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天文学的发展

更新时间 2008-12-18 11:10:20 点击数:

文学的发展 tian wen xue de fa zhan
1, 天文学的发展

  天文学历史悠久

  近代天文学发展迅速

  发展余地很大

  新成果还会不断出现

  老结论可能被修改和推翻
1, tian wen xue de fa zhan

  tian wen xue li shi you jiu

  jin dai tian www。’’’lwkoo。’’’cn wen xue fa zhan xun su

  fa zhan yu di hen da

  xin cheng guo huan hui bu duan chu xian

  lao jie lun ke neng bei xiu gai he tui fan

  3大学科:

    天体测量学:测量天体的位置和距离

    天体力学:研究天体之间的关系

  天体物理:研究天体的形态、物理状态、结构、化学组成;         

      天体的产生和演化

  天体物理学是主流

  3大观测波段:

    光学天文学

    射电天文学

    高能天文学(X射线、γ射线)

      其它:紫外天文,红外天文、宇宙线天文学、引力波天文学、

     中微子天文学等

2,天文学的研究对象

   行星层次: 地球、其它8大行星,小行星、彗星、陨星

   恒星层次: 太阳及其它恒星

   星系层次: 银河系、河外星系、类星体、星系群、星系团

   宇宙整体

  行星层次发展前进3步曲

   (1),第谷  测量天体的位置及变化(观测资料积累)

   (2),开普勒 发现行星3大定律 (资料分析,经验定律)

   (3),牛顿  万有引力定律  (由天体运行总结出物理规律,成为天

     体物理学的里程碑)

太阳系行星的空间探测最热门

    人类要突破只能被动观测的局限!

    登月和探测火星

      人类对宇宙奥秘的探索是无止境的!

        有没有生命(或适合生命繁衍生存的条件)?

        有没有值得开采的矿产?

        有没有可能成为人类生活、科研的基地?(月基天文台等) 

太阳系研究的重大进展

  托勒玫-地球中心说(虽然该学说是完全错误的,但在刚建立时还是推动

     了天文学研究的发展。’’’)

  哥白尼-太阳中心说

  开普勒-行星运动3定律

  牛顿-万有引力

恒星层次:丰富多彩的恒星世界

     正在诞生的恒星

     恒星爆炸

     恒星演化的归宿:

       白矮星、中子星和黑洞

     恒星的能源

     恒星的化学成分来源

     恒星的内部结构

星系层次:

    银河系大得惊人(10万光年)

      约有1000多亿颗恒星。’’’

  银河系外

    有数10亿个河外星系

      最远的距离可达150亿光年

空间尺度

l    地球直径   1。’’’3×10-9光年

l    太阳直径   1。’’’47×10-7光年

l    太阳系范围  1。’’’2×10-3光年

l    最近的恒星  4。’’’3×光年

l    银河系范围  105光年(10万光年)

l    最近的星系  106光年(百万光年)

l    富星系团   107光年(千万光年)

l    可测宇宙 1。’’’5×1010光年(150亿光年)

3,天文学与物理学的相互促进

   20世纪初物理学家预言推动着天文学发展:

      光线在太阳引力场中弯曲

      水星近日点的运动规律

      引力场中的光谱红移

      中子星的存在

      宇宙微波背景辐射的存在

      黑洞的存在

   物理学是天文学的理论基础:

    原子物理学、量子力学、原子核物理学、狭义相对论、广义相对论、 

      等离子体物理学、固态物理学、致密态物理学、高能物理学、

    相对论天体物理学;等离子体天体物理学;高能天体物理学;宇宙磁流

      体力学;核天体物理学

天文学观测的贡献:

天文学的发展已对物理学产生重大影响:

   万有引力定律的获得;氦元素的发现;热核聚变的概念;白矮星理论等。’’’

向物理学提出挑战的问题:

   视超光速现象;类星体、星系核和g 射线暴的能源等。’’’

天体和宇宙是物理学的巨大实验室:

    天文观测为物理学的基本理论提供了地球上实验室无法得到的物理现象

   和物理过程。’’’在宇宙中所发生的种种物理过程比地球上所能发生的多得

   多。’’’

  (1),极端物理条件实验室

    如中子星:超高密、超强磁场、超强压力、超高温和超强辐射的空间实

    验室;

  (2),引力实验室;

  (3),等离子体实验室;

  (4),超流超导实验室;

  (5),高能带电粒子加速器等 

  物理学家涉足天文学领域的研究成为必然。’’’天体物理学已成为物理学的重要分支。’’’

  天文学家密切注视物理学的发展,希图用物理学的原理来解释我们的宇宙的过去、现在和将来。’’’

  大多数诺贝尔奖项目的研究成果是物理学和天文学最完美的结合。’’’

4,天文学与诺贝尔奖

  诺贝尔奖的颁发始于1901年设立物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学

奖、和平奖共5份奖金。’’’没有设天文学奖!

  和天文学密切相关的诺贝尔物理学奖获奖项目:

  (1)1936年奥地利物理学家黑斯因发现宇宙线而荣获诺贝尔物理学奖。’’’

他在 1911—1912年,用气球把电离室送到离地面5千多米的高空,进行大

气导电和电离的实验,发现了来自地球之外的宇宙线。’’’

  (2)汤斯 1964年因微波激射器的研制和激光的研究获的诺贝尔奖。’’’

   他在1957年预言星际分子的存在,并于1963年在实验室里测出羟基(OH)

   的两条处在射电频段的谱线。’’’这些分子谱线处在厘米波和毫米波段。’’’ 

   1967年发现星际分子,证实他的预言,开辟了毫米波天文学新领域。’’’

(3)美国物理学家贝特(Bethe)因核反应理论研究获1967年诺贝尔物理学

奖。’’’1938年他提出太阳和恒星的能量来源理论,认为太阳中心温度极高,

太阳核心的氢核聚变生成氦核释放出大量的能量。’’’

诺贝尔物理学奖天文成果获奖项目

  天文奖从1970年为起点在5个年度,7项物理学奖授予9位天文学家。’’’

  210世纪最后的30年中天文学家获诺贝尔物理学奖实现0的突破。’’’

l    阿尔文,瑞典天文学家,太阳和宇宙磁流体力学获1970年诺贝尔奖。’’’

(阿尔文波,磁冻结)

l    赖尔,英国天文学家,发明综合孔径射电望远镜,获1974年诺贝尔奖

l    休伊什,英国天文学家,发现脉冲星,证认为中子星,获1974年诺贝尔奖

l    钱德拉塞卡,美籍印度天文学家,恒星演化及白矮星质量上限,获1983年诺贝尔奖

l    福勒,美国天文学家,恒星上元素的合成,获1983年诺贝尔奖

l    彭齐亚斯和威耳逊,美国天文学家,发现宇宙背景辐射,荣获1985年诺贝尔奖

l    泰勒,美国天文学家,赫尔斯,美国天文学家,发现脉冲双星、引力辐射验证,共获1993年诺贝尔物理学奖诺贝尔奖获得者

诺贝尔物理学奖获得者的特点:

敢于冲破传统观念;

自强不息、拼搏奋进,不达目的誓不罢休的品质;

  从事当时最前沿的创新性课题;

  具有当时最适合的研究条件;

  取得获奖成果时比较年轻;

     9人中,33岁以前取得获奖成果的有6人

       赫尔斯取得获奖成果时是23岁

       钱德拉塞卡20~23岁和研究成果

       应该获奖的贝尔发现脉冲星时23岁

5,诺贝尔奖离我们有多远?

  9位获奖人的国籍

   美国6人(包括美籍德国人和美籍印度人各1名)

   英国2人

   瑞典1人

     中国人无缘诺贝尔奖!

我国天文研究单位

  (1),中科院国家天文观测中心(国家天文台)北京天文台(密云射电观测站;怀柔太阳观测站;兴隆光学观测站)

  (2),紫金山天文台(本部;青海德林哈射电观测站)

  (3),云南天文台(昆明)

  (4),上海天文台(佘山观测站)

  (5),陕西天文台(国家时间中心)

  (6),南京天文仪器研制中心

   其它:乌鲁木齐天文站;长春人造卫星观测站;广州人造卫星观测站。’’’

我国天文教育单位:

  (1),南京大学天文系

  (2) 北京大学天文系

  (3) 北京师范大学天文系

  (4) 中国科技大学应用物理和天文系

  (5) 华中师大物理系天体物理研究所

  (6) 南京师范大学物理系天体物理研究所

中国天文学会

     北京天体物理中心 (北方)

     南京天体物理中心 (南方)

天文观测条件现状

   近20年是我国天文学发展最快的时期,天文观测设备有较大的改善。’’’有:

     2。’’’16米口径的光学望远镜,

     太阳磁场望远镜,

     25米口径射电望远镜,

     28面天线的综合孔径射电望远镜,

     13。’’’7米直径毫米波射电望远镜陆续建成。’’’

差距

   和国际上天文研究强国相比,我国天文学还比较落后,研究条件还比较

  差,原始性、创新性特强的课题还太少。’’’

   我国最大的光学望远镜是2。’’’16米的光学望远镜,但美国1917年有口径2。’’’54

米的反射望远镜。’’’我国最大的射电望远镜口径是25米,但国际上在60年代

就有口径64米、76米、305米口径的射电望远镜。’’’

    目前我国还没有1个天文卫星上天。’’’

 

前景美好

大项目将陆续上马!

  (1),大天区多目标光纤光谱天文望远镜

  正在北京天文台研制的( LAMOST)口径为4米,大口径和大视场兼

而有之。’’’这是国家科学工程大项目。’’

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