天體物理學(xué)精選(九篇)

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第1篇：天體物理學(xué)范文

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Aims & Scope

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第2篇：天體物理學(xué)范文

吸積盤是圍繞中心體轉(zhuǎn)動(dòng)的等離子云，這些等離子云逐漸螺旋式下降，被巨大天體吸積，比如黑洞。黑洞是恒星崩塌時(shí)聚集成的高強(qiáng)度引力場(chǎng)。這些崩塌的恒星周圍是事件視界，在此邊界以內(nèi)的光無(wú)法逃離。吸積盤朝事件視界的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，為宇宙中最亮、最活躍的電磁輻射源提供能量。

銀河系中央存在一個(gè)巨大黑洞?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)黑洞位于人馬座，便將此黑洞命名為“人馬座A*”。人馬座A*的引力質(zhì)量為太陽(yáng)的400萬(wàn)倍。然而，圍繞該黑洞的吸積盤的等離子體螺旋下降到此黑洞時(shí)輻射效率異常低，也就是說(shuō)，等離子體釋放出的輻射比人們想象的少得多。

“那么問題來(lái)了，為什么這個(gè)吸積盤的活動(dòng)那么慢呢？”論文第一作者馬修?昆茨提出了問題。馬修是普林斯頓大學(xué)天體物理學(xué)方向的助理教授，也是普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家。

為了找到這個(gè)問題的答案，他和普林斯頓大學(xué)天體物理學(xué)教授詹姆斯?斯通及美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校理論天體物理學(xué)學(xué)科負(fù)責(zé)人艾略特?奎塔特考慮了人馬座A*超高溫黑洞吸積盤的特性。他們認(rèn)為，該吸積盤的等離子體不僅溫度極高，而且異常稀薄，這導(dǎo)致它們之間不會(huì)發(fā)生碰撞。也就是說(shuō)，等離子體內(nèi)的質(zhì)子和電子的運(yùn)動(dòng)軌道很少出現(xiàn)交叉的情況。

缺乏碰撞能力是人馬座A*黑洞吸積盤區(qū)別于其他吸積盤的顯著特征。其他吸積盤也環(huán)繞黑洞轉(zhuǎn)動(dòng)，輻射更多且更明亮，亮度越高吸積盤內(nèi)的等離子體越容易碰撞。20世紀(jì)90年代，科學(xué)家曾將吸積盤的碰撞過程用許多公式呈現(xiàn)出來(lái)，這些公式將等離子體視為導(dǎo)電的液體。但是昆茨教授指出，“這種模式不適用于環(huán)繞超大黑洞的吸積盤”，因?yàn)檫@些公式無(wú)法描述內(nèi)部不發(fā)生碰撞的黑洞吸積盤變得不穩(wěn)定且呈螺旋形下降的過程。

為模擬人馬座A*黑洞吸積盤的轉(zhuǎn)動(dòng)過程，昆茨教授及其合作者不再運(yùn)用先前的公式（那些公式將相互碰撞的等離子體的運(yùn)動(dòng)視為一種宏觀滲流）。相反，他們采用了一種物理學(xué)家稱為“動(dòng)力學(xué)”的方法，系統(tǒng)追蹤這些不會(huì)相互碰撞的單個(gè)粒子的運(yùn)行軌跡。為了實(shí)現(xiàn)這一方法，昆茨教授、斯通教授及哈佛大學(xué)講師白雪寧共同設(shè)計(jì)了Pegasus計(jì)算機(jī)編碼，并用它生成了一套方程式，能夠更好地模擬超大質(zhì)量黑洞吸積盤的運(yùn)行狀態(tài)。

第3篇：天體物理學(xué)范文

早在1915年，物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論，此后這一直是我們理解宇宙的理論基礎(chǔ)。按照廣義相對(duì)論，宇宙只能收縮或者膨脹，不可能穩(wěn)定不變。那么宇宙究竟在收縮還是在膨脹呢？如果膨脹，其速度是否恒定？是在減慢或是還在加速呢？

上世紀(jì)20年代，美國(guó)加利福尼亞威爾遜山上，當(dāng)時(shí)世界上最大的望遠(yuǎn)鏡投入了使用，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)幾乎所有星系都在遠(yuǎn)離我們而去。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)光源遠(yuǎn)離我們而去時(shí)，光的波長(zhǎng)會(huì)被拉長(zhǎng)，而波長(zhǎng)越長(zhǎng)，它的顏色就越紅，這被稱作“紅移（redshift）”現(xiàn)象。目前對(duì)紅移現(xiàn)象的解釋為：速度造成紅移。比如，當(dāng)一輛汽車向我們奔馳而來(lái)時(shí)，它的喇叭聲尖銳刺耳，因?yàn)槠嚨母咚龠\(yùn)動(dòng)使聲波波長(zhǎng)被壓縮，波長(zhǎng)變小，聽者接收的頻率變高。相反，當(dāng)汽車離開我們飛馳而去時(shí)，它的喇叭聲則低沉幽緩，因?yàn)槠嚨碾x去使聲波波長(zhǎng)被拉長(zhǎng)，波長(zhǎng)變大，聽者接收的頻率變低，簡(jiǎn)稱多普勒效應(yīng)。20世紀(jì)初，天文學(xué)家斯里弗對(duì)旋渦星云光譜做了多年研究，發(fā)現(xiàn)了譜線紅移現(xiàn)象。在斯里弗觀測(cè)的基礎(chǔ)上，哈勃與助手赫馬森合作，對(duì)遙遠(yuǎn)星系的距離與紅移進(jìn)行了大量測(cè)量工作，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方星系的譜線均有紅移，而且距離越遠(yuǎn)的星系，紅移越大，于是得出重要的結(jié)論：星系看起來(lái)都在遠(yuǎn)離我們而去，且距離越遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離的速度越高。這被稱為哈勃定律（Hubble’s law）。他認(rèn)為：整個(gè)宇宙在不斷膨脹，星系彼此之間的分離運(yùn)動(dòng)也是膨脹的一部份，而不是由于任何斥力的作用。這一發(fā)現(xiàn)直接導(dǎo)致俄裔美國(guó)天體物理學(xué)家伽莫夫的“宇宙大爆炸理論”的提出。伽莫夫認(rèn)為，我們的宇宙誕生于約137±2億年的一次大爆炸，宇宙開始于高溫、高密度的原始物質(zhì)，最初的溫度超過幾十億度，隨著溫度的繼續(xù)下降，宇宙開始膨脹。星系天體的退行原因正是這次宇宙大爆炸的沖力導(dǎo)致的。

從此之后，天體物理學(xué)界一直都認(rèn)為宇宙是在以一個(gè)恒定的速度膨脹，直到天體物理學(xué)家薩爾?波爾馬特、科學(xué)家亞當(dāng)?里斯以及物理學(xué)家布萊恩?施密特這三位科學(xué)家于1998年向外公布：宇宙的膨脹速度不是恒定的，更不是越來(lái)越慢，而是不斷加速，即越來(lái)越快。他們通過尋找太空中的標(biāo)記，研究宇宙膨脹問題。這些標(biāo)記就是爆炸的恒星――1A型超新星。由于其非常亮，超新星被用來(lái)確定距離。只要找到足夠的1A型超新星，就能測(cè)量它們的亮度。亮度較高的超新星距離比較近，亮度越來(lái)越弱的超新星，一定是離我們?cè)絹?lái)越遠(yuǎn)。亮度很低的超新星，距離就很遙遠(yuǎn)了。1A型超新星同時(shí)有個(gè)重要的特點(diǎn)，它們爆炸的亮度都是相同的，超新星的光度曲線普遍都具有一個(gè)相同的光度峰值，這使得它們可被用作輔助天文學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)燭光。這是因?yàn)樗鼈冃纬傻倪^程都一樣，每個(gè)1A型超新星都是在相同質(zhì)量時(shí)爆炸。因此，宇宙各處都有相同的亮度和可見度。三位科學(xué)家找到若干個(gè)1A型超新星，并測(cè)量它們遠(yuǎn)離我們的速度。通過比較不同時(shí)空的超新星的位置和年代，便能計(jì)算出宇宙的膨脹是否在變慢。他們得到了驚人的結(jié)果：宇宙的膨脹速度并未變慢，反而是正在加速。這一驚人的發(fā)現(xiàn)意味著，宇宙不會(huì)停止膨脹，反而在不斷加速膨脹。這可是一個(gè)石破天驚的發(fā)現(xiàn)，這個(gè)結(jié)果的出現(xiàn)直接撼動(dòng)整個(gè)天體、物理學(xué)界，根據(jù)牛頓萬(wàn)有引力定律，宇宙大爆炸所產(chǎn)生的沖力在引力的作用和牽制下，星系天體的退行速度應(yīng)該漸于趨緩直至穩(wěn)定平衡，可是這三位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)卻與牛頓萬(wàn)有引力定律相互矛盾，如何解決、詮釋這二者之間的矛盾呢？物理學(xué)家們認(rèn)為只有一種可能，那就是宇宙之中存在著一種與引力作用方向相反（反引力作用力）、至今人類還沒有發(fā)現(xiàn)的神秘力量！物理學(xué)界把這種與引力作用方向相反、至今人類還未知的神秘作用力稱為“暗能量”，并且認(rèn)為，正是這種“暗能量”推動(dòng)星系天體快速膨脹退行。宇宙膨脹的這種加速度暗示，在蘊(yùn)藏于空間結(jié)構(gòu)中的某種未知能量的推動(dòng)下，宇宙正在分崩離析。這種所謂的“暗能量”占據(jù)了宇宙成分的絕大部分，含量超過70%。它的本質(zhì)仍然是謎，或許是今天的物理學(xué)面臨的最大謎題。因而現(xiàn)代天文學(xué)認(rèn)為：我們的宇宙最初的膨脹是由于最開始的大爆炸而產(chǎn)生的結(jié)果，也就是說(shuō)，物體由于具有慣性，而在原始大爆炸之后繼續(xù)膨脹。后來(lái)，由于物質(zhì)之間的萬(wàn)有引力的作用，這個(gè)膨脹開始變慢，可是在大約100億年前，宇宙中的“暗能量”在與萬(wàn)有引力的交鋒中占據(jù)上鋒，于是宇宙的膨脹又開始加速了。

第4篇：天體物理學(xué)范文

1983年出生，2006年獲南京大學(xué)物理系學(xué)士學(xué)位，隨后進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所學(xué)習(xí)。2008年赴英國(guó)留學(xué)，進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，在劍橋大學(xué)天文和宇宙學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位。

如果，我們能夠找到一個(gè)可以描述宇宙起源的完整理論，它應(yīng)該可以被所有的人所理解和掌握，而不僅僅是這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家。它也意味著，人類理性獲得的巨大成功，和人類透析上帝思考的偉大智慧。

――斯蒂芬?霍金《時(shí)間簡(jiǎn)史》

浩渺的宇宙，總是激起人們無(wú)限的遐想與追問：宇宙從何而來(lái)，宇宙如何演化，宇宙將走向何方，在宇宙中我們是否是孤獨(dú)的人類？要找出這些神秘問題的答案，只能訴諸于復(fù)雜和抽象的物理理論，以及精確的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。當(dāng)我在燦爛的星空下仰望蒼穹，心中升起種種猜想和疑惑時(shí)，一條世界重大科技新聞，將我的目光和興趣聚焦到了天體物理學(xué)和宇宙學(xué)。

在南大確定研究方向

1998年，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校和約翰?霍普金斯大學(xué)的2個(gè)研究組，通過對(duì)超新星光度距離的研究，發(fā)現(xiàn)了宇宙暗能量的存在。通過分析，他們發(fā)現(xiàn)，距離太陽(yáng)系遠(yuǎn)處的超新星，正加速向我們離去。從1929年起，哈勃(Edwin Hubble)就告訴人們，遠(yuǎn)處的星系正向我們退行，即宇宙在膨脹。然而由于萬(wàn)有引力，物質(zhì)之間會(huì)不斷地吸引，以及塌縮。因此，人們認(rèn)為宇宙即使膨脹，也應(yīng)該減速膨脹。然而，1998年的發(fā)現(xiàn)卻徹底改變了人們的預(yù)期：星系正在加速向我們離去，宇宙在加速膨脹!

那么，是什么神秘的物質(zhì)驅(qū)動(dòng)宇宙加速膨脹的呢？這便是舉世聞名的“暗能量問題”。

2002年，我進(jìn)入南京大學(xué)學(xué)習(xí)。南大的學(xué)風(fēng)很好，較少受到社會(huì)上浮躁之風(fēng)的影響。上大學(xué)期間，物理系組織的針對(duì)本科生的報(bào)告，我基本上每一次都去。南大物理系的優(yōu)勢(shì)在于凝聚態(tài)物理和微電子物理（應(yīng)用物理），所以報(bào)告基本上都是圍繞這兩方面的內(nèi)容。但對(duì)于天體物理和基本粒子物理學(xué)方面的報(bào)告，卻非常少。

凝聚態(tài)物理的報(bào)告，比如納米科學(xué)、晶體生長(zhǎng)、磁性材料等等，其實(shí)很有意思。坦率地說(shuō)，我也學(xué)到了不少東西，但我總感覺這不是我想要研究的。直到2004年，一次報(bào)告將我的視野一下子打開了。這一年，美國(guó)宇航局和普林斯頓大學(xué)的WMAP衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)組，了該衛(wèi)星測(cè)量宇宙學(xué)基本常數(shù)的數(shù)據(jù)，確定了宇宙中暗能量占74%，暗物質(zhì)占22%，可見物質(zhì)只占4%。中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所的李小源研究員和高能物理研究所的杜東生研究員作了一個(gè)“時(shí)間、空間、物質(zhì)和能量的科學(xué)”的報(bào)告，介紹了國(guó)際上這方面的前沿進(jìn)展。他們將微觀世界的基本粒子和整個(gè)宇宙的演化相聯(lián)系，解釋當(dāng)今宇宙的星系、星系團(tuán)結(jié)構(gòu)是如何和宇宙及早期的微觀世界的動(dòng)力學(xué)相聯(lián)系的。那個(gè)晚上精彩的演講，我至今記憶猶新。

我于是便認(rèn)準(zhǔn)了我感興趣的領(lǐng)域。南京大學(xué)離紫金山天文臺(tái)（辦公樓在南京市的北京西路，觀測(cè)站在紫金山上）不遠(yuǎn)，陸院士領(lǐng)導(dǎo)的天體物理研究組每周都有討論，我爭(zhēng)取每周都前往參加討論，雖然那時(shí)候?qū)τ钪嬷薪Y(jié)構(gòu)形成還不是很清楚，但對(duì)于暗物質(zhì)和暗能量問題已有一定的了解。

我決定在畢業(yè)以后去中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所（以下簡(jiǎn)稱“理論所”）去攻讀理論天體物理學(xué)研究生。讓我感到慶幸的是兩件事：（1）我在大學(xué)第四年期間，已經(jīng)把研究生的理論物理學(xué)課程全部跟班學(xué)習(xí)了一遍，并且參加了考試，其中有一門還得了滿分。這讓我在之后的研究過程中有了一定的基礎(chǔ)；（2）由于當(dāng)時(shí)成績(jī)還可以，我被保送進(jìn)入理論所讀碩士研究生，這使得我有了大量的時(shí)間去研究和思考一些專業(yè)問題。如果沒被保送而需要參加統(tǒng)考的話，我會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間去準(zhǔn)備“考研”。我面試的時(shí)候，理論所在全國(guó)一共招收20名學(xué)生，如果我沒記錯(cuò)，我當(dāng)時(shí)面試總成績(jī)是99分，排名第一。我后來(lái)見到了李淼教授（弦理論專家），我還跟他討論過一個(gè)面試時(shí)我遇到的量子力學(xué)的問題。

難忘中國(guó)科學(xué)院

我到了中科院理論所之后，并沒有直接進(jìn)入暗物質(zhì)和暗能量的研究，而是花了很長(zhǎng)的一段時(shí)間，學(xué)習(xí)廣義相對(duì)論的唯一性定理的知識(shí)。后來(lái)事實(shí)證明，這部分時(shí)間花得不是很值當(dāng)，因?yàn)樵摾碚摰陌l(fā)展已經(jīng)比較成熟，沒有太多可以開拓的空間。我還在宇宙的擾動(dòng)理論方面花了很多的時(shí)間，成效也不是很大。因?yàn)檫@些東西都已經(jīng)被人們非常好地發(fā)展起來(lái)了，可做的新東西不多。這時(shí)我開始逐漸地思考，以后的研究該怎樣定位，怎樣才能做一些有新意，比較獨(dú)特的研究。

暗能量的理論問題，人們尚未把它搞清楚，主要的原因是，人們對(duì)于真空能(Vacuum Energy)的本質(zhì)還不甚了解，不知道究竟是哪一種基本的量子場(chǎng)，或者是由某種時(shí)空幾何決定的。這其實(shí)是當(dāng)今國(guó)際理論物理學(xué)界的頭號(hào)難題。因此，在沒有基礎(chǔ)理論上取得根本進(jìn)展的前提下，人們?cè)噲D去構(gòu)造一些唯象（即現(xiàn)象學(xué)上的解釋）上的模型，去解釋宇宙的加速膨脹。當(dāng)然，這些模型目前都只是唯象上的近似，并非已經(jīng)得到公認(rèn)的基礎(chǔ)理論。但是研究它們，對(duì)于天文觀測(cè)也是一種促進(jìn)，因?yàn)槟阒懒瞬煌哪Ｐ蜁?huì)有一些不一樣的宇宙觀測(cè)的預(yù)言，可以期待著在天文的一些觀測(cè)上得到驗(yàn)證或排除。

我花了一段時(shí)間研究了全息暗能量，探討了它在觀測(cè)上的一些可能的預(yù)言，以及利用當(dāng)時(shí)最新的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)（超新星、微波背景輻射等）去限制了這個(gè)模型，并且首先用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的貝頁(yè)斯證據(jù)(Bayesian Evidence) 去計(jì)算了它與宇宙常熟模型的之差等等。后來(lái)，在美國(guó)洛杉磯2008年初舉辦的“暗物質(zhì)與暗能量”會(huì)議上，我應(yīng)邀報(bào)告了這方面的一些工作。

隨著研究的深入，我逐漸感覺到，要真正地探究這些宇宙中的神秘物質(zhì)，找到宇宙的起源與結(jié)構(gòu)形成的一些實(shí)驗(yàn)上的關(guān)鍵證據(jù)，必須掌握豐富的天文觀測(cè)資料，并具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析方法。在這方面，國(guó)內(nèi)的研究實(shí)力很有限；應(yīng)該說(shuō)，不僅是中國(guó)，整個(gè)亞洲在這方面的研究都非常薄弱；于是，當(dāng)2008年初我拿到一筆劍橋大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金時(shí)，我決定赴劍橋大學(xué)留學(xué)。

英國(guó)的留學(xué)生活

能來(lái)劍橋大學(xué)，實(shí)屬幸運(yùn)。劍橋有一個(gè)研究實(shí)力很強(qiáng)的天文研究所（我現(xiàn)在所在的研究所），幾乎在相關(guān)的領(lǐng)域，研究所都有世界著名的科學(xué)家，比如唐納德?耶丹?貝爾（Donald Lyden-Bell）（星系、黑洞、廣義相對(duì)論）、馬丁?里斯（Martin Rees）(宇宙學(xué)、星系)、安德魯?費(fèi)邊（Andrew Fabian）（X射線與黑洞）、羅伯?肯尼卡特（Rob Kennicutt）(恒星形成)，以及我后來(lái)的導(dǎo)師喬治?艾夫斯塔修（George Efstathiou）(宇宙學(xué))。就算是一些資歷較淺的研究員也相當(dāng)知名。另外，離研究所不遠(yuǎn)，還有另外2個(gè)研究所：霍金的“理論宇宙學(xué)中心”，以相對(duì)論和宇宙弦(Cosmic String)的研究而出名；卡文迪許實(shí)驗(yàn)室(Cavendish Laboratory)的天體物理研究組，以發(fā)現(xiàn)脈沖星和開創(chuàng)射電天文學(xué)而聞名。這些單位之間經(jīng)常會(huì)有一些討論。

這幾年天體物理學(xué)的研究方向，主要是宇宙微波背景的研究(Cosmic Microwave Background)，以及星系和星系團(tuán)等宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)的形成的研究。為什么人們要研究這些東西呢？主要的原因在于，人們?cè)噲D去了解宇宙中結(jié)構(gòu)的形成，即我們所觀察到的星系團(tuán)、星系、恒星系統(tǒng)，究竟是如何演化來(lái)的，即動(dòng)力學(xué)上是如何形成的。因此，要想回答這個(gè)問題，有兩個(gè)要素是必須要了解的：星系和恒星體統(tǒng)形成的初條件是如何，以及動(dòng)力學(xué)方程是怎樣的？而宇宙之所以復(fù)雜，就是在于動(dòng)力學(xué)上，有一些很復(fù)雜的、尚未被科學(xué)家搞清楚的物理學(xué)過程（比如重子物質(zhì)如何與暗物質(zhì)發(fā)生相互作用等等），這會(huì)給研究結(jié)構(gòu)形成的動(dòng)力學(xué)帶來(lái)很多的不確定性。人們所采取的辦法主要有2個(gè)：一是觀測(cè)上要掌握大量的實(shí)驗(yàn)資料，尤其是對(duì)不同種的星系和恒星系統(tǒng)的資料都要掌握；另外，在理論上，通過數(shù)值模擬，可以計(jì)算那些不同的微觀機(jī)制(比如上面提到的相互作用)，究竟會(huì)對(duì)最后形成的星系和恒星系統(tǒng)有多大的影響，從而通過與觀測(cè)對(duì)比，確定下來(lái)可能的機(jī)制。在攻讀博士學(xué)位階段，我的一些對(duì)星系的速度場(chǎng)的研究，主要遵循的是這個(gè)思路。

另外，對(duì)于結(jié)構(gòu)形成初條件的觀測(cè)，也是非常的重要，因?yàn)檫@方面的觀測(cè)量，會(huì)直接影響到對(duì)早期宇宙初條件的限制。它所發(fā)生的物理學(xué)過程是這樣的：宇宙在極早期由于量子效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一些時(shí)空上的量子漲落，而這些漲落經(jīng)過宇宙的演化會(huì)“進(jìn)化”為宇宙中不同物質(zhì)密度的漲落（比如光子、可見物質(zhì)，以及暗物質(zhì)等等）。那么通過對(duì)于這些物質(zhì)漲落能譜的觀測(cè)，我們就可以推測(cè)在宇宙的極早期，究竟是哪些量子效應(yīng)在起作用，從而對(duì)宇宙的起源問題給出一些有意義的啟示。這對(duì)于理論物理學(xué)家會(huì)是非常感興趣的內(nèi)容，因?yàn)槔碚撐锢韺W(xué)面臨的最大問題，即“大統(tǒng)一”問題（Grand Unification Theory），就是要去尋找能夠統(tǒng)一電磁力、弱相互作用、強(qiáng)相互作用力，以及引力的基本理論，而這種理論描述能量極高的物理，而通常的地面的加速器提供不了這么高的能量。但現(xiàn)在天文學(xué)家和宇宙學(xué)家卻有可能在宇宙中，找到驗(yàn)證這些理論的辦法，這當(dāng)然是非常重要的研究方法。沿著這條線，我也持續(xù)在做一些研究工作。

由于衛(wèi)星、地面望遠(yuǎn)鏡等天文觀測(cè)手段的不斷加強(qiáng)，有一些領(lǐng)域不斷地受到人們的重視，因?yàn)樗鼈冇锌赡茉谖磥?lái)提供一些解答難題的關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，比如：

1.再電離（Reionization）：宇宙中的原初星系是如何形成的。

2.引力波（Gravitational Waves）：驗(yàn)證廣義相對(duì)論，尋找引力在早期宇宙的效應(yīng)。

3.太陽(yáng)系外行星問題（Extra-solar Planet）：太陽(yáng)系外的行星，它們的環(huán)境如何，有沒有生命的存在等等。

這些問題，每一個(gè)都很宏大，都不是人們?cè)趲啄陜?nèi)就能夠輕易弄明白的，因?yàn)槠渲腥魏我粋€(gè)問題如果能夠被觀測(cè)到，都意味著天文學(xué)領(lǐng)域的重大突破。因此我認(rèn)為，我們應(yīng)該時(shí)刻思考著宏偉的物理圖像，并且時(shí)刻注意這方面的觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)上的突破與新的證據(jù)，以及理論方面的進(jìn)展。

我時(shí)常在想，怎么樣才能真正地認(rèn)識(shí)大自然，了解大自然。我逐漸找到了一條方法論，就是去認(rèn)識(shí)大自然的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)大自然的動(dòng)力學(xué)過程。浩渺的星空，就給了我們無(wú)窮無(wú)盡的探索的空間，給了人們以“重新發(fā)現(xiàn)”大自然的機(jī)會(huì)。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，天文學(xué)是一門有著無(wú)窮寶藏的的學(xué)科，而人類就像是在撿著貝殼的孩子，去試圖勾勒一片大海的美麗圖景。

第5篇：天體物理學(xué)范文

1、文學(xué)類：比較文學(xué)、古典學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、哲學(xué)、神話學(xué)、視覺環(huán)境學(xué)。

2、社會(huì)科學(xué)類：人類學(xué)、歷史與文學(xué)、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)。

3、科學(xué)類：應(yīng)用數(shù)學(xué)、天體物理學(xué)、化學(xué)與物理、生物化學(xué)、分子生物學(xué)。

4、工商管理類：金融與經(jīng)濟(jì)學(xué)、建筑學(xué)考古學(xué)、生物化學(xué)、神學(xué)、自然科學(xué)、工程學(xué)、社會(huì)科學(xué)、生物科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)。

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第6篇：天體物理學(xué)范文

北極星總是坐落在北極的上空，這是因?yàn)樗c地軸成一條直線。在夜晚的天空中找到位于小熊星座的北極星，你便可以在沒有指南針的情況下確定方向。

為了測(cè)量北極星的質(zhì)量，德國(guó)波恩大學(xué)的天體物理學(xué)家Hilding Neilson和同事對(duì)它的脈沖進(jìn)行了分析。

研究人員注意到，這顆恒星在大約4天的周期中會(huì)變亮和變暗，他們同時(shí)還分析了周期長(zhǎng)度的變化。與其他恒星一樣，北極星由包裹著一顆內(nèi)核――這里是發(fā)生核聚變的地方――的氣體所構(gòu)成。

研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著引力將最外層的氣體向內(nèi)牽引，北極星在其表面下形成了一個(gè)不透光層，從而使其亮度變暗。隨后光線便會(huì)在不透光層下聚集，并像水蒸氣頂鍋蓋一樣推動(dòng)不透光層。最終光線加熱不透光層，導(dǎo)致其膨脹并更為透明。北極星也就變得更大更亮，直至外層氣體向內(nèi)塌陷，進(jìn)而再次開始新的循環(huán)。

然而這4天的脈動(dòng)并非恒定不變的：1844年便大約比現(xiàn)在慢了12分鐘。并未參與此項(xiàng)研究的加拿大圣瑪麗大學(xué)的天文學(xué)家David Turner，之前曾與同事對(duì)截至2004年的北極星脈沖歷史記錄進(jìn)行了匯編。如今，Neilson和同事又將過去10年的觀測(cè)結(jié)果加入其中。這一漫長(zhǎng)的記錄表明，從1844年至今，北極星的脈沖每年變慢4.5秒鐘。

這一變化率意味著恒星的結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。Neilson和同事推測(cè)，如果北極星是一顆更老的恒星，正在熔化或“燃燒”氦核，那么它的脈沖則因?yàn)榭s減得太快而無(wú)法匹配標(biāo)準(zhǔn)的恒星進(jìn)化模型。Neilson說(shuō)：“只有當(dāng)恒星正在失去大量質(zhì)量時(shí)，這一矛盾才能夠得到解決?！北睒O星的這種質(zhì)量損失會(huì)使積聚的光線沖破不透光層，并減緩恒星的脈沖速度。

研究人員認(rèn)為，北極星每年損失的質(zhì)量大約相當(dāng)于地球的質(zhì)量，或不足其自身質(zhì)量的一百萬(wàn)分之一。研究人員在于2月1日出版的《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上報(bào)告了這一研究成果。

第7篇：天體物理學(xué)范文

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，早在1572年11月，丹麥天文學(xué)家和占星學(xué)家第谷•布拉赫（Tycho Brahe）發(fā)現(xiàn)了仙后座中的一顆新星，它是400年來(lái)能用肉眼看到的最亮的超新星，并被命名為“第谷超新星”?，F(xiàn)在，由美國(guó)宇航局（NASA）的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡通過多年收集到的數(shù)據(jù)顯示這顆破碎恒星的殘骸在高能量的伽瑪射線下閃著耀眼的光芒。這一發(fā)現(xiàn)的研究報(bào)告發(fā)表在12月7日的《天體物理學(xué)》雜志上。

這一發(fā)現(xiàn)為天文學(xué)家提供了另一個(gè)了解宇宙射線源頭的線索。宇宙射線是亞原子粒子，主要由質(zhì)子組成，以接近光速的速度在宇宙空間運(yùn)動(dòng)。宇宙射線的源頭及其加速到如此高速的機(jī)制一直是長(zhǎng)期存在的謎團(tuán)，因?yàn)榇┰叫窍档穆猛局校瑤щ娏Ｗ蛹铀偻ㄟ^銀河系時(shí)很容易被星際磁場(chǎng)偏折，這使得它們的軌跡被攪亂，科學(xué)家無(wú)法追蹤到它們的源頭。該研究報(bào)告的首席作者、意大利巴里大學(xué)和意大利國(guó)家核物理研究所的弗朗西斯科•焦?fàn)栠_(dá)諾（Francesco Giordano ）說(shuō)：“幸運(yùn)的是，宇宙射線撞擊星際氣體和星光時(shí)產(chǎn)生了高能量的伽瑪射線輻射，這些伽瑪射線直接從源頭到達(dá)費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡?！?/p>

更好地了解宇宙射線的源頭是費(fèi)米伽瑪射線太空望遠(yuǎn)鏡的主要目標(biāo)之一。費(fèi)米上的大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡（Large Area Telescope，LAT）會(huì)每三個(gè)小時(shí)對(duì)整個(gè)天空掃描一次，逐步建立起一個(gè)不斷深入的伽瑪射線天空。由于伽馬射線是能量最高、穿透力最強(qiáng)的一種光線，從輻射源直線朝我們而來(lái)，因此，它可作為粒子加速的路標(biāo)。此項(xiàng)研究報(bào)告的共同作者、美國(guó)Kavli粒子天體物理和宇宙學(xué)研究所（the Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology，KIPAC））的天體物理學(xué)家斯特凡•芬克（Stefan Funk）說(shuō)；“這種檢測(cè)為我們提供了另一個(gè)證據(jù)，支持超新星殘骸可以使宇宙射線加速的觀點(diǎn)?！?/p>

1949年，物理學(xué)家恩里科•費(fèi)米（Enrico Fermi ）表示，能量最高的宇宙射線在星際氣體云磁場(chǎng)會(huì)加速。在隨后的幾十年里，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)超新星殘骸可能是最佳的宇宙射線加速地點(diǎn)。當(dāng)恒星爆炸時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)化成一個(gè)超新星殘骸，爆炸沖擊波范圍內(nèi)的高溫氣體迅速膨脹?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)沖擊波前兩側(cè)的磁場(chǎng)可以捕捉它們之間的粒子，相當(dāng)于亞原子乒乓球比賽。合著者之一、法國(guó)原子能委員會(huì)和巴黎第七大學(xué)（Paris Diderot University ）的梅莉塔•納曼•果多（Melitta Naumann•Godo ）說(shuō)：“一個(gè)超新星殘骸的磁場(chǎng)比地球的磁場(chǎng)弱得多，但它們擴(kuò)展成一個(gè)廣闊區(qū)域，最終跨越數(shù)千光年，它們對(duì)帶電粒子的形成起主要的作用?！睅щ娏Ｗ觼?lái)回穿梭于整個(gè)超新星激波，并在每次穿梭時(shí)獲得能量。它們最終擺脫其磁約束，逃脫超新星殘骸，最終自由漫游于星系之中。費(fèi)米大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡的持續(xù)觀測(cè)對(duì)這種情況提供了額外的證據(jù)。許多年輕的殘骸，如第谷，往往比老的殘骸產(chǎn)生更多的高能量的伽瑪射線。斯特凡•芬克補(bǔ)充說(shuō)：“伽瑪射線的能量反映產(chǎn)生加速粒子的能量，我們預(yù)計(jì)年輕的殘骸內(nèi)有更多的宇宙射線不斷發(fā)展到擁有更高的能量，因?yàn)闆_擊波和它們的紊亂的磁場(chǎng)變得更強(qiáng)。” 相比之下，老的殘骸具有較弱的沖擊波，不能保留能量最高的粒子，大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡沒有檢測(cè)到相應(yīng)能量的伽瑪射線。

1572發(fā)現(xiàn)的“第谷”超新星是天文學(xué)歷史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。這顆超新星連續(xù)15個(gè)月可見，掛在天上沒有移動(dòng)跡象，表明它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了太陽(yáng)，月亮和行星的范圍?，F(xiàn)代天文學(xué)家估計(jì)，該超新星殘骸距離地球9 000光年至11 000光年遠(yuǎn)。經(jīng)過兩年半時(shí)間的觀測(cè)，大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)清楚地表明，十億電子伏特（billion electron volt）的伽瑪射線輻射的一個(gè)懸而未決的區(qū)域原來(lái)是“第谷”超新星的殘骸，為便于比較，可見光的能量約2電子伏特至3電子伏特。KIPAC的研究生基思•貝茨托爾（Keith Bechtol）是注意到它們的潛在聯(lián)系的研究人員之一，他說(shuō)：“我們認(rèn)為，‘第谷’超新星殘骸閃光可能是費(fèi)米一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)，它可能是我們確定一個(gè)光譜特征表明宇宙射線質(zhì)子存在的最好的機(jī)會(huì)?！?/p>

該科學(xué)小組的模型以大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，連同地面基礎(chǔ)設(shè)施、無(wú)線電和X射線數(shù)據(jù)映射的高能量萬(wàn)億電子伏特（trillion electron volt）伽馬射線。研究人員得出結(jié)論，被稱為介子產(chǎn)生的過程最好解釋這種閃光。1）接近光速運(yùn)行的質(zhì)子碰撞到較慢移動(dòng)的質(zhì)子，這種交互作用創(chuàng)建一個(gè)不穩(wěn)定的粒子―介子，它的質(zhì)量只有質(zhì)子的14%。2）在極短的時(shí)間內(nèi)，介子衰變成一對(duì)伽瑪射線。如果這種解釋是正確的，那么殘骸內(nèi)的某個(gè)地方，質(zhì)子被加速到接近光速的速度，然后與慢粒子相互作用產(chǎn)生伽瑪

射線。

第8篇：天體物理學(xué)范文

1、文學(xué)類：文學(xué)、比較文學(xué)、古典學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、東亞學(xué)、近東學(xué)、印度學(xué)、哲學(xué)、英語(yǔ)、非洲學(xué)與非洲裔美國(guó)人學(xué)、神話學(xué)、條頓民族學(xué)、建筑藝術(shù)歷史、羅曼斯語(yǔ)文學(xué)、斯拉夫語(yǔ)文學(xué)、視覺環(huán)境學(xué)、性別研究；

2、社會(huì)科學(xué)類：歷史、人類學(xué)、歷史與文學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治、科學(xué)歷史、社會(huì)學(xué)、環(huán)境、自然科學(xué)與國(guó)家政策、心理學(xué)；

3、科學(xué)類：數(shù)學(xué)、物理、應(yīng)用數(shù)學(xué)、天體物理學(xué)、化學(xué)、化學(xué)與物理、生物化學(xué)‘人類進(jìn)化生物、分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、機(jī)體進(jìn)化科學(xué)、人類發(fā)展科學(xué)、人類物理、工程技術(shù)、生物工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)；

4、研究生專業(yè)：工商管理、金融與經(jīng)濟(jì)、建筑、經(jīng)濟(jì)、化學(xué)工程、電子工程、教育、計(jì)算機(jī)科學(xué)、考古學(xué)、生物化學(xué)、人類學(xué)與地理、神學(xué)、法律、美術(shù)、現(xiàn)代史、人類語(yǔ)言產(chǎn)生研究、自然科學(xué)、心理研究、數(shù)學(xué)及電算、工程學(xué)、社會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、管理、物理、音樂、哲學(xué)、政治學(xué)。

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第9篇：天體物理學(xué)范文

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)站報(bào)道，一組志愿者日前借助美國(guó)宇航局進(jìn)行斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)的檢查，在我們的銀河系銀盤結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了超過5000個(gè)“氣泡”結(jié)構(gòu)。這是年輕高溫的恒星“吹出”的塵埃和氣體氣泡結(jié)構(gòu)，這些氣泡說(shuō)明這些位置正有新生的恒星誕生。

超過3.5萬(wàn)名“公民科學(xué)家”翻遍宇航局斯皮策望遠(yuǎn)鏡的紅外波段觀測(cè)數(shù)據(jù)，他們參與的是一項(xiàng)旨在從海量數(shù)據(jù)中幫助科學(xué)家們找出這些氣泡結(jié)構(gòu)的志愿者參與項(xiàng)目。到目前為止這些志愿者們找出的氣泡結(jié)構(gòu)已經(jīng)超過了之前被發(fā)現(xiàn)的氣泡結(jié)構(gòu)總數(shù)的10倍以上。

艾利?布列斯特（Eli Bressert）是一位天體物理學(xué)博士研究生，在設(shè)在德國(guó)境內(nèi)的歐洲南方天文臺(tái)以及英國(guó)埃克塞特大學(xué)攻讀專業(yè)課程，他是有關(guān)這一研究的論文合著者，他們的論文已經(jīng)被提交給《英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》。他說(shuō)：“這些發(fā)現(xiàn)讓我們感覺銀河系在恒星新生方面似乎是一個(gè)比我們?cè)菊J(rèn)為的更加活躍的星系。銀盤就像香檳酒一般，到處都是泡沫?！?/p>

在研究過程中科學(xué)家們遇到一個(gè)難題，那就是計(jì)算機(jī)程序很難準(zhǔn)確地從圖像中識(shí)別出這些氣泡結(jié)構(gòu)。但是對(duì)于這些暗弱纖細(xì)，有些地方破缺的環(huán)狀體，人類的肉眼和大腦卻能進(jìn)行非常精確的識(shí)別，于是“銀河系項(xiàng)目”（Milky Way Project）應(yīng)運(yùn)而生。它邀請(qǐng)廣大公眾參與到這些圖像的識(shí)別工作中來(lái)，并且為了確保準(zhǔn)確率，規(guī)定必須經(jīng)過5名參與者確認(rèn)，某一被認(rèn)為是氣泡結(jié)構(gòu)的圖像才能被確定并編目。借助一種復(fù)雜的畫圖工具，參與的志愿者們可以在斯皮策望遠(yuǎn)鏡拍攝的大量紅外圖像中任何他們認(rèn)為是氣泡結(jié)構(gòu)的位置上做上標(biāo)記，并隨后移交給下一位志愿者重新檢視并進(jìn)行判斷。

羅伯特?辛普森（Robert Simpson）是英國(guó)牛津大學(xué)的天文學(xué)博士后研究員，他是銀河系項(xiàng)目首席科學(xué)家，同時(shí)也是這一研究論文的第一作者。他說(shuō)：“銀河系項(xiàng)目是一項(xiàng)嘗試，即將斯皮策望遠(yuǎn)鏡獲取的海量美麗數(shù)據(jù)提取出來(lái)，并讓信息的提煉工作變成一種公眾參與的有趣的事情?！?/p>

所有這些數(shù)據(jù)都源自斯皮策望遠(yuǎn)鏡的GLIMPSE和MIPSGAL兩個(gè)巡天項(xiàng)目。這些巡天獲取的數(shù)據(jù)覆蓋了天空中一道狹長(zhǎng)區(qū)域，寬130度，而高度僅有2度。如果你伸出手對(duì)準(zhǔn)夜空，你的食指的寬度大致就相當(dāng)于這2度的張角。這兩項(xiàng)巡天項(xiàng)目都覆蓋了銀盤區(qū)域，并直指銀河系的核心。

志愿者們標(biāo)記出的氣泡結(jié)構(gòu)大小和形狀各不相同，出現(xiàn)這種情況的原因是距離的遠(yuǎn)近不同，以及當(dāng)?shù)貧怏w云團(tuán)實(shí)際大小和形態(tài)的差異。這些結(jié)果幫助天文學(xué)家們更加精確地在銀河系中確定恒星誕生的位置。目前正在進(jìn)行探討的一項(xiàng)課題是“觸發(fā)式恒星新生”，即由于大質(zhì)量恒星的爆發(fā)壓縮周遭氣體塵埃云，導(dǎo)致在這些區(qū)域出現(xiàn)物質(zhì)聚集塌縮形成新生恒星。

馬修?帕維奇（Matthew Povich）是這份論文的合作者之一，他來(lái)自賓夕法尼亞州立大學(xué)，是一位國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的天文與天體物理學(xué)博士后研究員，他說(shuō)：“銀河系項(xiàng)目的成果顯示這些氣泡中超過2/3擁有等級(jí)結(jié)構(gòu)，在較大型的氣泡內(nèi)部或四周幾乎都發(fā)現(xiàn)了較小型的氣泡。這證實(shí)了新一代恒星的誕生是受到了較大型爆發(fā)事件的觸發(fā)和影響?！?/p>

而這些氣泡的不同分布同樣暗示了銀河系的精細(xì)結(jié)構(gòu)。比如說(shuō)，一些氣泡數(shù)量突然上升的區(qū)域恰好和銀河系的旋臂位置相吻合?；蛟S最大的意外在于靠近銀河系中心的區(qū)域氣泡數(shù)量竟然相對(duì)較少。布列斯特說(shuō)：“我們?cè)疽詾樾窍岛诵奈恢玫暮阈钦Q生密度是最高的，因?yàn)槟抢锏臍怏w密度最高。但是這項(xiàng)研究的結(jié)果讓我們有理由懷疑這樣的說(shuō)法?！?/p>