务让你理解。

宇宙观:

我们这个宇宙不太可能是一场计算机模拟游戏。因为如果你只是为了哄地球人玩,模拟这么一个世界的话,你完全没有必要把宇宙场景设定得这么大。如果宇宙的绝大部分是我们永远都不可能访问的,那那些遥远星系的存在对我们到底有什么意义呢?

宇宙学视角的一个重要意义就是让我们谦卑一点。

泰森说,比如你观察小孩。小孩总是把身边一点小事儿当成天大的事儿。玩具坏了,他就哭闹。膝盖擦破一点皮,他就大喊大叫。他们以为自己是世界的中心,因为他们经验太少,不知道世界上有比这些大得多的事儿。

那我们作为大人,是不是也有同样幼稚的想法呢?我们是不是也会不自觉地认为世界应该绕着自己转呢?别人跟你信仰不同,你就要打击;别人跟你政治观点不一样,你就想控制。如果你有点宇宙学视角,你可能会觉得人跟人的区别不但不是坏事,反而还值得珍视。

探索宇宙可能会给我们带来一些实际的物质好处,也可能纯粹是因为有趣。 但是泰森说,探索宇宙还有一个功能,就是让我们保持把眼光放远的态度。

如果你只看自己这一亩三分地,你慢慢总会认为世界就应该绕着你转,你一定会变得无知和自大。愿意向外探索,实在是事关谦卑的美德。

好在我们这个宇宙没有义务让我们理解。它现在还充满未知!

最后让我们再看一张图片

这是一张著名的照片。1990年,旅行者1号探测器即将飞出太阳系的时候,在距离地球60亿公里的地方,美国国家航空航天局命令它回头再看一眼,拍摄了60张照片。照片上的光带是相机镜头反射的太阳光。其中的这一张上正好包括了地球 —— 就是图中那个亮点

这就是我们的家!

泰森的老师,天体物理学家、也是著名的科学作家卡尔·萨根,看了这张照片非常感慨,他在1996年的一个颁发学位典礼上就此说过一段非常著名的话:

这本书无疑激起了我对宇宙的的向往,而这种向往在长大以后,就再也没有被想起来了。越长大越生活在小小的个体里,能了解到宇宙的历史宏伟之后,方知道作为个体的渺小。心存敬畏,时常感恩。


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