精選百科
本文由作者推薦
天體物理學(xué)
本詞條是多義詞，共2個(gè)義項(xiàng)
天文學(xué)的主要分支
天體物理學(xué)(astrophysics)既是天文學(xué)的一個(gè)主要分支，也是物理學(xué)的分支之一，它是利用物理學(xué)的技術(shù)、方法和理論來(lái)研究天體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、物理?xiàng)l件、化學(xué)組成和演化規(guī)律的學(xué)科。
天體物理學(xué)分為：太陽(yáng)物理學(xué)、太陽(yáng)系物理學(xué)、恒星物理學(xué)、恒星天文學(xué)、行星物理學(xué)、星系天文學(xué)、宇宙學(xué)、宇宙化學(xué)、天體演化學(xué)等分支學(xué)科。另外，射電天文學(xué)、空間天文學(xué)、高能天體物理學(xué)也是它的分支。
用物理學(xué)的技術(shù)和方法分析來(lái)自天體的電磁輻射，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(lái)闡明發(fā)生在天體上的物理過(guò)程，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)。
基本信息
| 中文名 | 天體物理學(xué) |
| 外文名 | Astrophysics |
| 學(xué)術(shù)領(lǐng)域 | 力學(xué)、相對(duì)論、粒子物理學(xué)等 |
| 研究對(duì)象 | |
| 類別 | |
| 人物 | 愛(ài)因斯坦、哈勃等 |
| 學(xué)科代碼 | 16020 |
收起
發(fā)展
天體物理學(xué)
十九世紀(jì)中葉，三種物理方法——分光學(xué)、光度學(xué)和照相術(shù)廣泛應(yīng)用于天體的觀測(cè)研究以后，對(duì)天體的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、物理狀態(tài)的研究形成了完整的科學(xué)體系，天體物理學(xué)開(kāi)始成為天文學(xué)的一個(gè)獨(dú)立的分支學(xué)科。
天體物理學(xué)的發(fā)展，促使天文觀測(cè)和研究不斷出現(xiàn)新成果和新發(fā)現(xiàn)。1859年，基爾霍夫對(duì)太陽(yáng)光譜的吸收線(即夫瑯和費(fèi)譜線)作出科學(xué)解釋。他認(rèn)為吸收線是光球所發(fā)出的連續(xù)光譜被太陽(yáng)大氣吸收而成的，這一發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了天文學(xué)家用分光鏡研究恒星；1864年，哈根斯用高色散度的攝譜儀觀測(cè)恒星，證認(rèn)出某些元素的譜線，以后根據(jù)多普勒效應(yīng)又測(cè)定了一些恒星的視向速度；1885年，皮克林首先使用物端棱鏡拍攝光譜，進(jìn)行光譜分類。通過(guò)對(duì)行星狀星云和彌漫星云的研究，在仙女座星云中發(fā)現(xiàn)新星。這些發(fā)現(xiàn)使天體物理學(xué)不斷向廣度和深度發(fā)展。
1859年﹐基爾霍夫根據(jù)熱力學(xué)規(guī)律解釋太陽(yáng)光譜的夫瑯和費(fèi)線﹐斷言在太陽(yáng)上存在著某些和地球上一樣的化學(xué)元素﹐這表明﹐可以利用理論物理的普遍規(guī)律從天文實(shí)測(cè)結(jié)果中分析出天體的內(nèi)在性質(zhì)﹐是為理論天體物理學(xué)的開(kāi)端。
理論天體物理學(xué)的發(fā)展緊密地依賴于理論物理學(xué)的進(jìn)步﹐幾乎理論物理學(xué)每一項(xiàng)重要突破﹐都會(huì)大大推動(dòng)理論天體物理學(xué)的前進(jìn)。二十世紀(jì)二十年代初量子理論的建立﹐使深入分析恒星的光譜成為可能﹐并由此建立了恒星大氣的系統(tǒng)理論。三十年代原子核物理學(xué)的發(fā)展﹐使恒星能源的疑問(wèn)獲得滿意的解決﹐從而使恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論迅速發(fā)展﹔并且依據(jù)赫羅圖的實(shí)測(cè)結(jié)果﹐確立了恒星演化的科學(xué)理論。1917年愛(ài)因斯坦用廣義相對(duì)論分析宇宙的結(jié)構(gòu)﹐創(chuàng)立了相對(duì)論宇宙學(xué)。
1920年，薩哈提出恒星大氣電離理論，通過(guò)埃姆登、史瓦西、愛(ài)丁頓等人的研究，關(guān)于恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理論逐漸成熟；1905年，赫茨普龍在觀測(cè)基礎(chǔ)上將部分恒星分為巨星和矮星；1913年，羅素按絕對(duì)星等與光譜型繪制恒星分布圖，即赫羅圖；1916年，亞當(dāng)斯和科爾許特發(fā)現(xiàn)相同光譜型的巨星光譜和矮星光譜存在細(xì)微差別，并確立用光譜求距離的分光視差法。1938年，貝特提出了氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)理論，成功地解決了主序星的產(chǎn)能機(jī)制問(wèn)題。
1929年，哈勃在研究河外星系光譜時(shí)，提出了哈勃定律，這極大地推動(dòng)了星系天文學(xué)的發(fā)展；1931～1932年，央斯基發(fā)現(xiàn)了來(lái)自銀河系中心方向的宇宙無(wú)線電波；四十年代，英國(guó)軍用雷達(dá)發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)的無(wú)線電輻射，從此射電天文蓬勃發(fā)展起來(lái)；六十年代用射電天文手段又發(fā)現(xiàn)了類星體、脈沖星、星際分子、微波背景輻射。
1946年美國(guó)開(kāi)始用火箭在離地面30～100公里高度處拍攝紫外光譜。1957年，蘇聯(lián)發(fā)射人造地球衛(wèi)星，為大氣外層空間觀測(cè)創(chuàng)造了條件。以后，美國(guó)、西歐、日本也相繼發(fā)射用于觀測(cè)天體的人造衛(wèi)星。世界各國(guó)已發(fā)射數(shù)量可觀的宇宙飛行器，其中裝有各種類型的探測(cè)器，用以探測(cè)天體的紫外線、x射線、γ射線等波段的輻射。從此天文學(xué)進(jìn)入全波段觀測(cè)時(shí)代。
定義
天體物理學(xué)圖解
天體物理學(xué)涉及的領(lǐng)域廣泛，天文物理學(xué)家通常應(yīng)用不同學(xué)科的方法，包括力學(xué)、電磁學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、量子力學(xué)、相對(duì)論、粒子物理學(xué)等進(jìn)行研究。
隨著近代跨學(xué)科的發(fā)展，其與化學(xué)、生物、歷史、計(jì)算機(jī)、工程、古生物學(xué)、考古學(xué)、氣象學(xué)等學(xué)科混合，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，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)，同時(shí)也是歷史最悠久的古老傳統(tǒng)科學(xué)。
研究?jī)?nèi)容
檢測(cè)儀器
天體物理學(xué)
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(lái)做觀測(cè)。由于大氣層會(huì)干涉觀測(cè)數(shù)據(jù)的品質(zhì)，還必須配備調(diào)適光學(xué)系統(tǒng)，或使用太空望遠(yuǎn)鏡，才能得到最優(yōu)良的影像。在這頻域里，恒星的可見(jiàn)度非常高。借著觀測(cè)化學(xué)頻譜，可以分析恒星、星系和星云的化學(xué)成份。
除了宇宙線的粒子探測(cè)、隕石的實(shí)驗(yàn)室分析、宇宙飛行器對(duì)太陽(yáng)系天體的實(shí)地采樣和分析，以及尚在努力探索中的引力波觀測(cè)之外，關(guān)于天體的信息都來(lái)自電磁輻射。天體物理儀器的作用是對(duì)電磁輻射進(jìn)行收集定位、變換和分析處理。電磁輻射的收集和定位是由望遠(yuǎn)鏡(包括射電望遠(yuǎn)鏡)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
從輻射的連續(xù)譜可以判斷輻射的機(jī)制，還可以得知天體的表面溫度；從早型星的巴耳末系限上的跳變，可以得知天體的表面壓力；由UBV測(cè)光系統(tǒng)也可粗略地確定恒星的光度和溫度值。從線譜可以獲得更多的信息：視向速度、電子溫度、電子密度、化學(xué)組成、激發(fā)溫度端流速度。對(duì)雙星的觀測(cè)研究，可以得到天體的半徑、質(zhì)量和光度等重要數(shù)據(jù)。研究脈動(dòng)變星的光變周期與光度之間的關(guān)系，可以確定天體的距離。
理論模型
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。天文過(guò)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；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。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)，科學(xué)家確定大爆炸模型是正確無(wú)誤。學(xué)者又創(chuàng)立了ΛCDM模型來(lái)解釋宇宙的演化，這模型涵蓋了宇宙膨脹（cosmic inflation）、暗能量、暗物質(zhì)等等概念。
輻射轉(zhuǎn)移理論是解釋已知天象的有力工具，而且還可以預(yù)言尚未觀測(cè)到的天體和天象。以輻射轉(zhuǎn)移理論為基礎(chǔ)建立的恒星大氣理論，以熱核聚變概念為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的元素合成理論、恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論和天體演化理論，乃是理論天體物理學(xué)的基礎(chǔ)。
研究人員
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，在相當(dāng)程度上來(lái)說(shuō)也有能力自行發(fā)展理論，扮演小心求證的研究者，通常是物理實(shí)證主義的奉行者，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(shuō)進(jìn)行證偽或證實(shí)的活動(dòng)，一般都是天體物理學(xué)研究者當(dāng)中的保守人士。
研究對(duì)象
?太陽(yáng)系
太陽(yáng)是離地球最近的一顆普通恒星。對(duì)太陽(yáng)的研究，經(jīng)歷了從研究它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、能量來(lái)源、化學(xué)組成和靜態(tài)表面結(jié)構(gòu)，到使用多波段電磁輻射研究它的活動(dòng)現(xiàn)象的過(guò)程。太陽(yáng)風(fēng)的影響能夠?yàn)槲覀冎苯痈惺堋?/span>日地關(guān)系密切，所以研究有關(guān)地球的科學(xué)，必須考慮太陽(yáng)的因素。
對(duì)行星的研究是天體物理學(xué)的一個(gè)重要方面。近二十年來(lái)，對(duì)彗星的研究以及對(duì)行星際物質(zhì)的分布、密度、溫度、磁場(chǎng)和化學(xué)組成等方面的研究，都取得了重要成果。隨著空間探測(cè)的進(jìn)展，太陽(yáng)系的研究又成為最活躍的領(lǐng)域之一。
二百多年來(lái)，關(guān)于太陽(yáng)系的起源和演化問(wèn)題已提出四十多種學(xué)說(shuō)，但至今還沒(méi)有一個(gè)學(xué)說(shuō)被認(rèn)為是完善的而被普遍接受。近三十年來(lái)這方面有了很大進(jìn)展，大多數(shù)天文學(xué)家贊成的恒星演化學(xué)說(shuō)是所謂的“彌漫說(shuō)”，但也有少數(shù)人認(rèn)為恒星是由超密物質(zhì)轉(zhuǎn)化而成的。
?特殊恒星
特殊恒星更是多種多樣：造父變星的光變周期為1～50天，光變幅為0.1～2個(gè)星等；長(zhǎng)周期變星的光變周期為90～1000天，光變幅為2.5～9個(gè)星等；天琴座RR型變星的光變周期為0.05～1.5天，光變幅不超過(guò)1～2個(gè)星等；金牛座 T型變星光變不規(guī)則各種各樣的恒星，為研究恒星的形成和演化規(guī)律提供了樣品。另外，天體上特殊的物理?xiàng)l件，在地球上往往并不具備，利用天體現(xiàn)象探索物理規(guī)律，是天體物理學(xué)的重要職能。
?星系
通過(guò)多年研究，人們對(duì)銀河系的整體圖像以及太陽(yáng)在銀河系中的地位，有了比較正確的認(rèn)識(shí)。銀河系的直徑為十萬(wàn)光年，厚兩萬(wàn)光年。通過(guò)對(duì)銀河系恒星集團(tuán)的研究，建立和證實(shí)了星族和銀河系次系等概念。對(duì)銀河系自轉(zhuǎn)、旋臂結(jié)構(gòu)、銀核和銀暈也進(jìn)行了大量研究。
分類
天體物理學(xué)
按照研究對(duì)象分類是它的主要分類方法，可分為：
太陽(yáng)學(xué)科
①太陽(yáng)物理學(xué)
天體物理學(xué)
②太陽(yáng)系物理學(xué)
研究太陽(yáng)系內(nèi)除太陽(yáng)以外的各種天體，如行星、衛(wèi)星、小行星、流星、隕星、彗星。行星際物質(zhì)等的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成等。
恒星學(xué)科
③恒星物理學(xué)
研究各種恒星的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、物理狀況、化學(xué)組成、起源和演化等。銀河系的恒星有一、二千億顆，其物理狀況千差萬(wàn)別。有些恒星上具有非常特殊的條件，如超高溫、超高壓、超高密、超強(qiáng)磁場(chǎng)等等，這些條件地球上并不具備。利用恒星上的特殊物理?xiàng)l件探索物理規(guī)律是恒星物理學(xué)的重要任務(wù)。④恒星天文學(xué)。研究銀河系內(nèi)的恒星、星團(tuán)、星云、星際物質(zhì)等的空間分布和運(yùn)動(dòng)特性，從而深入探討銀河系的結(jié)構(gòu)和本質(zhì)。
④恒星天文學(xué)
星系學(xué)科
⑤行星物理學(xué)
⑥星系天文學(xué)
又稱河外天文學(xué)，研究星系（包括銀河系）、星系團(tuán)、星系際空間等的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、組成、物理性質(zhì)等。
宇宙學(xué)科
⑦宇宙學(xué)
從整體的角度來(lái)研究宇宙的結(jié)構(gòu)和演化。包括側(cè)重于發(fā)現(xiàn)宇宙大尺度觀測(cè)特征的觀測(cè)宇宙學(xué)和側(cè)重于研究宇宙的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)以及建立宇宙模型的理論宇宙學(xué)。
⑧宇宙化學(xué)
⑨天體演化學(xué)
天體物理學(xué)
天體物理學(xué)的各分支學(xué)科是互相關(guān)聯(lián)、互相交叉的。隨著新技術(shù)、新方法、新理論的出現(xiàn)和應(yīng)用，天體物理學(xué)中涌現(xiàn)了一些新的分支學(xué)科，如射電天文學(xué)、紅外天文學(xué)、紫外天文學(xué)、X射線天文學(xué)等。天體物理學(xué)同其他學(xué)科也是互相交叉、互相滲透的。也出現(xiàn)了一些交叉性的學(xué)科，如天體化學(xué)、天體生物學(xué)等。
其他學(xué)科
射電天文學(xué)是通過(guò)觀測(cè)天體的無(wú)線電波來(lái)研究天文現(xiàn)象的一門學(xué)科。由于地球大氣的阻攔，從天體來(lái)的無(wú)線電波只有波長(zhǎng)約1毫米到30米左右的才能到達(dá)地面，迄今為止，絕大部分的射電天文研究都是在這個(gè)波段內(nèi)進(jìn)行的。射電天文學(xué)以無(wú)線電接收技術(shù)為觀測(cè)手段，觀測(cè)的對(duì)象遍及所有天體：從近處的太陽(yáng)系天體到銀河系中的各種對(duì)象，直到極其遙遠(yuǎn)的銀河系以外的目標(biāo)。射電天文波段的無(wú)線電技術(shù)，到二十世紀(jì)四十年代才真正開(kāi)始發(fā)展。
?空間天文學(xué)
通過(guò)在高層大氣和大氣外層空間進(jìn)行天文探測(cè)，收集資料，進(jìn)行天文研究的學(xué)科。天文學(xué)和空間科學(xué)的邊緣學(xué) 科。天體在不斷發(fā)出r射線、X射線、紫外、可見(jiàn)光、紅外、射電波等不同波長(zhǎng)的電磁波，但只有可見(jiàn)光和它兩側(cè)的近紅外光、近紫外光，1毫米至30米的射電波，以及紅外波段中的幾小段波長(zhǎng)區(qū)間的輻射能到達(dá)地面，其余都被地球大氣吸收或反射了。人造衛(wèi)星上天后，人們得以完全克服地球大氣的屏障，開(kāi)始了對(duì)天體整個(gè)電磁波段的觀測(cè)，導(dǎo)致了空間天文學(xué)的誕生?？臻g天文學(xué)采用高空飛機(jī)、平流層氣球、探空火箭、人造地球衛(wèi)星、行星際探測(cè)器、航天器等各種運(yùn)載工具。20世紀(jì)60年代以后，對(duì)太陽(yáng)系天體的空間探測(cè)成果豐碩：阿波羅飛船6次把宇航員送上月球，進(jìn)行了實(shí)地考察；行星際探測(cè)器多次實(shí)現(xiàn)了對(duì)水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星的考察，有許多重大發(fā)現(xiàn)，還獲得了行星際空間有關(guān)太陽(yáng)風(fēng)、行星際介質(zhì)、行星際磁場(chǎng)等的大量珍貴資料。
?高能天體物理學(xué)
天體物理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。主要任務(wù)是研究天體上發(fā)生的各種高能現(xiàn)象和高能過(guò)程。它涉及的面很廣，既包括有高能粒子（或高能光子）參與的各種天文現(xiàn)象和物理過(guò)程，也包括有大量能量的產(chǎn)生和釋放的天文現(xiàn)象和物理過(guò)程。最早，高能天體物理學(xué)主要限于宇宙線的探測(cè)和研究，真正作為一門學(xué)科是20世紀(jì)60年代后才建立起來(lái)的。60年代以后，各種新的探測(cè)手段應(yīng)用到天文研究中，一大批新天體、新天象的發(fā)現(xiàn)，使高能天體物理學(xué)得到了迅速發(fā)展。高能天體物理學(xué)的研究對(duì)象包括類星體和活動(dòng)星系核、脈沖星、超新星爆發(fā)、黑洞理論、X射線源、γ射線源、宇宙線、各種中微子過(guò)程和高能粒子過(guò)程等等。
天體物理學(xué)
...
克的荷電粒子﹔發(fā)現(xiàn)星系核的爆發(fā)現(xiàn)象和激烈的活動(dòng)現(xiàn)象。研究意義
人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)不斷擴(kuò)大，不僅使人們愈來(lái)愈深入地了解宇宙的結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律，同時(shí)也促使物理學(xué)在揭示微觀世界的奧秘方面取得進(jìn)展。氦元素就是首先在太陽(yáng)上發(fā)現(xiàn)的，過(guò)了二十多年后才在地球上找到。熱核聚變概念是在研究恒星能源時(shí)提出的。由于地面條件的限制，某些物理規(guī)律的驗(yàn)證只有通過(guò)宇宙這個(gè)“實(shí)驗(yàn)室”才能進(jìn)行。六十年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)——類星體、脈沖星、星際分子、微波背景輻射，促進(jìn)了高能天體物理學(xué)、宇宙化學(xué)、天體生物學(xué)和天體演化學(xué)的發(fā)展，也向物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)提出了新的課題。
相關(guān)合集
物理學(xué)的分支學(xué)科
共8個(gè)詞條876閱讀
力學(xué)
研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)
粒子物理學(xué)
物理學(xué)分支
熱力學(xué)
物理學(xué)的分支
查看更多
天體物理學(xué)相關(guān)的文章
菊亞族學(xué)名Chrysantheminae O. Hoffm，春黃菊族植物，花托無(wú)托毛或有托毛，但絕無(wú)托片。它的下級(jí)分類有亞菊屬，畫(huà)筆菊屬，木茼葶屬，短舌菊屬，小甘菊屬，石胡荽屬，筒蒿屬，鞘冠菊屬等。
雞肉炒飯是一種食物，制作原料主要有雞肉、米、鹽等。焯蔬菜是尤其是綠葉蔬菜時(shí)，要在水開(kāi)后加少許鹽和油，蔬菜焯好后馬上倒入涼水里冰一下。這樣會(huì)使綠色蔬菜顏色更好看，味道也好吃。
Gelato是意大利的甜品代表，與冰淇淋相似但有所不同。它選用時(shí)令水果、天然堅(jiān)果、奶、蛋等原料，甚至制作過(guò)程不再加一滴水，因此更為新鮮、低熱、富有創(chuàng)意。與冰淇淋相比，Gelato更注重原料的質(zhì)量和口感，被奉為冰淇淋的經(jīng)典。冰淇淋源于中國(guó)，在元朝時(shí)期已有制作，是以飲用水、牛乳、奶粉、奶油（或植物油脂）
葡萄（Vitis vinifera L.），別名賜紫櫻桃，菩提子，山葫蘆，蒲陶，草龍珠等，葡萄科（Vitaceae）葡萄屬（Vitis）植物。該物種的原生分布地位于歐洲中南部至中亞和伊朗北部，世界各地均有栽培。葡萄喜歡光照充足、干燥和夏季高溫的氣候。葡萄是木質(zhì)藤本植物，莖圓柱形，卷須分枝成兩叉，與葉
漢朝（英語(yǔ)：The Han Dynasty，公元前202年-公元220年），是繼秦朝之后的大一統(tǒng)王朝，分為西漢、東漢時(shí)期，共歷二十九帝，享國(guó)四百零五年。
武威郡，古稱涼州、雍州、雍涼、姑臧、休屠、西州，西北首府、六朝古都。意為彰顯大漢帝國(guó)的武功軍威到達(dá)祁連山的雍涼之地，西漢元狩二年（前121年）置，今甘肅省武威市，隸屬?zèng)鲋荽淌凡浚嗡藐埃ń窀拭C省武威市涼州區(qū)）。西漢元狩二年（前121年），西漢政府為顯示大漢帝國(guó)的武功軍威，在西北地區(qū)原休屠王領(lǐng)地置武
尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
作者
