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天文学科学家的主要工作是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学,内容包括天体的构造、性质和运行规律等。人类生在天地之间,从很早的年代就在探索宇宙的奥秘,因此天文学是一门最古老的科学,它-开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。
天文学科学家的主要工作是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学,内容包括天体的构造、性质和运行规律等。
人类生在天地之间,从很早的年代就在探索宇宙的奥秘,因此天文学是一i 门最古老的科学,它一开始就同人类的劳动和生存密切相关来源:https://www.sxphszu.cn/bkjj/202412-96.html。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。
天文学科学家的主要的研究对于我们的生活有很大的实际意义,如授时、编制历法、测定方位等。天文学的发展对于人类的自然观有很大的影响。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来;康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说,在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。
天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学的主要研究方法是观测,不断的创造和改良观测手段,也就成了天文学家们不懈努力的一个课题。天文学和其他学科一样,都随时同许多邻近科学互相借鉴,互相渗透。天文观测手段的每一次发展 ,又都给应用科学带来了有益的东西。
天文学科学家的工作循着观测理论观测的发展途径,不断把人的视野伸展到宇宙的新的深处。
近代天文学的四大发现都有哪些?
1. 天文中数学小知识
天文中数学小知识 1.有趣的天文科学小知识有哪些
有趣的天文科学小知识有光年是距离单位、太阳的颜色、太阳系中表面温度最高的行星、太阳系中表面风速最快的行星、太阳系中度日如年的行星。
1、光年是距离单位
光年是天文大尺度距离单位,并非时间单位。鉴于光速在真空中不受惯性系和参考系限制而恒定不变的性质,人类把光速作为衡量距离的精准单位,还有一种含义,因为“光年”包含“年”这个字,而年通常是时间单位。
一光年就是光运行一年的距离,科学界把这个年定义为儒略年:365.25年;这样一光年精确的距离为:9460730472580800m,通俗来讲,一光年大概是:9.46万亿公里。目前人类最远探测器是于1977年发射的旅行者一号距离地球约216亿公里,也只有一光年的0.22%。
2、太阳的颜色
太阳真正的颜色是白色。我们之所以把太阳看成**,是因为地球的大气层更不容易将高波长的颜色,比如红色、橘色和**,散射出去。
因此,这些波长的颜色就是我们看到的,这也就是太阳呈现出**的原因。要是离开地球在太空中看太阳的话,就会发现太阳真正的颜色是百色(我也没看过,不知道会不会发现眼睛已经被闪瞎)。
3、太阳系中表面温度最高的行星
太阳系中表面温度最高的行星不是距离太阳最近的水星,而是金星。水星虽然距离太阳最近,但是水星表面温度在白天可以达到427℃,而金星由于有着浓密的二氧化碳气体,导致强烈的温室效应。
其表面温度最高可以达到500℃,就算在金星夜晚也有400多℃,使得金星表面平均温度有400多℃以上。顺便说下,水星因为其夜间温度可以下降至-183℃,使得水星是太阳系中表面温差最大的行星,表面昼夜温差高达600℃。
4、太阳系中表面风速最快的行星
海王星大黑斑是出现在海王星上的暗斑,如同木星的大红斑一样来源:https://sxphszu.cn/xwzx/202412-41.html。它在1989年被NASA的航海家2号太空船检测到,虽然他似乎与木星的大红斑一样,但它是个反气旋风暴,它被相信是个相对来说没有云彩的区域。
这个斑点的大小与地球近似,并且非常像木星上的大红斑。起初认为它是与大红斑一样的风暴,但更接近的观察显示它是黑暗的,并且是向海王星内部凹陷的椭圆形。
围绕在大黑斑周围的风速经测量高达每时2400公里(1500英里),是太阳系中最快的风,大黑斑被认为是海王星被甲烷覆盖时产生的一个洞孔,类似于地球上的臭氧洞来源:https://www.fplkm.cn/bkjj/202412-32.html。
5、太阳系中度日如年的行星
金星的公转周期是224.7个地球日,而自转周期是243个地球日,也就是说金星的一天要比一年长18个地球日,在哪里是名副其实的“度日如年”。
至于原因还没有定论,不过有一点需要注意的是,金星是太阳系中唯一一个逆向自转的大行星,自转方向是自东向西,也就是说在金星上看太阳是西升东落。
2.关于数学的小知识
高斯(Gauss 1777~1855)生于Brunswick,位于现在德国中北部。
他的祖父是农民,父亲是泥水匠,母亲是一个石匠的女儿,有一个很聪明的弟弟,高斯这位舅舅,对小高斯很照顾,偶而会给他一些指导,而父亲可以说是一名「大老粗」,认为只有力气能挣钱,学问这种劳什子对穷人是没有用的。 高斯很早就展现过人才华,三岁时就能指出父亲帐册上的错误。
七岁时进了小学,在破旧的教室里上课,老师对学生并不好,常认为自己在穷乡僻壤教书是怀才不遇。高斯十岁时,老师考了那道著名的「从一加到一百」,终于发现了高斯的才华,他知道自己的能力不足以教高斯,就从汉堡买了一本较深的数学书给高斯读。
同时,高斯和大他差不多十岁的助教Bartels变得很熟,而Bartels的能力也比老师高得多,后来成为大学教授,他教了高斯更多更深的数学。 老师和助教去拜访高斯的父亲,要他让高斯接受更高的教育,但高斯的父亲认为儿子应该像他一样,作个泥水匠,而且也没有钱让高斯继续读书,最后的结论是--去找有钱有势的人当高斯的赞助人,虽然他们不知道要到哪里找。
经过这次的访问,高斯免除了每天晚上织布的工作,每天和Bartels讨论数学,但不久之后,Bartels也没有什么东西可以教高斯了。 1788年高斯不顾父亲的反对进了高等学校。
数学老师看了高斯的作业后就要他不必再上数学课,而他的拉丁文不久也凌驾全班之上。 1791年高斯终于找到了资助人--布伦斯维克公爵费迪南(Braunschweig),答应尽一切可能帮助他,高斯的父亲再也没有反对的理由。
隔年,高斯进入Braunschweig学院。这年,高斯十五岁。
在那里,高斯开始对高等数学作研究。并且独立发现了二项式定理的一般形式、数论上的「二次互逆定理」(Law of Quadratic Reciprocity)、质数分布定理(prime numer theorem)、及算术几何平均(arithmetic-geometric mean)。
1795年高斯进入哥廷根(G?ttingen)大学,因为他在语言和数学上都极有天分,为了将来是要专攻古典语文或数学苦恼了一阵子。到了1796年,十七岁的高斯得到了一个数学史上极重要的结果。
最为人所知,也使得他走上数学之路的,就是正十七边形尺规作图之理论与方法。 希腊时代的数学家已经知道如何用尺规作出正 2m*3n*5p 边形,其中 m 是正整数,而 n 和 p 只能是0或1。
但是对于正七、九、十一边形的尺规作图法,两千年来都没有人知道。而高斯证明了: 一个正 n 边形可以尺规作图若且唯若 n 是以下两种形式之一: 1、n = 2k,k = 2, 3,… 2、n = 2k * (几个不同「费马质数」的乘积),k = 0,1,2,… 费马质数是形如 Fk = 22k 的质数。
像 F0 = 3,F1 = 5,F2 = 17,F3 = 257, F4 = 65537,都是质数。高斯用代数的方法解决二千多年来的几何难题,他也视此为生平得意之作,还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上,但后来他的墓碑上并没有刻上十七边形,而是十七角星,因为负责刻碑的雕刻家认为,正十七边形和圆太像了,大家一定分辨不出来。
1799年高斯提出了他的博士论文,这论文证明了代数一个重要的定理: 任一多项式都有(复数)根。这结果称为「代数学基本定理」(Fundamental Theorem of Algebra)。
事实上在高斯之前有许多数学家认为已给出了这个结果的证明,可是没有一个证明是严密的。高斯把前人证明的缺失一一指出来,然后提出自己的见解,他一生中一共给出了四个不同的证明。
在1801年,高斯二十四岁时出版了《算学研究》(Disquesitiones Arithmeticae),这本书以拉丁文写成,原来有八章,由于钱不够,只好印七章。 这本书除了第七章介绍代数基本定理外,其余都是数论,可以说是数论第一本有系统的着作,高斯第一次介绍「同余」(Congruent)的概念。
「二次互逆定理」也在其中。 二十四岁开始,高斯放弃在纯数学的研究,作了几年天文学的研究。
当时的天文界正在为火星和木星间庞大的间隙烦恼不已,认为火星和木星间应该还有行星未被发现。在1801年,意大利的天文学家Piazzi,发现在火星和木星间有一颗新星。
它被命名为「谷神星」(Cere)。现在我们知道它是火星和木星的小行星带中的一个,但当时天文学界争论不休,有人说这是行星,有人说这是彗星。
必须继续观察才能判决,但是Piazzi只能观察到它9度的轨道,再来,它便隐身到太阳后面去了。因此无法知道它的轨道,也无法判定它是行星或彗星。
高斯这时对这个问是产生兴趣,他决定解决这个捉摸不到的星体轨迹的问题。高斯自己独创了只要三次观察,就可以来计算星球轨道的方法。
他可以极准确地预测行星的位置。果然,谷神星准确无误的在高斯预测的地方出现。
这个方法--虽然他当时没有公布--就是「最小平方法」 (Method of Least Square)。 1802年,他又准确预测了小行星二号--智神星(Pallas)的位置,这时他的声名远播,荣誉滚滚而来,俄国圣彼得堡科学院选他为会员,发现Pallas的天文学家Olbers请他当哥廷根天文台主任,他没有立刻答应,到了1807年才前往哥廷根就任。
1809年他写了《天体运动理论》二册,第一册包含了微分方程、圆椎截痕和椭圆轨道,第二册他展示了如何估计行星的轨道。高斯在天文学上的。
3.数学小知识
1、早在2000多年前,我们的祖先就用磁石制作了指示方向的仪器,这种仪器就是司南。
2、最早使用小圆点作为小数点的是德国的数学家,叫克拉维斯。
4、“七巧板”是我国古代的一种拼板玩具,由七块可以拼成一个大正方形的薄板组成,拼出来的图案变化万千,后来传到国外叫做唐图。
5、传说早在四千五百年前,我们的祖先就用刻漏来计时。
6、中国是最早使用四舍五入法进行计算的国家。
7、欧几里得最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础,提出五大公设,发展为欧几里得几何,被广泛的认为是历史上最成功的教科书。
8、中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学家祖冲之把圆周率数值推算到了第7位数。
9、荷兰数学家卢道夫把圆周率推算到了第35位。
10、有“力学之父”美称的阿基米德流传于世的数学著作有10余种,阿基米德曾说过:给我一个支点,我可以翘起地球。这句话告诉我们:要有勇气去寻找这个支点,要用于寻找真理。
扩展资料
数学(mathematics或maths,来自希腊语,“máthēma”;经常被缩写为“math”),是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科,从某种角度看属于形式科学的一种。
在人类历史发展和社会生活中,数学也发挥着不可替代的作用,也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。
参考资料数学_搜狗百科
4.天文小知识
口径(即物镜之直径)是天文望远镜的绝对参数。
放大倍数=物镜焦距/目镜焦距(约为口径的毫米数),物镜焦距越长或目镜焦距越短,倍数就越高,但受口径限制,倍数太高就没有实际的效果了。一般放大倍数不大于口径毫米数的2倍。口径mm*0.2=有效最高倍数。 来源:https://www.sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-207.html
折射式使用方便,视野较大,星像明亮,维护方便,看行星好。
反射式无色差,口径越大获得越大的集光力,看星云好。
焦比F=焦距/口径(一般所说焦距即为物镜焦距)
短焦距镜(小焦比,焦比<=6)适合观星云、寻慧星 ;
中焦距镜(中焦比,6<;焦比<=15)适合观测双星、聚星、变星和星团 ;
长焦距镜(大焦比,焦比>15)适合观测月亮和行星。来源:https://sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-244.html
5.咨询几个有关宇宙天文学的小知识
其他的都是发射过人造卫星而已。
目前疑似有生命的就是火星月球表面温度-233~123℃。月球是实核。
百科有相关的资料。 不能说宇宙中的行星还有什么没有探索过,就连太阳系的行星都没有全部。
实际登陆过的就是卫星月球,光每秒是约30万公里。具体数据百科也有。来源:https://sxphszu.cn/bkjj/202412-107.html
中国有天文学家。 地面的还有空间的望远镜能看到多远并没有一个确切的数字,你可以看看新闻或者其他相关的网站可以看到。
光年是光在一年走的路程。哈勃能看到冥王星,但只是一个模糊的圆形,只是在中国天文的普及率没有像其他国家那么高。
美国的那个飞船好像已经飞出了太阳系的边缘,具体资料在相关的网站都可以看。
6.请说出几条天文小知识
▲.什么是宇宙?
答:宇宙是天地万物的总称,它既没有边际,也没有尽头,同时也没有开始和终结。
▲.银河系有多大?
答:许许多多的恒星合在一起,组成一个巨大的星系,其中太阳系所在的星系叫银河系。银河系像一只大铁饼,宽约8万光年,中心厚约1.2万光年,恒星的总数在1000颗以上。
▲.为什么白天看不见星星?
答:因为白天部分阳光被大气中的气体和尘埃散射,把天空照得十分明亮,再加上太阳辐射的光线非常强烈,使我们看不出星星来了。
▲.太阳系里有哪些天体?
答:太阳系中有9大行星。它们依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。另外,太阳系里还有许多小行星,彗星和流星,已正式编号的小行星有2958颗。最著名的彗星是哈雷彗星。
▲.为什么星星有不同的颜色?
答:星星的颜色决定于它的温度。不同的颜色代表着不同的表面温度:发蓝的星星表面温度高,发红的星星表面温度低。
▲.最亮的星是什么星?
答:天空中最亮的星是大犬座里的天狼星,星等为1.46等。距地球8.7光年。
▲.怎样找北极星?
答:在天空中很容易找到北极星:先找到大熊星,再找到北斗七星。从勺头边上的那两颗指极星引出一条直线,它延长过去正好通过北极星。北极星到勺头的距离,正好是两颗指极星间距离的5倍。也可以通过“仙后座”找北极星。
▲.蓝天有多高?
答:“蓝天”其实是地球的大气层。大气层是包围着地球的空气,根据空气密度的不同分为5层,总共有2000-3000公里厚。但绝大部分空气都集中在从地面到15公里高以下的地方,越往高处空气越稀薄。大气层有多厚,蓝天就应该有多高。
▲.为什么天空是蓝色的?
答:当太阳光照射到地球的大气层时,蓝色光最容易从其他颜色中分离出来,扩散到空气中再反射出来。而其他颜色的光穿透能力很强,透过大气层照到地球上,于是我们看天空只能见到日光中的蓝色光。
7.求六年级数学的一些小知识
祖冲之来源:https://sxphszu.cn/bkjj/202412-19.html
(公元429年~500年)
祖冲之(429-500),中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学家。祖冲之的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里,从小就读了不少书,人家都称赞他是个博学的青年。他特别爱好研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观测太阳和星球运行的情况,并且做了详细记录。
祖冲之孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。
祖冲之在科学发明上是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上试航过,一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。
8.天文知识题
夜晚,仰头看天,天上星星一闪一闪地多美,从提孩时起人类一直都在关注着它们。
随着年龄的增长,知识的丰富,从认识“星星”到认知“星系”。宇宙(光世界)有1000亿个星系,每一个星系又包含数亿个恒星。
这些恒星有各自的质量,能量处在光世界里相应的质能量轨道上,由质量作用的三重性,宇宙(光世界)里引力场为主导的引力(正粒子)体系,伴存着电磁力(反粒子)体系,光子力(中性粒子)体系。引力场的中心点为(0+),中心处存在着强大的吸引力,此外还有强大的涡旋力、振动力(辐射),也就是,(0+)是独立星系体系的一股强大的“涡旋辐射引力”中心,这个“涡旋辐射引力”的能量是各个星体在引力条件下产生的“自旋±公旋±振动±辐射”能量的 *** 。
这个“涡旋辐射引力”中心称“黑洞”。从宇宙学家们不断地公布的“黑洞”照片支持了这个“涡旋黑洞”的存在。
反之,存在着“涡旋辐射电磁力”中心,称“白洞”以及中性粒子(光)力“背景辐射”的中心,称“虫洞”。冠以这三个洞中心为(0+,0-,00),它们在同一直线上。
鉴于星体三种性质的相互作用,形成偏心作用的势能(场)空间是“椭球体”。引力中心(0+)与椭球体几何中心(00)存在着一定距离(0+00),用相对性表示,存在相对因子|+η|=000+/R0。
“涡旋引力”方向(0+→00)(R0星系的平均半径)。同理,存在的斥力(电磁力)作用(与引力作用互为反对称)。
宇宙学家公布了星体“磁暴”,支持了电磁力场的存在,也就是说,在这个星系“椭球体”内同时存在的“涡旋辐射电磁场”,电磁力中心(0-)距椭球体几何中心(00),距离(000-),相对因子|-η|=(000-/R0)。“涡旋电磁力”方向为反向的0-→00,00→0-中性粒子的中心在00处或许是宇宙学家们发现的“宇宙空洞”。
即|-η|=|+η|,有|+η|+|-η|=0,反映了中性力(光子力)场是引力粒子(正粒子)与电磁粒子(反粒子)的聚合交换处,宇宙学家公布了“背景辐射”支持了中性粒子“虫洞”的存在。反映了“正反粒子的组合成为中性粒子”,外在“边界”中心处(又称拐点与奇点)。
边界(或中心)处正粒子势能与反粒子势力相互抵消零,成为中性粒子的势能。用相对性结构(RELH)原理解释,边界存在于星系的椭球中心(R=0),边界(R=1),以及半中心(R=(1/2)i(1/2),势能值U=(1-η2)U0(η=0,1,(1/2)i(1/2))当η=0,1时,U=U0η=(1/2)i(1/2)时,U=(1/2)U0U0=Σm0r0(星系的总势能值:包含着:运动(公旋)能自旋能,振动能,辐射能)。
这里:η=(1/2)i(1/2)是什么意思,答:是星系(粒子)半衰期的能量。“虫洞“在这里起了“奇点、拐点”作用(见(2010.5.14~17)在新浪博客LK*0570上发表《神奇的奇点拐点使用》,正反粒子在虫洞(奇点、拐点)的空间里,进行了粒子交换,改变了原有粒子性质。
但是,这个交换并不是直接进行,鉴于中性粒子在激发态时的不稳定性,它随机性地产生正、反、中性粒子(或反、正、中性粒子),与原有进来的反、正、中性(或正、反、中性)粒子结合,形成中性粒子,这个中性就是“光粒子”。剩下的粒子性质与原有进来的粒子相反(相同),输出反性(同性)粒子。
中性粒子在这里是媒介质粒子,这就是量小理论的“四个生成元“理论。过去科学家曾提出的“以太假设”也许出于此,由于没弄清三重性场的性质、作用,遭到遗弃,反映了科学的进步,在量子理论之前,根本不可能弄清中性场的性质、作用。来源:https://sxphszu.cn/xwzx/202412-51.html
现在我们在量子理论,相对论的科学基础上,开始注意到了中性粒子“虫洞”作用。“虫洞”不仅仅在“中心”,也在“边界” *** 着三大体系的粒子,通过“虫洞”(奇点、拐点)的交换,改变了原先粒子的“相互作用性质”或“相互作用”的区域。
限制了“引力在中心不是无限大”,“电磁力在边界不是无限发散”,引力子(正粒子)与电磁力(反粒子)质量各半,也就是说:同一个粒子同时存在着“正粒子、反粒子、中性粒子”作用的“三重性”。同样,也就决定了空间同时存在三种不同性质的涡旋力中心场(0+,0-,00),因此“黑洞、虫洞、白洞”相互关联、相互制约、相互并存。
因此,当我们看到“黑洞”必定有相应的“白洞”,也必定有“虫洞”。如果这个星体(粒子)很小(很大),那么,(0+00,000-)距离也可以很小(很大),相对因子(η=ri/R)是一样的没有区别。
也就是说“三洞”概念对于宏观星体,微现的粒子体都是一致的。在宇宙(光世界)中,当我们看到星体(粒子)时,星体(粒子)势能空间足够圆,或周围的行星分布几近均匀,η的数值相对较小((0+0-)接近(到达不了)几何中心00),我们可以看到这颗星(粒子)的中心内,在有强大的吸引力(强力、超强力),另有相应的电磁斥力(弱力、超弱力)存在,这就是霍金所说的“黑洞不黑”。
当η的数值相对较大时,也就是说椭球极扁,我们可以分别看到单纯的引力(涡旋、辐射)中心“黑洞”,在另一边必定存在着单纯电磁场(涡旋、辐射)中心“白洞”。在它们的距离(1/2)中心处,必定是中性中心“虫洞”可能是“宇宙空洞“。”
三洞“存在,推。
天文系的都学什么教科书
近代天文学的四大发现——类星体、脉冲星、星际分子和宇宙微波背景辐射无一不植根于射电天文学。在获物理诺贝尔奖的项目中,有7项涉及天文学,其中就有5项是直接或主要通过射电天文学手段取得的。
天体物理学
教材不是很固定,市面上流通的基本都可以,内容差不多。我们数学是同济的高等数学,线性代数,微分方程,数学物理方法,计算方法,信号处理分析,物理就是力学,理论力学,电磁学,光学,电动力学,热学,热力学与统计物理,原子物理,量子力学,大学物理实验,广义相对论,数学物理学的和物理系差不多。天文学课程都是老师的课件,除了天文学导论,教材用的市面上基本没有。。比如天体力学,球面天文学,太阳物理,射电天文学(这个有师大出版社的),恒星形成与演化,宇宙学等,还有天文相关的计算机语言fortran,matlab,idl
天体物理学(英语:Astrophysics),又称天文物理学,是研究宇宙的物理学,这包括星体的物理性质(光度,密度,温度,化学成分等等)和星体与星体彼此之间的相互作用。应用物理理论与方法,天体物理学探讨恒星演化、恒星结构、星际物质、宇宙微波背景、太阳系的起源和许多跟宇宙学相关的问题[1]。由于天体物理学是一门很广泛的学问,天文物理学家通常应用很多不同的学术领域,包括力学、电磁学、统计力学、量子力学、相对论、粒子物理学以及原子分子与光物理学等等。由于近代跨学科的发展,与化学、生物、 历史 、计算机、工程、古生物学、考古学、气象学等学科的混合,天体物理学目前大小分支300—500门主要专业分支,成为物理学当中最前沿的庞大领导学科,是引领近代科学及 科技 重大发展的前导科学,同时也是 历史 最悠久的古老传统科学。
来源:https://www.sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-234.html
天体物理实验数据大多数是依赖观测电磁辐射获得的。比较冷的星体,像星际物质或星际云会发射无线电波。大爆炸后,经过红移,遗留下来的微波,称为宇宙微波背景辐射。研究这些微波需要非常大的无线电望远镜。
太空 探索 大大地扩展了天文学的疆界。太空中的观测可让观测结果避免受到地球大气层的干扰,科学家常透过使用人造卫星在地球大气层外进行红外线、紫外线、伽马射线和X射线天文学等电磁波波段的观测实验,以获得更佳的观测结果。
光学天文学通常使用加装电荷耦合元件和光谱仪的望远镜来做观测。由于大气层的扰动会干涉观测数据的品质,故于地球上的观测仪器通常必须配备调适光学系统,或改由大气层外的空间天文台来观测,才能得到最优良的影像。在这频域里,恒星的可见度非常高。借着观测化学频谱,可以分析恒星、星系和星云的化学成分。
理论天体物理学家的工具包括分析模型和计算机模拟。天文过程的分析模型时常能使学者更深刻地理解个中奥妙;计算机模拟可以显现出一些非常复杂的现象或效应其背后的机制。
来源:https://fplkm.cn/zhishi/202412-81.html
在实践中,现代天文学研究通常涉及理论和观测物理领域的大量工作。天体物理学家的一些研究领域包括试图确定暗物质,暗能量,黑洞和其他天体的性质 ; 以及宇宙的起源和最终命运。理论天文学家还研究了太阳系的形成和演化。恒星动力学和演化 ; 星系的形成与演化 ;磁流体力学 ; 宇宙中物质的大尺度结构;宇宙线的起源; 广义相对论,狭义相对论,量子和物理宇宙学,其中包括弦宇宙学和天体粒子物理学。
大爆炸模型的两个理论栋梁是广义相对论和宇宙学原理。由于太初核合成理论的成功和宇宙微波背景辐射实验证实,科学家确定大爆炸模型是正确无误。最近,学者又创立了ΛCDM模型来解释宇宙的演化,这模型涵盖了宇宙暴胀(cosmic inflation)、暗能量、暗物质等等概念。
理论天体物理学家及实测天体物理学家分别扮演这门学科当中的两大主力研究者,两者专业分工。理论天体物理学家通常扮演大胆假设的研究者,理论不断推陈出新,对于数据的验证关心程度较低,假设程度太高时,经常会演变成伪科学,一般都是天体物理学研究者当中的激进人士。实测天体物理学家通常本身精通理论天体物理,在相当程度上来说也有能力自行发展理论,扮演小心求证的研究者,通常是物理实证主义的奉行者,只相信观测数据,经常对理论天体物理学所提出的假说进行证伪或证实的活动,一般都是天体物理学研究者当中的保守人士。
天文学的 历史 纪录虽然很久远,但是它长期以来都跟物理学分开,直到物理学发展才开始结合起来,主要发展的目的是历法。
天文学在 历史 当中,中国、欧洲、非洲、中东、印度、美洲都有独立的发展 历史 ,其中以中国的 历史 纪录长度最久,但是中国并没有发展出天体物理学,最早有天体物理学研究的纪录是印度。
天文学在古代 历史 上的发展分支:
来源:https://www.fplkm.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-188.html
中国古代天文学
印度古代天文学
非洲古代天文学
埃及古代天文学
非洲部落天文学
近东古代天文学
两河流域天文学来源:https://sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-239.html
美索不达米亚天文学
巴比伦天文学
阿拉伯天文学
巴格达学派
开罗学派
西阿拉伯学派
美洲古代天文学
玛雅天文学
欧洲古代天文学
希腊古代天文学
也有一种看法认为非洲古代天文学、两河流域天文学及美洲古代天文学都是由传说中的姆大陆及亚特兰提斯所流传而来的,但是这项说法缺乏考古学上的证据,虽无法证伪,但也无法证实。欧洲天文学主要源自于非洲古代天文学及两河流域天文学,现代天体物理学是由欧洲天文学建立起来的。
理论天体物理学的起点可由十六世纪开始计算起,绝大多数的理论提出系以“物理建模方法”提出假设,建立物理模型,验证方法则多数以“波普尔论证法”来进行确认,主要采取“证实主义”或“证伪主义”两种手法交错并用。理论的状态多数有以下几种:
全部理论证实:目前不存在。
部分理论证实:例如“广义相对论”及“牛顿力学”。
理论证伪:为数庞大,例如,中国的“混天说”。
技术力无法验证理论:例如,“夸克星”,通常都是理论当中存在尚未验证的物理假说。
理论错判证实:例如,“牛顿力学”曾经被错判证实。“夸克星”则曾经有两年的时间被认为已经找到(SN1987A,约1989-1990年之间被错误地认为存在夸克星)。
伪科学:数量庞大的民间学说,例如一整批以科幻小说为基础的幻想学说、科普及神学天体物理,通常的特征是理论自身不自洽。例如,“星际之门虫洞物理”,“星际之门”当中的“虫洞物理”与现实研究中的“虫洞物理”差距非常地大,而目前现实中的“虫洞物理”,实际也并未被列入合格的天体物理理论,实际的“虫洞物理”认为“虫洞”的大小如果小于一光年,则无任何可能传送任何物质进行太空旅行,“星际之门虫洞物理”与此差距极大,而开启虫洞颈部的维持能量是“负能量”,“星际之门虫洞物理”却是使用“正能量”来维持,“量子虫洞”是采用“虚粒子对相互作用”来维持“量子虫洞”的恒稳态,能够穿透“量子虫洞”的只有超流体,而“星际之门虫洞物理”却是什么物质都可以传送。事实上两者的说法都没有经过检验。
未经检验的假说:例如,“人造月球假说”及“平行宇宙”与一整批与霍金宣称有关的说法。由于通俗易懂、貌似合理,检验方法却需要耗费大量金钱,因而大批未经检验的假说在民间流传,被误认为已经检验的正统科学,透过大众文化传播,成为非专业信徒型学科。
绝大多数的天体物理理论都处于“部分理论证实”及“技术力无法验证理论”的状态,基本的过滤方式是“证实方法”或“证伪方法”,持续过滤到每一个步骤都与数据吻合。
现代理论天体物理学家使用多样的研究工具,包含了分析模型及计算机数值模拟,分析模型可以提供每一个步骤是否吻合现行或假设的物理定律,计算机数值模拟则主要用于推算出物理数学模型是否有矛盾之处。理论天体物理学家致力于发展理论模型以便理解这些模型与观测的拟合程度,这可以使观测者证实或证伪某个模型是否正确,并且从模型当中选择一个恰当的理论来说明观测数据。
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一旦某个物理模型大体上被验证,实测天体物理学家就会依据该模型输入观测资料,一旦发现某些不吻合之处,该理论就会进行修正,直到全面吻合,所有观测数据都合乎理论预测以后,便可称该理论为已经证实的天体物理理论。如果,理论与数据有大批不吻合,该理论会先被限定为有限理论,一直到发展出其他可以全面吻合的理论以后,该理论会被废弃掉。
理论天体物理研究的范围非常地广泛,包含了:“星体动力”、“星体演化”、“银河生成及演化”、“电磁动力”、“广义相对论”、“宇宙学”、“弦宇宙论”、“天体粒子物理”、“引力波”、“宇宙生命”、“宇宙航行”、“宇宙通讯”等等,课题包罗万象。
现代天体物理的发展方式多数采取物理数学的方法,先发展相关理论,然后再透过实测天体物理学的技术手段来验证,并且透过观测数据来修正理论上的缺失,因此常常会看到由于实测天体物理技术的发展,事后发现理论天体物理的陈述荒唐到完全无法吻合的现象,进而全面修正理论天体物理的模型。实测天体物理扮演天体物理当中最重要的把关及验证,因此,理论天体物理上的盖棺论定一向是由实测天体物理来执行,这也使得实测天体物理学家多数都是这个领域当中最保守的菁英人士在运行。
实测天体物理目前持有全球最尖端的 科技 来进行研究,技术的演进,天体物理实验数据已经可以采取多种管道获得,包含了地面各类望远镜、空间天文台及空间探测器。此外,由于需求的缘故,实测天体物理学家是目前建造超级电脑的最积极人士,全球最尖端的超级电脑有大批是由实测天体物理学家所建造及持有,其次则是高能物理学家所建造及持有,多数的实测天体物理学家同时也是电脑专家及理论物理学家,经常会透过全球虚拟天文台的数据互换来进行研究,超级运算的领域当中,有许多出身于实测天体物理学的工作者。
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