天体物理学

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2016年9月7日 (三) 03:48富甲一方讨论 | 贡献的版本

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  天体物理学汉语拼音:Tianti Wulixue;英语:Astrophysics),应用物理学的技术、方法和理论,研究天体的形态、结构、运动、化学组成、物理状态、起源和演化规律等的科学。天文学和物理学的分支学科。

  19世纪中叶以前,对天体的物理性质只有零星的研究。19世纪中叶,分光学、光度学和照相术被广泛用于研究天体的结构、化学组成和物理状态,天体物理学才逐渐形成了完整的科学体系,成为一门独立的分支学科。以后的近100年里,光学观测几乎是唯一的观测手段。20世纪40年代探测到了太阳的无线电辐射,射电天文开始蓬勃发展。从50年代起,火箭和探空技术为大气外层空间观测创造了条件。人们可以观测天体发出的从射电、红外、光学、紫外、X射线直至γ射线的全部电磁辐射,天体物理学进入了全波段观测时代。

  天体物理学从研究方法来说,可分为实测天体物理学和理论天体物理学。前者研究天体物理学中基本观测技术、各种仪器设备的原理和结构,以及观测资料的分析处理,从而为理论研究提供资料或者检验理论模型。光学天文学是实测天体物理学的重要组成部分。后者则是对观测资料进行理论分析,建立理论模型,以解释各种天象。同时,还可预言尚未观测到的天体和天象。

  天体物理学按照研究对象,可分为:①太阳物理学。研究太阳表面的各种现象、太阳内部结构、能量来源、化学组成等。太阳同地球有着密切的关系。研究太阳对地球的影响也是太阳物理学的一个重要方面。②太阳系物理学。研究太阳系内除太阳以外的各种天体,如行星、卫星、小行星、流星、陨星、彗星。行星际物质等的性质、结构、化学组成等。③恒星物理学。研究各种恒星的性质、结构、物理状况、化学组成、起源和演化等。银河系的恒星有一、二千亿颗,其物理状况千差万别。有些恒星上具有非常特殊的条件,如超高温、超高压、超高密、超强磁场等等,这些条件地球上并不具备。利用恒星上的特殊物理条件探索物理规律是恒星物理学的重要任务。④恒星天文学。研究银河系内的恒星、星团、星云、星际物质等的空间分布和运动特性,从而深入探讨银河系的结构和本质。⑤星系天文学,又称河外天文学。研究星系(包括银河系)、星系团、星系际空间等的形态、结构、运动、组成、物理性质等。⑥宇宙学。从整体的角度来研究宇宙的结构和演化。包括侧重于发现宇宙大尺度观测特征的观测宇宙学和侧重于研究宇宙的运动学和动力学以及建立宇宙模型的理论宇宙学。⑦天体演化学。研究天体的起源和演化。对太阳系的起源和演化的研究起步最早。虽然已取得许多重要成果,但还没有一个学说被认为是完善的而被普遍接受。恒星的样品丰富多彩,对恒星的起源和演化的研究取得了重大进展,恒星演化理论已被普遍接受。对星系的起源和演化的研究还处于摸索阶段。

  天体物理学的各分支学科是互相关联、互相交叉的。随着新技术、新方法、新理论的出现和应用,天体物理学中涌现了一些新的分支学科,如射电天文学、红外天文学、紫外天文学、X射线天文学等。天体物理学同其他学科也是互相交叉、互相渗透的。近年来,也出现了一些交叉性的学科,如天体化学、天体生物学等。