引言：天文学入门.ppt

,仰望夜空,Sir Patrick Moore,世界上只有两种东西是我们越思考越觉得它们深邃的： 一个是我们头顶上浩瀚的星空，另一个就是我们心中的道德标准。,康德,有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立而不改，周行而不殆，可以为天下母。 老子,引言：天文学入门,天文学 是研究天体和宇宙的科学,天体宇宙中所有的星体统称为天体。研究它的位置、分布、运动、结构、物理状态、化学组成及演化规律。 宇宙 时间、空间和所有天体的总称。“四方上下曰宇，往古来今曰宙”汉代 古籍 淮南子 除时间与空间是统一体之外，任何物质和它的运动也是统一的客观存在。,天文学往往引起人们神秘莫测的感觉， 它研究的大都是遥不可及的东西，不能用尺量，不能用秤称，更不能改变它的条件。只能远远地看着，有关它的知识全靠人们依据观测推理取得。,天文学的研究特点,天文学研究的基础观测（观察和测量） 天文观测是一种“被动”的试验 观测理论观测 距离极远 时标极长 物理条件极端复杂（温度、密度、压强、磁场）,天文学研究的距离尺度,地球距离太阳：1.5亿公里，称为一个天文单位(AU) 。 距离太阳最近的恒星：半人马座a星，距离为4.22光年，一光年为94605亿公里。 天文学常用的距离单位叫秒差距(pc)，相当于3.26光年。 目前人类观测到最远的天体距离我们131.4亿光年(GRB 090429B，爆发时宇宙的年龄约为5亿年) 。,天文学研究的时间尺度,人的生命：百年；坐地球上最快的飞船到距离太阳最近的恒星需17万年。 恒星一生经历不同的演化阶段，时标从百万年到数亿年。 宇宙的年龄约137亿年。,为什么研究天文学 1、时间服务 2、经纬度、地球形状测量 3、人造天体的发射及应用、导航服务 4、全球性冰期，构造运动、生物灭绝与天文关系 5、探索宇宙奥秘，揭示自然界规律 6、探索地外生命和地外文明,学科分支 1 天体测量学： 主要任务是研究和测定天体的位置和运动，并建立基本参考坐标系和确定地面点的坐标。 按照研究方法的不同，还可分为下列二级分支学科： 球面天文学、方位天文学 、实用天文学、天文地球动力学,2 天体力学：天体力学是研究天体运动和天体形状的科学。它以万有引力定律为基础，研究天体在万有引力和其它力综合作用下的运动规律、天体自转和其它引力因素综合作用所具有的形状。 3 天体物理学： 天体物理学是运用物理学的技术、方法和理论，研究天体形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的科学。,天文学与其他自然科学的关系 天文与数学 天文与地理（地学） 天文与物理 天文与化学 天文与生物 天文与人文： 人类生存，哲学，宗教，政治，文化,人类的好奇心促进了天文学的发展，探索遥远天体的奥秘 是人类永恒的追求与欲望。 人类对宇宙的认识是由近及远，由现在到过去逐步扩展的，今天人类已经可以探测到约130亿光年以外的天体，观测到数以十亿计的星系。同时可看到130亿年前宇宙空间的景象。,在公元1000年 地球上只有几个地方：亚洲(特别是中国)中东和中美洲有天文学家。这些天文学家只知道绕太阳运行的8行星中的6个。尽管他们研究恒星，但他们并不知道恒星就像太阳一样，对于恒星与地球的距离也没有任何概念。 1、埃及：天狼星与尼罗河泛滥；埃及金字塔 2、巴比伦和亚述：制定历法，星期制度形成 3、希腊：同心圆理论；地球大小的测定；,埃及金字塔：北纬30度，倾角30度,中国古代天文学的辉煌成就,对于中国人来说，天文学曾经是一门很重要的科学。历法是由皇帝颁布的，天文和历法一直是“正统”的儒家之学。 日、月食的推算和观测 太阳黑子的观测和记载 彗星、新星的记载 天文历法（阴阳历调和） 五星动态、极光,盖天说：天圆如张盖，地方如棋盘。,浑天说：认为天不是一个半球形而是一整个圆球 地球在其中，就如蛋黄在鸡蛋内部一样。,书经胤征篇记载：“乃季秋月朔，辰弗集于房，瞽奏鼓，啬失驰，遮人走”，描述了夏代仲康元年日食发生的时候人们惊慌失措的场面。 诗经小雅中还以诗歌的形式记载着发生的日食：“十月之交，朔日辛卯，日有食之”。 从我国春秋时期到清代同治十一年（公元前770年公元1874年），有记载的日食共985次，其中年月不符，无日食可考的仅有次，不及总数的1%。,日、月食的推算和观测,彗星、新星的观测,到公元2000年,人类的视野已扩大到包含整个宇宙。我们知道： 1、太阳不过是银河系中一千亿颗恒星之一 2、银河系是可见宇宙中大约一千亿个星系之一 3、我们还可以用望远镜观测过去数十亿年前宇宙年轻时的面貌那时它的年龄只有几十万年。 所有这些观测都能用暴胀的大爆炸理论进行解释，这一理论描述了自宇宙的头1036秒以来宇宙经历了怎样的演化。,公元3000年？ 人们不可能预言那时天文学将迈向何处，但很清楚天文学和天体物理学面临的问题将会是： 1、宇宙及其成员-星系、恒星和行星是如何形成的? 2、它们是如何演化的? 3、它们将来的命运是什么? 4、宇宙中别的地方是否存在生命?,研究人员现在至少已经掌握了与所有这些问题相关的初步观测资料。 然而其中只有一个问题，即恒星如何演化有较为完全的答案。 恒星演化理论的发展和观测的证实，是20世纪天体物理学的伟大成就之一。,诺贝尔物理学奖 天文成果获奖项目 天文奖从1970年为起点，有7项物理学奖授予9位天文学家。 1，阿尔文：瑞典，太阳和宇宙磁流体力学获1970年诺贝尔奖 2，赖尔：英国，发明综合孔径射电望远镜获1974年诺贝尔奖 3，休伊什：英国，发现脉冲星证认中子星获1974年诺贝尔奖,4，钱德拉塞卡：美籍印度，恒星演化及白矮星质量上限获1983年诺贝尔奖 5，福勒：美国，恒星上元素的合成，获1983年诺贝尔奖 6，彭齐亚斯和威耳逊：美国，发现宇宙背景辐射，荣获1985年诺贝尔奖 7，泰勒和赫尔斯：美国，发现脉冲双星和间接验证引力辐射获1993年诺贝尔物理学奖,本课程主要内容,基础：天体，天球，天球坐标 仰望夜空：认识星座 星相学与天文学 时间与历法 天文观测：设备与方法 奇异的天文现象,地球与月球 我们的邻居：太阳系的行星与卫星 恒星的世界 银河系与河外星系 起源：膨胀的宇宙 地外文明,参考书目,苏宜编著，天文学新概论 姚建明编著，天文知识基础你想知道的天文学 安东范鲁等著，最新天文观测手册 Terence Dickinson，夜观星空：天文观测实践指南 伊恩里德帕思等著，恒星与行星 余明，简明天文学教程