世纪天体物理学成就
盘点19-20世纪之交的科学重大发现
盘点19-20世纪之交的科学重大发现19-20世纪之交是物理学发展史上不平凡的时期，堪称物理学的黄金时代。
这一期间的物理学有许多新的发现，这些发现与经典理论存在着不可调和的矛盾，迫使人们冲破原有理论框架的束缚，从新的视觉探索理解物质世界，从而诞生了相对论和量子理论。
现在我们就来盘点一下这个时期的重大发现。
1. 1895年伦琴发现X射线2. 1896年贝克勒尔发现放射性3. 1896年塞曼发现磁致光谱线分裂4. 1897年汤姆生发现电子5. 1898年卢瑟福发现α射线6. 1898年居里夫妇发现放射性元素钋和镭7. 1899-1900年卢梅尔和鲁本斯等人发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布率8. 1900年维拉德Gamma射线9. 1901年考夫曼发现电子的质量随速度增加10. 1902年勒那德发现光电效应基本规律11. 1902年里查森发现热电子发射规律12. 1903年卢瑟福发现放射性元素的蜕变规律1.1895年伦琴发现X射线X射线的发现过程，是一个充满偶然性的故事。
1895年，德国物理学家威廉·康拉德·伦琴进行有关密封玻璃管里的发光现象的研究——在装有两个电极的真空玻璃管（雷钠管）的电极上实加高电压放电。
这项实验在当时并不是新鲜事，有很多人感兴趣研究，一加高电压，雷钠管内就会发光，但是对于为什么发光却一直是一个谜。
1895年11月8日下午，伦琴和夫人吃完了饭，回到实验室再次观察雷钠管的发光现象。
他从架子上拿了一只雷钠管，用黑色纸套把它严严实实地包了起来。
接着，他关上门窗，把房间弄黑，然后给管子接通高压电源，让管子放电，以便检查黑色纸套是否漏光。
正当他准备开始正式实验时，突然发现一种奇异的现象：附近的小工作台上有一块涂了氰亚铂酸钡的纸板发出了一片明亮的荧光。
切断电源，荧光随之消失。
伦琴发现这一现象后，又仔细观察了产生这种现象的原因。
他用10张黑纸包着玻璃管，氰亚铂酸钡纸板照样出现荧光；如果把厚铅板夹在里面隔开玻璃管和荧光纸板，亮光就突然消失了，当铅板一拿开，又重新发亮。
1983年诺贝尔物理学奖――天体物理学的成就汇总
1983年诺贝尔物理学奖——天体物理学的成就1983年诺贝尔物理学奖一半授予美国伊利诺斯州芝加哥大学的钱德拉塞卡尔（Subrahmanyan Chandrasekhar，19l0—1995），以表彰他对恒星结构和演变有重要意义的物理过程的理论研究；另一半授予加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的W.A.福勒（William AlfredFowler，1911—1995），以表彰他对宇宙中化学元素的形成有重要意义的核反应的理论和实验研究。
钱德拉塞卡尔是另一诺贝尔物理学奖获得者拉曼（SirChandrasekhara Venkata Raman）的外甥，1910年10月19日出生于巴基斯坦的拉合尔，1930年毕业于印度马德拉斯大学，后在英国剑桥大学学习和任教。
1937年移居美国。
钱德拉塞卡尔的主要贡献是发展了白矮星①理论。
白矮星的特性是大约在1915年由美国天文学家亚当斯（W.S.Adams）发现的。
1925年英国物理学家R.H.福勒（R.H.Fowler）用物质简并假说解释了白矮星的巨大密度。
物质简并假说称，电子和电离的核在极大的压力下组成高度密集的物质。
1926年爱丁顿（A.S.Eddington ）建议，氢转变为氦是恒星能量的可能泉源，这就为恒星演化理论奠定了基础。
1930年—1936年，钱德拉塞卡尔在剑桥大学三一学院工作期间，就投入到了白矮星的研究之中。
他找到了决定恒星生命的基本参数，通过应用相对论和量子力学，利用简并电子气体的物态方程，为白矮星的演化过程建立了合理的模型，并作出了如下预测：1.白矮星的质量越大，其半径越小；2.白矮星的质量不会大于太阳质量的1.44倍（这个值被称为钱德拉塞卡尔极限）；3.质量更大的恒星必须通过某些形式的质量转化，也许要经过大爆炸，才能最后归宿为白矮星。
钱德拉塞卡尔的理论解释了恒星演化的最后过程，因此对宇宙学作出了重大贡献。
1939年他在全面研究了恒星结构的基础上出版了《恒星结构研究导论》一书，系统总结了他的白矮星理论。
天体物理学发展图集
宇宙大爆炸理论的形成
总结词
宇宙大爆炸理论是天体物理学发展史上的里程碑之一，它解释了宇宙的起源、演化和终极命运，为人 们认识宇宙提供了重要的理论基础。
详细描述
宇宙大爆炸理论认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态，被称为大爆炸。随着宇宙的膨胀和冷 却，宇宙中的物质和能量经历了复杂的变化，形成了现今宇宙中的各种结构和现象。这一理论经过多 年的观测和实验验证，已经成为现代宇宙学的重要基石。
天体物理学发展图集
目录
• 天体物理学的起源 • 天体物理学的早期发展 • 现代天体物理学的进展 • 天体物理学的未来展望
01
天体物理学的起源
古代天文学的贡献
星Hale Waihona Puke 和星图古代天文学家通过对天空的观察，绘制了星座和星图，为后来的 天体研究提供了基础。
天文仪器的发明
古代天文学家发明了多种天文仪器，如浑仪、简仪等，用于观测天 体位置和运动。
03
天体物理学的发展对于人类认识宇宙、探索自然规律、推动科
技进步等方面都具有重要意义。
02
天体物理学的早期发展
恒星与星系的研究
总结词
恒星与星系是天体物理学早期研究的重要领域，通过观测和理论分析，人们对恒星和星系的形成、演化和结构有 了更深入的了解。
详细描述
天文学家们通过长期观察和测量，确定了恒星的光度和距离，揭示了恒星的性质和演化规律。同时，通过对星系 的观测和研究，人们逐渐认识到星系是由恒星、气体、尘埃等组成的大型系统，它们的形成和演化与宇宙的整体 演化密切相关。
黑洞与中子星的研究
总结词
黑洞与中子星是天体物理学中的重要研 究对象，它们的发现和研究为人们揭示 了宇宙中极端物理条件的奥秘。
哥白尼在物理方面的主要贡献及结论成果
哥白尼在物理方面的主要贡献及结论成果哥白尼（Nicolaus Copernicus）是文艺复兴时期著名的波兰天文学家、数学家和医生，也是现代天文学的奠基人之一。
他的著作《天体运行论》（De revolutionibus orbium coelestium）被认为是天文学史上的重要里程碑，对天文学领域产生了深远的影响。
哥白尼的主要贡献包括对日心说的提出和对行星运动规律的总结，这些成就对整个物理学领域产生了重大影响。
1. 提出日心说哥白尼在他的《天体运行论》中首次提出了日心说，这是他在物理学领域的一项重大贡献。
在古代，人们普遍认为地球是宇宙的中心，而所有其他天体都围绕地球运转。
然而，哥白尼提出了一个截然不同的观点，他认为太阳是宇宙的中心，而地球以及其他行星则围绕着太阳运转。
这一理论的提出颠覆了古代的宇宙观念，对后来的天文学和物理学理论产生了深远的影响。
2. 对行星运动规律的总结除了日心说之外，哥白尼还对行星运动规律进行了深入的研究和总结。
他观察到行星在天空中的运动规律，提出了行星运动的椭圆轨道和等速率假说。
这些总结对后来开普勒的行星运动定律以及牛顿的万有引力定律产生了重大影响，奠定了现代天文学和物理学的基础。
哥白尼对物理学的贡献不仅停留在日心说和行星运动规律的总结上，他的研究工作还对整个现代科学产生了积极的影响。
他的日心说不仅振动了当时的天文学界，也激发了后人对宇宙的深入探索和认识。
他的行星运动规律总结为后来牛顿的引力定律的提出奠定了基础，对于整个物理学领域产生了深远的影响。
在总结和回顾哥白尼在物理方面的主要贡献时，我们不仅要看到他的日心说和对行星运动规律的总结，更要理解他这位伟大科学家所展现出的勇气和创新精神。
哥白尼的工作不仅仅是对宇宙的解释，更是对人类认识世界和自我的一次深刻的触动。
个人观点和理解作为一个科学爱好者，我对哥白尼的贡献深感敬佩。
他勇于挑战当时的权威观点，提出了新的理论，并通过深入的观察和研究为后人的科学探索指引了方向。
2010年十大天文物理学发现
9.爱因斯坦相对论影响地球生物衰老速 度
• 根据科学家在2010年9 月公布的一项研究， 我们站在楼梯上时的 年衰老速度，要比站 在平地上稍快一些。 爱因斯坦相对论的玄 妙之处就是其对时间 的作用，而最新发现 与这种作用联系起来， 首次向世人展示了相 对论如何影响实现世 界的距离和时间构架。
2014-6-29
8.银河系中心发现神秘气泡状结构
• 天文学家在2010年 11月表示，两个前 所未见的释放伽马 射线的大气泡状结 构正在银河系中心 不断膨胀。
2014-6-29
• 这是两个之前不为人所知的巨大结构，由美国宇 航局费米伽马射线探测器发现。这两个气泡结构 沿银河系平面上下方向延伸超过25000光年。 • 普林斯顿大学物理学家大卫•斯伯格在一场新闻发 布会上说：“我们”一直认为自己对银河系已经 非常了解，但是很显然这一发现说明在银河系的 中心存在一种巨大的高能事件。 • 伽马射线是具有最高能级的光线形式。在宇宙中 它们通常源自高能事件或天体，如超新星爆发、 黑洞或中子星。目前科学家们对于这一巨大的泡 状结构成因和能量来源尚不了解。
2014-6-29
1.每个黑洞内都含有一个宇宙
• 天文学家在2010年4月 宣布，我们的宇宙就 像是俄罗斯套娃的一 部分，可能栖身于一 个黑洞内，而这个黑 洞本身又是一个更大 宇宙的一部分。反过 来，迄今在宇宙中发 现的所有黑洞可能都 是通向其他世界的通 道。
2014-6-29
• 美国印第安纳大学的物理学家尼克丹姆•鲍勃拉姆 斯基提出了一个有关落入黑洞的物质所作旋转运 动的崭新数学模型。根据他的方程，黑洞可能是 不同宇宙间的时空通道，或者说，一种虫洞。被 黑洞吞噬的物质并未如之前理论预言的那样塌缩 成一个奇点，而是从黑洞的另一端以“白洞”的 形式喷发出来。 • 根据爱因斯坦的广义相对论，当一个区域的物质 密度达到极大时会产生奇点，通常这一现象会出 现在黑洞的中心。这种奇点密度无限大，温度无 限高，因而显得怪异。而如果鲍勃拉姆斯基的理 论正确，那么这种奇异的现象或许根本就不存在
天体物理学的发展与历史物理学史期末论文
天体物理学的发展与历史摘要：在本学期学习《物理学史》课程以来，让我了解到很多物理学发展史，以及众多物理学家对物理做出的巨大贡献；了解到现代如此先进的技术都脱离不开物理学的高度发展，因此，物理学是科学技术的基础，是科技得以产生的基石。
他不仅推动着科学技术的发展，更成为人类社会发展的助燃剂。
在众多物理分支方面我比较感兴趣的就是天文学这一块，所以接下来我将介绍有关天体物理方面的发展。
关键词：天体物理学粒子物理学宇宙学（一）天体物理学的起源从公元前129年古希腊天文学家喜帕恰斯目测恒星光度起，中间经过1609年伽利略使用光学望远镜观测天体，绘制月面图，1655～1656年惠更斯发现土星光环和猎户座星云，后来还有哈雷发现恒星自行，到十八世纪赫歇耳开创恒星天文学，这是天体物理学的孕育时期。
十九世纪中叶，三种物理方法——分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究以后，对天体的结构、化学组成、物理状态的研究形成了完整的科学体系，天体物理学开始成为天文学的一个独立的分支学科。
天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论，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。
多年来，随着世界人口的不断增加，资源不断的消耗，人们的生存环境日益缩减，资源也愈加匮乏。
越来越多的国家将希望寄托于地球外部的空间，这进一步促进了天体物理学的发展，理论天体物理学的发展紧密地依赖于理论物理学的进步，几乎理论物理学每一项重要突破，都会大大推动理论天体物理学的前进。
二十世纪二十年代初量子理论的建立，使深入分析恒星的光谱成为可能，并由此建立了恒星大气的系统理论。
三十年代原子核物理学的发展，使恒星能源的疑问获得满意的解决，从而使恒星内部结构理论迅速发展；并且依据赫罗图的实测结果，确立了恒星演化的科学理论。
（二）天体物理学的分类：天体物理学分为：太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学等分支学科。
近代自然科学(19世纪前后)
赫尔姆霍茨－《力的守恒》
到了大约1850年，特别以焦耳实验为基础的 能量守恒原理开始得到公众的广泛认同。在这个 过程中，德国物理学家赫尔姆霍茨(1821—1894)做出了重 要的贡献。1847年，他发表了《力的守恒》一文，系统、 严密地阐述了能量守恒原理(在德语中，“力”一词向来在 “能量”的意义上被使用)。 首先，他用数学化形式表述了在孤立系统中机械能的 守恒。接着，他把能量的概念推广到热学、电磁学、天文 学和生理学领域，提出能量的各种形式相互转化和守恒的 思想。他将能量守恒原理与永动机之不可能相提并论，使 这一原理拥有更有效的说服力。 从此，能量守恒和转化定律得到普遍承认，成为全部 自然科学的基石。
瓦特的转动式蒸汽机
瓦特1765年设计的蒸汽机
设计了同汽缸分 离的单独的冷凝器， 大大提高了热效率， 减少了燃料的消耗。
蒸汽机的发明和应用
自此以后，棉纺织业、毛纺织业、采矿业、冶 金业、造纸业、印刷业、陶瓷业等部门，都先后开 始采用蒸汽作为动力机。蒸汽机的发明和应用，是 工业革命的重要内容之一，同时它又给予工业革命 以巨大的推动。恩格斯高度评价了瓦特改良蒸汽机 的重大意义和作用，他指出：“蒸汽机是第一个真 正国际性的发明，而这个事实又证实了一个巨大的 历史性的进步。”
大规模的织布厂出现
1826 火箭号机车 1807 富尔顿轮船 1781 蒸汽汽车 蒸汽时代 1765 瓦特蒸汽机 1705 纽卡门蒸汽机 1785 水力织布机 1779 骡机 1769 水力纺纱机 1764 珍妮机 1733 飞梭
1750 1775 1800
动力机
工作机
1825 1850
1875
1900
纽 可 门 式 蒸 汽 机
瓦特制成改良蒸汽机
天体物理学的发展历程和突破
天体物理学的发展历程和突破天体物理学是研究宇宙中天体及其相互作用的学科，其发展历程充满了重大突破。
从古代观星者的天文学到现代天体物理学的蓬勃发展，这一学科的进展不仅增进了人类对宇宙的认知，也推动了科学技术的发展。
本文将探讨天体物理学的发展历程和几个重要的突破。
1. 古代天文学与天体物理学的起源人类早在几千年前就开始观测宇宙中的天体。
古代的文明，如古埃及、巴比伦、中国和印度，都有了自己的天文观测和天文学理论。
他们通过製作天文仪器、观测天体运动和记录观测数据，奠定了天文学和天体物理学的基础。
2. 日心说与哥白尼的贡献在中世纪，天体物理学经历了历史上的重大突破。
尼古拉·哥白尼提出了日心说，即地球不是宇宙的中心，而是绕太阳运动的。
这个观点在当时引起了巨大的争议，但奠定了现代天文学的基础。
3. 开普勒定律与行星运动的解释约翰内斯·开普勒使用观测数据，得出了行星运动的三大定律。
这些定律揭示了行星之间的关系，并为天体物理学提供了深入的理论基础。
4. 牛顿力学与重力定律的发现艾萨克·牛顿的力学理论为解释天体运动提供了重要的工具。
他提出了万有引力定律，解释了为什么行星绕太阳运动，而卫星绕地球旋转。
牛顿力学的发现对天体物理学的理解和发展产生了深远的影响。
5. 电磁辐射的研究与光速的测量19世纪末，人们开始研究电磁辐射的性质。
约瑟夫·夫琅和费和马克斯韦尔等科学家的工作，揭示了光的性质和传播速度，并为光谱学的发展铺平了道路。
同时，阿尔伯特·爱因斯坦提出了相对论，推翻了牛顿力学，并改变了天体物理学的理论框架。
6. 天体物理学的现代发展20世纪，随着天文观测技术和科学工具的进步，天体物理学进入了一个新的时代。
人类开始使用望远镜和探测器观测遥远的星系和宇宙辐射。
这些观测结果为理解宇宙的起源和演化提供了重要的线索。
7. 天体物理学中的突破和挑战在最近几十年中，天体物理学取得了许多重要的突破。
天体物理学史
天体物理学的定义：研究宇宙中天体的物理学性质和相互作用的科学。
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请言简意赅的阐
述观点。
天体物理学的意义：揭示宇宙的奥秘，理解自然规律，推动人类文明进步。 理学的创立与发展
天体物
天体物理学的创立与发展
创立背景：19世纪末，随着观测技术的发展，人们开始对宇宙中的天体进行更深入的 研究。
激发人类探索精神：天体物理学的探索和研究激发了人类的好奇心和探索精神， 推动了人类对宇宙的认知和理解。
启示科学研究方法：天体物理学的研究方法和思路为其他科学研究提供了重要的 启示和借鉴，推动了科学方法的进步和发展。
天体物理学史对未来科技发展的意义
推动科技发展：天体物理学的发展为科技领域提供了新的思路和方法，推动了科技的不断进步和创新。
天体物理学的分支：包括恒星物理学、行星物理学、星系物理学、宇宙射线物理学等。
天体物理学的研究方法：包括观测天文学、实验天文学、理论天文学等。
天体物理学的发展历程：从早期的天文观测到现代的天文观测，从早期的理论模型到现代的理论模型，从早期的实验 验证到现代的实验验证。
天体物理学的发展历程
20世纪初：相对论与量子力 学的应用
古代阿拉伯天文学：以花剌子模为代表，对星球运动进行了长期观察和计算，提出了较为精确 的星球运动模型。
古代中国天文学：以张衡、祖冲之等为代表，对天体运行规律进行了长期观察和研究，提出了 许多重要的天文学理论和技术，如浑天说、历法等。
古代印度天文学：以印度教和佛教为代表，对天体运行规律进行了长期观察和研究，提出了许 多重要的天文学理论和技术，如印度教的天文图、佛教的星占学等。
启示未来发展：天体物理学史的研究为未来科学发展提供了启示，为人类探索宇宙的未来发展指明了方向。
天体物理学的奠基人
天体物理学的奠基人姓名：徐明宇学号：1107820419 一．什么是天体物理学简单的说天体物理学是研究天体和其他宇宙物质的性质、结构和演化的天文学分支。
天体物理学包括太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、行星物理学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学等分支学科。
另外，射电天文学、空间天文学、高能天体物理学也是它的分支。
在天体物理学的发展历史中，有无数位科学家为此做出了巨大的贡献，甚至为天体物理的研究贡献了一生。
而在这其中，贡献最突出的就是第谷、开普勒、牛顿和爱因斯坦。
二．天体物理学奠基人1.第谷、开普勒人类对行星各层次研究通常被分为三部分，这三部分的关键人物分别是第谷、开普勒和牛顿。
第谷，是一个出身于丹麦贵族之家的青年，曾在哥本哈根大学学习法律与哲学。
在一次偶然观测日蚀后，转向了天文学与数学研究的他，是最后一位也是最伟大的一位用肉眼进行观测的天文学家。
他的第一件成就是重新制作了行星表，他所制作的新行星表定位精度达到了30弧秒。
第谷做出的第二件成就，是在1572年观测到一次星球爆发，后人称之为第谷星，这是继1054年中国人观测到的那颗之后的第二颗新星。
第谷第三件成就是对慧星的研究。
那时人们认为有“天界”，而第谷对天空出现的一颗巨大彗星研究的结果，则打破了这一观点。
而且由于它运行也有特定的轨道，所以也与亚里土多德的天空观念冲突，而且与伽利略“替星不能与其它天体的永恒性和规律性相比，它仅仅是一种大气现象”的说法也不相符。
第谷一生对行星的观测，积累了有关行星的位置及运行的大量数据，为后世留下了许多宝贵财富。
开普勒，毕业于德国蒂宾诺大学。
曾担任第谷的助手，替他制作行星运行表。
第谷去世后，开普勒继承了一大批非常宝贵的资料。
他以这些观测结果为基础，计算出了一个能描述星体运行的体系。
开普勒最大的成就在于开普勒三定律。
他通过学习希腊数学家阿波洛尼乌斯的圆锥曲线发现第谷观测到的火星位置与椭圆轨道正好相符，而太阳也正好位于椭圆轨道的一个焦点上。
天体物理学史
• 图12－28 斯隆数字太空勘测望远镜
• 图12－29 2003年，从WMAP获得的宇宙婴儿时期图像（读者可以与图12－15 比较）
• 图12－30 宇宙学和粒子物理学原来是相通的
• 图12－26 哈勃和他观测的 天体（Physics Today 1999 年5月号封面）
宇宙学中，暗能量是某些 人的猜想，指一种充溢空 间的、具有负压强的能量。 按照相对论，这种负压强 在长距离类似于一种反引 力。如今，这个猜想是解 释宇宙加速膨胀和宇宙中 失落物质等问题的一个最 流行的方案。
• 图12－22 黑洞示意图
后来人们在不同波段上对微波 背景辐射做了大量的测量和详 细的研究，发现它在一个相当 宽的波段范围内良地符合黑体 辐射谱，对应温度大约2.7K （近3K）并且在整个天空上是 高度各向同性的，只是具有一 个微小的偶极各向异性：在赤 经11.3±0.1 h，赤纬4±2°的 地方温度略高，在相反的方向 温度略低，人们认为这是由银 河系运动带来的多普勒效应所 引起的。
1884年，巴尔末提出了氢光谱的公式 1913年玻尔提出氢原子的定态跃迁原子模型，遇到了 匹克林谱系的困扰 里初发表的伊万士氢谱结果支持波尔理论
匹克林谱系之谜被解开
恒星演化理论的建立
提出太阳的反应能源 主要来自4个氢核聚 变变为氢核的过程， 称为p-p反应。提出 了碳循环
• 1965年，美国新泽西州贝尔实验室的两位无线电工程 师阿尔诺彭齐亚斯和罗伯特威尔逊却十分意外地发现 了这种宇宙辐射场，当时他们正在为跟踪一颗卫星而 校准一具很灵敏的无线电天线
• 图12－11 贝尔实验室的射电望远镜喇叭形天线
• 1964年，美国贝尔实验室的工程师阿诺彭齐亚斯 和罗伯特威尔逊架设了一台喇叭形状的天线，用 以接受“回声”卫星信号。为了检测这台天线的 噪音性能，他们将天线对准天空方向进行测量。 他们发现，在波长为7.35cm的地方一直有一个各 向同性的讯号存在，这个信号既没有周日的变化， 也没有季节的变化，因而可以判定与地球的公转 和自转无关。
天文学大事年表
天文学大事年表<中文名称>=天文学大事年表<正文>=公元前十四世纪 ?中国留存最早的新星记录?埃及留存最古的漏壶公元前十世纪 ?埃及留存最古的日晷公元前687年 ?中国留存世界最早的天琴座流星雨的记载公元前七世纪 ?巴比伦发现日食和月食重复出现的沙罗周期公元前七世纪至公 ?中国创立十九年七闰的阴阳历元前六世纪置闰法公元前六世纪至公 ?中国定一回归年为365日1/4日元前五世纪公元前五世纪 ?希腊毕达哥拉斯学派论证大地为球形，提出地球每天绕地轴自转的思想?希腊的阿那萨古腊认识到月亮反射日光，月食是月亮进入地影的缘故公元前四世纪 ?中国的石申测编星表约公元前四世纪末 ?高卢的披塞斯最先注意到月亮和潮汐的关系公元前三世纪 ?希腊的阿利斯塔克提出早期的日心地动说?希腊的埃拉托斯特尼测估地球周长约公元前170年 ?中国留存最早的彗星形态图公元前二世纪 ?希腊的喜帕恰斯测定岁差、黄白交角，发现白道拱点和黄白交点的运动，测定月球视差，编制日月运行表，推算日月食,测定850颗星的位置和亮度星表，划分恒星亮度为6等?希腊的波西东尼乌斯发现大气折射对测量的影响公元前104年 ?中国的落下闳改进赤道式仪器，定下赤道式浑仪的基本结构公元前46年 ?罗马颁行儒略历公元前28年 ?中国留存最早的太阳黑子记录公元二世纪 ?中国的张衡发明水运浑象，称漏水转浑天仪?希腊的托勒密撰《天文学大成》，是希腊古典天文学的总结，论证地心体系，发现大气折射和天球北极在星空间位置的变化约公元500年 ?印度的阿耶波多,第一,应用代数学研究几何学和天文学，支持地球自转说公元604年 ?中国的刘焯创《皇极历》，发明二次差等间距内插法公元724年 ?中国的一行、南宫说等实测地球子午线一度之长公元725年 ?中国的一行、梁令瓒等发明有报时装置的水运浑象(名开元水运浑天俯视图) 公元十世纪 ?阿拉伯的巴塔尼发现太阳远地点的进动?阿拉伯的苏菲著《恒星图像》公元1054年 ?中国、日本等国天文学家先后作天关客星(超新星金牛座CM)出现的详细记录公元1086,1092年 ?中国的苏颂、韩公廉等建造水运仪象台，其中有转仪钟的雏形，观测室屋顶可以自由卸除，并有复杂的报时装置，据苏颂著《新仪象法要》可知这座仪象台具有类似锚状擒纵器的机构公元1199年 ?中国的杨忠辅创《统天历》，定回归年长度为365.2425日，与当前世界通用的公历的平均历年长度相等，他还发现回归年长度有消长现象公元1252年 ?西班牙刊布《阿尔方斯天文表》公元1259年 ?伊尔汗国始建马拉盖天文台。
论述二十世纪天文学的主要进展
论述二十世纪天文学的主要进展天文学在二十世纪的发展是空前的。
现代物理学和现代技术的发展，使天体物理学成为天文学的主流，经典的天体力学和天体测量学也有新的发展，人们对宇宙的认识达到了空前的深度和广度。
十九世纪中叶诞生的天体物理学，一跃而成为天文学的主流；二十世纪四十年代后期打开了射电天窗，兴起了一门利用波长从毫米到米的电磁辐射研究天体的新学科；六十年代，航天时代的到来，使天文学冲破了地球大气的禁锢，到大气外去探测宇宙；天文学开始成为全波段的宇宙科学，使我们得以考察大到150亿光年空间深度的天象，并追溯早于150亿年前的宇宙事件。
二十世纪天文学进入了黄金时代，正在为阐明地球、太阳和太阳系的来龙去脉、星系的起源和星系的演化、宇宙的过去和未来、地外生命和地外文明等重大课题作出贡献。
在二十世纪上半叶已经成熟的经典分析方法仍在继续发展。
较重要的成果有布朗的月球运动理论和1919年罗斯改进的火星运动理论。
除分析方法外，二十世纪初还出现一条新的发展途径，这就是庞加莱提出的天体力学定性理论，其中包括变换理论、特征指数理论、周期解理论和稳定性理论，对以后的天体力学发展有较大的影响．十九世纪纽康证实水星近日点进动问题中有超差。
这个问题用经典力学再也无法解释。
直到1915年广义相对论问世后才得到解释。
二十世纪五十年代以后出现了两个新的因素。
一是人造卫星和空间探测器的发射，向天体力学提出了新课题，由此并发展成一个新的学科分支——天文动力学，专门研究这些飞行器的运动问题。
二是电子计算机的出现，使计算的速度和精度有极大的提高，从而使需要繁重计算工作的天体力学数值方法得到迅速发展。
此外，六十年代建立的卡姆(KAM)理论，是对定性理论的重大发展。
七十年代，三体问题的拓扑学研究又成为一个活跃的领域。
二十世纪以来，天体测量学有了飞跃的发展。
国际时间局、国际纬度服务、国际极移服务等国际机构的工作，定出全世界统一的时间服务和极移服务的标准。
简述20世纪60年代天文学的四大发现的背景及意义可编辑
20世纪60年代天文学的四大发现分别是：微波背景辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子宇宙微波背景辐射（又称3K背景辐射）是一种充满整个宇宙的电磁辐射。
特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。
频率属与微波范围。
1934年，Tolman是第一个研究有关宇宙背景辐射的人。
他发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随著时间演化而改变；而光子的频率随时间演化(即宇宙学红移)也会有所不同。
但是当两者一起考虑时，也就是讨论光谱时(是频率与温度的函数)两者的变化会抵销掉，也就是黑体辐射的形式会保留下来。
1948年，由旅美的俄国物理学家伽莫夫带领的团队估算出，如果宇宙最初的温度约为十亿度，则会残留有约5~10k 的黑体辐射。
然而这个工作并没有引起重视。
1964年，苏联的泽尔多维奇(Zel'dovich)、英国的霍伊尔(Hoyle)、泰勒(Tayler)、美国的皮伯斯(Peebles)等人的研究预言，宇宙应当残留有温度为几开的背景辐射，并且在厘米波段上应该是可以观测到的，从而重新引起了学术界对背景辐射的重视。
美国的狄克(Dicke)、劳尔(Roll)、威尔金森(Wilkinson)等人也开始着手制造一种低噪声的天线来探测这种辐射，然而另外两个美国人无意中先于他们发现了背景辐射。
发现1964年，美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯(Penzias)和罗伯特·威尔逊(Wilson)架设了一台喇叭形状的天线，用以接受“回声”卫星的信号。
为了检测这台天线的噪音性能，他们将天线对准天空方向进行测量。
他们发现，在波长为7.35cm的地方一直有一个各向同性的讯号存在，这个信号既没有周日的变化，也没有季节的变化，因而可以判定与地球的公转和自转无关。
起初他们怀疑这个信号来源于天线系统本身。
1965年初，他们对天线进行了彻底检查，清除了天线上的鸽子窝和鸟粪，然而噪声仍然存在。
于是他们在《天体物理学报》上以《在4080兆赫上额外天线温度的测量》为题发表论文正式宣布了这个发现。
天体物理概论_向守平_第一章绪论探索宇宙1.2天体物理学简史
§1.2 天体物理学简史真正意义上的天体物理学开始于十九世纪。
由于分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究，对天体的结构、化学成分、物理状态的研究形成了完整的科学体系。
天体物理学发展史上的一些主要事件是：（注：科学家在天体物理学领域的重大进展已经获得了十几次诺贝尔物理奖）1859年德国物理学家克希霍夫发现，太阳光谱的吸收线是由于太阳光球发出的连续光谱被太阳大气吸收所致，这可以说是天体物理学的开创性工作；1864年英国天文爱好者哈根斯和意大利教士塞西分别用摄谱仪证认出一些恒星的元素谱线，哈根斯并根据多普勒效应测定了一些恒星的视向速度；1869年英国天文学家洛基尔在太阳光谱中首次发现氦线，之后到1895年才由英国化学家雷姆塞在地球上发现了氦；1885年哈佛大学天文台开始用物端棱镜方法，对恒星光谱的分类作大规模的研究，此后到1924年，共完成225，000多颗星的光谱分类，这是近代天文史上的巨作，为以后的研究提供了丰富的资料；1914年由依巴谷卫星测定了三角视差的4万多颗近距离恒星的赫罗图。
1915年纵坐标分别用绝对星等及光度表示，横坐标分别用色指数和温度表示1915年爱因斯坦发表广义相对论，并求出水星近日点进动的精确值；同年，美国天文学家亚当斯发现测定恒星距离的分光视差法，使得恒星距离测量的范围由几百光年（三角视差法的上限）达到几千光年；1917年爱因斯坦发表《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文，为现代宇宙学的奠基之作；1919年英国天文学家爱丁顿领导的日食观测队发现太阳引力使光线偏转的现象，成为爱因斯坦广义相对论的天文学验证之一；1920年代印度天文学家萨哈发表恒星大气电离理论，同时德国天文学家埃姆登和史瓦西、英国天文学家爱丁顿等建立了系统的恒星内部结构理论，爱丁顿并从理论上导出了恒星的质光关系；1929年美国天文学家哈勃发现星系的红移-距离关系，为现代大爆炸宇宙学奠定了观测基础；1930年1932年前苏联物理学家朗道预言存在完全由中子构成的恒星——中子星；1934年德国天文学家巴德与瑞士天文学家兹威基提出，中子星是超新星爆发的产物；1937～1939年德国物理学家魏茨泽克和美国物理学家贝特提出质子-质子反应和碳氮循环两种核反应，创立了恒星核能源理论；1939年美国物理学家奥本海默和沃尔科夫建立了中子星的理论模型，预言中子星的直径只有几千米，密度可达每立方厘米几亿吨；1944年荷兰天文学家范德胡斯特从理论上提出存在星际中性氢21厘1948年美国物理学家伽莫夫预言，宇宙创生于一次热大爆炸，并预言可以观测到温度大约为10K的大爆炸背景辐射遗迹；1951～1954年美国、荷兰和澳大利亚的天文学家先用光学的方法，继而用射电方法发现并描绘出银河系的旋涡结构；1959年美国用高空气球进行γ辐射观测，发现宇宙γ射线源，之后又发现太1963年美国用射电方法发现星际有机分子；1964年同年旅美荷兰天文学家施密特发现类星体；1965年美国工程师彭齐亚斯和威尔逊发现3K宇宙微波背景辐射；1967年英国天文学家休伊士和贝尔发现脉冲星；1968年以上称为六十年代四大天文发现。
基础天文学概论知识要点
天文学概论复习【绪论】1.什么是天文学：是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。
内容包括天体的构造、性质和运行规律等。
2.天文学的三个分支学科：天体测量学、天体力学、天文物理学3.天文和气象的区别：大气层外vs大气层内4.天文学观测波段：光学波段；射电波段；Χ射线、γ射线波段；紫外线、红外线波段5.20世纪天体物理学成就：①两大基本理论：恒星演化和宇宙大爆炸模型②全波段天文学、中微子天文学③20世纪60年代的四大发现：脉冲星、类天体、微波背景辐射、星际分子【星空划分与运转】1.星座的概念：一种具有特征并容易记忆的恒星在天空投影的图案所在天区2.星座与星官的区别：星座有边界，恒星数目不确定；星官无边界，恒星数目确定3.中国古代的三垣四象二十八宿①三垣：紫薇垣、太微垣、天市垣②四象：北方玄武、南方朱雀、西方白虎、东方苍龙③二十八宿：月亮每晚停留在一宿4.全天88个星座，北天29，黄道12，南天475.寻找北极星的两种方法①北斗七星勺头两颗星延长五倍即为北极星②仙后座勺口开口方向延长开口宽度的两倍即为北极星6.北斗七星的斗柄方向与四季关系春夏秋冬→东南西北7.四季星空典型的代表星座：春夜大熊追小熊：狮子座、牧夫座、室女座夏夜牛郎会织女：天鹅座（天津四）、天琴座（织女星）、天鹰座（牛郎星）秋夜仙女拜仙后：飞马座、仙女座、英仙座冬夜猎户会金牛：猎户座【天球与天球坐标系】1.天球的概念与特点：⑴概念：以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。
⑵特点：①天球中心任意选取；②天球半径任意选取；③天体在天球上的位置只反映天体视方向上的投影；④天球上任意两天体的距离用角距表示；⑤地面上不同点看同一天体视线方向是相互平行的2.北天极的高度等于当地的地理纬度3.天球上的基本点、圈：天极与天赤道、天顶天底真地平、天子午圈、卯酉圈、四方点、黄道和黄极、二分点二至点、天极在天球上的位置4.四个天球坐标系：基本点、圈，两个坐标，如何度量5.不同纬度处的天体周日视运动：都是等于或平行于天赤道的小圆永不上升和永不下落天体：δ≧（90°-Φ）vsδ≤-（90°-φ）天体的中天：天极以南（北）过天子午圈6.天体上、下中天时天顶距或地平高度的计算：上中天：Z=|φ-δ|下中天：Z=（90°-φ）+（90°-δ）太阳中天时的高度：Z=φ-δ7.太阳的周年视运动：春分点：α=0hδ=0°夏至点：α=6hδ=23.5°秋分点：α=12hδ=0°冬至点：α=18hδ=-23.5°【时间和历法】1.什么是时间：是物质运动过程中的一种标记，它建立在物质运动和变化的基础上2.时间计量系统建立的基础和要求：⑴基础：观测物体的运动⑵要求：作为时间计量标准的物体运动要求要具有周期性、复观性和可测性3.三种时间计量系统：4.真太阳时比恒星时每日约长4分钟5.真太阳时的缺陷：太阳在黄道上运动不均匀；黄赤交角存在使得投影在赤道上的太阳时角变化也不均匀。
乔治·埃勒理·海耳:美国天体物理学之父、大科学的先驱
乔治埃勒理海耳：美国天体物理学之父、大科学的先驱
王大明;高文杰
【期刊名称】《自然辩证法通讯》
【年(卷),期】2008(30)4
【摘要】乔治·埃勒理·海耳是美国天体物理学之父,他在19世纪末20世纪初的一
系列关于太阳光谱和恒星性质的实验和理论研究工作,为20世纪古典天文学向现代天体物理学的转化和太阳物理学的发展奠定了坚实的基础。
同时,他也是一位科学
事业卓越的组织者、一位造诣极高的仪器制造专家,特别是他所推动和主持建造的
威尔逊山天文台和帕洛马山天文台100和200英寸望远镜,实开超大型科学仪器制造的先河,标志了美国大科学时代来临。
这使他成为当之无愧的美国大科学的先驱。
【总页数】9页(P79-87)
【关键词】海耳;天体物理学;望远镜;大科学
【作者】王大明;高文杰
【作者单位】中国科学院研究生院人文学院
【正文语种】中文
【中图分类】N0
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• 类星体是20世纪60年代天文学的“四大发现”之 一。这种天体在一般光学观测中只是一个光点， 类似恒星。然而在分光观测中，它的谱线具有很 大的红移，又不像恒星，因此称它为类星体 (quasar)（quasi stellar object）。
• 1993年底，已确认7，383个类星体。
• 2002年的星表列出23，760颗类星体。
• 现代宇宙学所研究的课题，就是现今观测直接或 间接所及的整个天区的大尺度特征，即大尺度时 空的性质、物质运动的形态和规律，以及它们的 起源和演化。
• 现代宇宙学包括密切联系的两个方面，即观 测宇宙学和物理宇宙学。前者侧重于发现大尺度 的观测特征，后者侧重于研究宇宙的运动学、动 力学和物理学以及建立宇宙模型。
20世纪天体物理学成就
两大基本理论： 恒星演化和宇宙大爆炸模型
全电磁波段天文学，中微子天文学 从可见光拓展到全电磁波段,γ射线暴
20世纪60年代四大发现： 脉冲星，类星体，微波背景辐射， 星际分子。
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Radio Pulsars
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History of Searches
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Riccardo Giacconi (Associated Universities Inc.)
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HST Chandra ATCA
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• 宇宙学cosmology
• 天文学的一个分支。它是研究宇宙的大尺度结 构、起源和演化的学科。
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Hubble’s Law
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Gamow 热大爆炸理论 （1948） 元素合成发生于大爆炸后几分钟 之内
观测了彗星对木星的撞击；
发现了“褐矮星”—内部无核反应的冷星；
发现了引力透镜效应；
发现了r 射线起源于遥远的宇宙空间；
发现了星系核中大质量黑洞；
各种迹象显示：宇宙是“平坦”的并且膨胀由于存
在
“暗能量”而加速。 教学ppt
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诺贝尔物理学奖: 近30多年有11项14人 因从事与天体物理学有关的研究获得诺贝尔物理学奖:
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• 我们对于宇宙还有大量无知或不解之 处。但是我们过去尤其是一百年内所 取得的进 步，足以使人相信，我们能 够完全理解宇宙。我们不会永远在黑 暗中摸索。我们会在宇 宙的完整理论 上取得突破。在那种情形下，我们就 真正成为宇宙的主宰。
• 霍金前言
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宇宙学所问的，都是简单的问题：
• 宇宙中有多少物质？ （Ω＝？） • 宇宙的现状如何？ （静态？膨胀？） • 各种物质占多少？（物态，加速？减速？） • 如何形成的？ （细节，扰动） • 由什么物理理论来描述？（基本理论）
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原初核合成的元素丰度
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Friedmann方程
(à/a)2 + k/a 2 = 8πG ρ/3 , ä/a = - 4πG (ρ+3p) /3
k= - 1, Ω<1 (开放, 宇宙永远膨胀);
k= 0 , Ω=1 (平直, 宇宙永远膨胀);
k= 1 , Ω>1 (闭合, 最终要收缩 )
见图如下：
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星际分子的发现有助于
人类对星云特性的深入
了解，可以帮助揭开生命
起源的奥秘。
星际分子C2S是在金牛座
黑暗星云
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新千年的天文学和天体物理学：在了解我们在宇宙
中所处的位置的历史过程中，新千年将是一个转折
点。过去十年天文学做出了前所未有的成就：
发现了围绕着其他恒星的行星，约有100多个；
根据日震观测得到了太阳的内部结构；
2002:neutrino astrophysics and
X-ray astronomy
Raymond Davis
Masatoshi Koshiba
Riccardo Giacconi
Raymond Davis (University of Pennsylvania and Brookhaven Natl. Lab), Masatoshi Koshiba (University of Tokyo)
• 恒星内部核合成产生极少 量的氘，因此观测到的宇 宙中的氘主要来自原初核 合成
• 宇宙密度越高，粒子与氘 的反应越多，氘丰度越低
• 目前对理论与观测的氘与 氢的丰度比为10-5-10-4， 要求重子物质的密度为临 界密度的1%-1.6%
• 考虑暗物质， Ω0 ≈ 0.3 0.4
→暗物质不可能主要由重子 物质构成
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• The quasar known as PKS 1127-145 lies ten billion light-years from our fair planet. A Hubble Space Telescope view in the left panel shows this quasar along with other galaxies as they appear in optical light. right panel is a Chandra Observatory xray picture, exactly correspon教d学ipnpgt to the Hubble field. While 5the more ordinary galaxies are not seen in the Chandra image
Dicke and Peebles: 宇宙微波背景辐射的存在
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微波背景辐射谱
probably consists of water-ice.
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• 星际分子：1963年，美国科学家发现星际羟基 分子（OH），此后，陆续发现大量星际有机分 子。到90年代末，已发现了120多种，而且许多 都是很复杂的有机分子，
少数分子是地球上很难
找到的或者根本找不到的。