天文学.W02.绪论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Astronomy,2012,年秋季,杨 浩,华中师范大学 天体物理研究所,天文学,1,关于任课教师：,物理学院天体物理研究所副教授，主要进行恒星方面的观测研究。,办公室：,9,号楼,1218,室,Email,：,有问题欢迎来人来函联系！,2,关于本课程,：,参考教材：,基础天文学,，刘学富主编,.,北京：高等教育出版社，,2004,年,7,月,成绩测定：,平时成绩,(40%),：随堂小测验,2-3,次，,观测参与和观测报告,1-2,次。,期末成绩,(60%),：笔试。,课件下载：,http:/,(coming soon),3,猎户座,(Orion),4,马头星云,猎户座大星云,(M42),金牛座,(Taurus),昴星团,(,又称七姐妹星团,M45),天文学的研究对象和特点,天文学,Astronomy,-Star+Law,是研究,宇宙,的科学,四方上下曰宇，,往古来今曰宙。,淮南子,宇宙包含了所有的空间、时间、物质和能量。,行星层次：地球、其它七大行星，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,5,6,太阳是一颗恒星，一个非常热的气体球。比地球大许多倍，太阳在其自引力作用下凝聚在一起。,.,银河系,约有,3000,亿颗恒星，还有许多变星、致密天体、星云无数的星际物质和暗物质。银河系内所有成员都在围绕银河系的中心旋转，同时还在向麒麟座的方向飞去。它是一个普通星系。,7,仙女座星系,(Andromeda,M31),8,哈勃超深空：,2003,年到,2004,年期间总共观测了近,16,天；,1300,万分之一的天空面积；,图中有,10000,个星系！,9,1,处于柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。,2,天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体 。,矮行星,10,走的最远的人造物体：旅行者,1,号和,2,号,(Voyager 1 and 2,1977,年发射,),11,走到哪了？,2012,年,3,月,Voyager 1,离太阳是,179,亿公里,(119.9,个天文单位,),，而,Voyager 2,距离太阳是,147,亿公里,(98.3,个天文单位,),。,能量足够支撑飞到,2020,年。然后，就没有然后了。,12,时间跨度：从过去到将来,向前：太阳的过去、大爆炸、时间的起点,向后：太阳的演化、宇宙的未来,13,时 间,宇 宙 年 龄 有 多 大？和 人 类 的 年 岁 相 比 又 相 差 多 少？,时 间,事 件,1.35x10,10,年 以 前,宇 宙 诞 生,10,10,年 以 前,星 系 形 成,4.6x10,9,年 以 前,太 阳 系 形 成,3x10,9,年 以 前,单 细 胞 生 物 出 现,6x10,8,年 以 前,寒 武 纪,(,出 现 复 杂 的 硬 体 动 物,),0.65-2.5x10,8,年 以 前,恐 龙,3x10,6,年 以 前,早 期 人 猿,(,哺 乳 类 动 物 化 石,),3x10,5,年 以 前,智 人,(,第 一 个 真 人 出 现,),5x10,3,年 以 前,人 类 历史 开 始,10,2,年,人 的 一 生,1,年,地 球 绕 太 阳 一 周,1,日,有 些 昆 虫 的 一 生,1,小 时,电 视 片 集 的 长 度,10,秒,阅 读 这 句 子 所 需 时 间,10,-17,秒,光 横 越 一 颗 原 子 所 需 时 间,14,天文学：,远在天边而又近在眼前的学科,“Far Away,So Close”,宇宙大的无法想象，其他星球遥不可及，但是跟我们每个人的日常生活乃至人体本身都是密切相关的。,昼夜更替，四季变化,历法,“The Star in You!”,我们体内的绝大部分化学元素都是来自于几十亿年前的恒星演化。,15,2012,年,8,月,31,日，太阳大爆发！,16,日冕物质抛射,增强太阳风,太阳活动有周期性（,11,年），前两年曾经一度十分“懒惰”。,太阳的剧烈活动可能对人造卫星和地面通讯造成影响。,节目预告：木星上也有极光！,流星雨,(2001,年,11,月，狮子座,),17,慧木相撞,(1994,年,苏梅克,-,列维,9,号,),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）,18,天文观测手段：充分利用整个电磁波谱,19,不同波段望远镜看到的太阳,光学,紫外,X,射线,射电,20,不同波段望远镜看到的宇宙,射电,光学,X,射线,伽玛射线,21,20,世纪,60,年代四大发现：,类星体，脉冲星，,微波背景辐射，星际分子。,两大基本理论：,恒星结构和演化理论、宇宙大爆炸模型,全电磁波段天文学,:,从可见光拓展到全电磁波段,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。,现今观测到红移最大,的是,Z=7.1,脉冲星的发现曾轰动世界。,1967,年英国天文学家休伊什（,A.Hewish,）教授和他的研究生,J.,贝尔女士一起发现了脉冲星，找到了物理学家,30,多年前预言的中子星。,1974,年获诺贝尔物理学奖。,1974,年，美国天文学家泰勒（,H.Tayler,）和他的研究生赫尔斯（,Hulse,）发现,射电脉冲双星,，尔后验证了引力辐射。爱因斯坦预言的引力辐射终于在半个多世纪以后得到了第一例验证。,1993,年,获诺贝尔物理学奖。,脉冲星的研究获两次诺贝尔物理学奖。,宇宙微波背景辐射,1.,发现,Gamov,Alpher,和,Herman,预言,5-50K,的,宇宙大爆炸的残余背景辐射；,1964,年,Dicke,Peebles,Roll,和,Wilkinson,计算得到背景辐射为温度,10 K,的黑体辐射。,1965年,Penzias,彭齐亚斯,和,Wilson,威尔逊在7.35厘米波长（,4080,兆赫）发现,宇宙背景中存在温度为,3.5 K,、各向同性的黑体辐射。,它被证实为宇宙微波背景辐射,(,Cosmic Microwave Background),目前值：,2.725 K,星际分子：,1963,年，美国科学家发现星际羟,(qiang),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。,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,伽马射线暴,(Gamma Ray Burst),27,宇宙中能量极大的爆发现象！,能量高达,10,52,erg/s,！,20,世纪两大基础成就,恒星结构和演化理论,宇宙学模型和理论,分子云,原恒星,恒星,热核聚变：氢燃烧,4,1,H,4,He,Raymond Davis,：,2002,年,诺贝尔物理奖,Hans Bethe,：,1967,年诺贝尔物理奖,核心温度,10,7,-10,8,K,unstable,氦燃烧,原子核的稳定性,Fe,56,是最稳定的原子核,聚变反应,裂变反应,宇宙的最不可理解之处在于它是可以理解的。,-,爱因斯坦,在我看来，不利用广义相对论，人们不可能从理论上得到任何宇宙学上的可信的结果。,-,爱因斯坦,应当相信的是观测而不是理论，理论之可信也只是在被观测所证实的限度内。,-,亚里士多德,现代宇宙学,关于本课程：,星空运转与周日视运动,；,天球和天球坐标系,；,时间与历法,；,天文望远镜,；,太阳、地球、太阳系,；,恒星的形成和演化,；,白矮星、中子星,和,黑洞,；,银河系,；,星系和宇宙,；,地外生命与地外文明,。,34,