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1、会计学1理学理学(lxu)天文学天文学W绪论绪论第一页，共31页。n n太阳是一颗恒星，一个非常太阳是一颗恒星，一个非常(fichng)(fichng)热的气体球。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比地球大许多倍，太阳在其自引力作用下凝聚在一起。起。.2第1页/共31页第二页，共31页。银银河河系系约有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(suyu)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。3第2页/共31页第三页，共31页。哈勃超深空：哈勃超深空：哈勃超深空：哈勃超深空：2003 2003年
2、到年到年到年到20042004年期间年期间年期间年期间总共总共总共总共(z(z nggng)nggng)观测观测观测观测了近了近了近了近1616天；天；天；天；1300 1300万分之一的天空万分之一的天空万分之一的天空万分之一的天空面积；面积；面积；面积；图中有图中有图中有图中有1000010000个星系！个星系！个星系！个星系！4第3页/共31页第四页，共31页。1 1处于柯伊伯带，这个区域一直处于柯伊伯带，这个区域一直(yzh)(yzh)是太阳系小行星和彗是太阳系小行星和彗星诞生的地方。星诞生的地方。2 2天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运
3、行的大天体 。矮矮行行星星(xngxng)5第4页/共31页第五页，共31页。走的最远的人造走的最远的人造(rnzo)物体：旅行者物体：旅行者1号和号和2号号(Voyager 1 and 2,1977年年发射发射)6第5页/共31页第六页，共31页。走到哪了？走到哪了？n n2012年3月,Voyager 1 离太阳是179亿公里(119.9 个天文单位(tinwndnwi)，而 Voyager 2 距离太阳是 147 亿公里(98.3个天文单位(tinwndnwi)。能量足够(zgu)支撑飞到2020年。然后，就没有然后了。7第6页/共31页第七页，共31页。时间跨度：从过去时间跨度：从过去
4、(guq)到将来到将来向前：太阳的过去、大爆炸、向前：太阳的过去、大爆炸、时间时间(shjin)的起点的起点 向后：太阳的演化、宇宙的未向后：太阳的演化、宇宙的未来来8第7页/共31页第八页，共31页。时时 间间宇宇 宙宙 年年 龄龄 有有 多多 大大？和和 人人 类类 的的 年年 岁岁 相相 比比 又又 相相 差差 多多 少少？时时 间间事事 件件1.35x1010 年年 以以 前前宇宇 宙宙 诞诞 生生1010 年年 以以 前前星星 系系 形形 成成4.6x109 年年 以以 前前太太 阳阳 系系 形形 成成3x109 年年 以以 前前单单 细细 胞胞 生生 物物 出出 现现6x108 年
5、年 以以 前前寒寒 武武 纪纪(出出 现现 复复 杂杂 的的 硬硬 体体 动动 物物)0.65-2.5x108 年年 以以 前前恐恐 龙龙3x106 年年 以以 前前早早 期期 人人 猿猿(哺哺 乳乳 类类 动动 物物 化化 石石)3x105 年年 以以 前前智智 人人(第第 一一 个个 真真 人人 出出 现现)5x103 年年 以以 前前人人 类类 历史历史 开开 始始102 年年人人 的的 一一 生生1 年年地地 球球 绕绕 太太 阳阳 一一 周周1 日日有有 些些 昆昆 虫虫 的的 一一 生生1 小小 时时电电 视视 片片 集集 的的 长长 度度10 秒秒阅阅 读读 这这 句句 子子 所
6、所 需需 时时 间间10-17 秒秒光光 横横 越越 一一 颗颗 原原 子子 所所 需需 时时 间间9第8页/共31页第九页，共31页。天文学：天文学：远在天边而又近在眼前的学科远在天边而又近在眼前的学科(xuk)n n“Far Away,So Close”n n 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。n n 昼夜(zhuy)更替，四季变化 历法 “The Star in You!”我们(w men)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。10第9页/共31页第十页，共31页。n n太阳活动有周期性（11年），前两年曾经(cng
7、jng)一度十分“懒惰”。n n太阳的剧烈活动可能对人造卫星和地面通讯造成影响。11第10页/共31页第十一页，共31页。节目预告：木星节目预告：木星节目预告：木星节目预告：木星(mxng)(mxng)上也有极光！上也有极光！上也有极光！上也有极光！Aurora,Colorado12第11页/共31页第十二页，共31页。天文学研究的基础天文学研究的基础(jch)(jch)观测（观观测（观察和测量）察和测量）天文观测是一种天文观测是一种天文观测是一种天文观测是一种“被动被动被动被动”的试验的试验的试验的试验 观测观测观测观测理论理论理论理论观测观测观测观测 距离极远距离极远距离极远距离极远 时标
8、极长时标极长时标极长时标极长 物理条件极端复杂（温度、密度、压强物理条件极端复杂（温度、密度、压强物理条件极端复杂（温度、密度、压强物理条件极端复杂（温度、密度、压强(yqing)(yqing)(yqing)(yqing)、磁场）、磁场）、磁场）、磁场）13第12页/共31页第十三页，共31页。天文观测天文观测(gunc)手段：手段：充分利用整个电磁波谱充分利用整个电磁波谱14第13页/共31页第十四页，共31页。15第14页/共31页第十五页，共31页。不同波段(bdun)望远镜看到的太阳光学(gungxu)紫外X射线射电16第15页/共31页第十六页，共31页。不同波段(bdun)望远镜看
9、到的宇宙射电光学(gungxu)X射线伽玛射线(shxin)17第16页/共31页第十七页，共31页。20 20世纪世纪6060年代年代(nindi)(nindi)四大发现：四大发现：类星体，脉冲星，类星体，脉冲星，微波背景辐射，星际分子。微波背景辐射，星际分子。两大基本理论：两大基本理论：恒星结构和演化理论、宇宙大爆炸模型恒星结构和演化理论、宇宙大爆炸模型 全电磁波段天文学全电磁波段天文学:从可见光拓展到全电磁波段从可见光拓展到全电磁波段第17页/共31页第十八页，共31页。n n类星体是类星体是2020世纪世纪6060年代天文学的年代天文学的“四大发现四大发现”之一。这种天体在一般光学观测
10、之一。这种天体在一般光学观测(gunc)(gunc)中只是一个光点，类似恒星。然而在分光观中只是一个光点，类似恒星。然而在分光观测测(gunc)(gunc)中，它的谱线具有很大的红移，中，它的谱线具有很大的红移，又不像恒星，因此称它为类星体又不像恒星，因此称它为类星体(quasar)(quasar)（quasi stellar objectquasi stellar object）。）。n n19931993年底，已确认年底，已确认7,3837,383个类星体。个类星体。n n20022002年的星表列出年的星表列出23,76023,760颗类星体。颗类星体。n n现今观测现今观测(gunc)
11、(gunc)到红移最大到红移最大n n 的是的是 Z=7.1 Z=7.1第18页/共31页第十九页，共31页。脉冲星的发现曾轰动世界。脉冲星的发现曾轰动世界。脉冲星的发现曾轰动世界。脉冲星的发现曾轰动世界。1967196719671967年英国天文学家年英国天文学家年英国天文学家年英国天文学家休伊什（休伊什（休伊什（休伊什（A.HewishA.HewishA.HewishA.Hewish）教授和他的研究生）教授和他的研究生）教授和他的研究生）教授和他的研究生J.J.J.J.贝尔女贝尔女贝尔女贝尔女士一起士一起士一起士一起(yq)(yq)(yq)(yq)发现了脉冲星，找到了物理学家发现了脉冲星，
12、找到了物理学家发现了脉冲星，找到了物理学家发现了脉冲星，找到了物理学家30303030多年前预言的中子星。多年前预言的中子星。多年前预言的中子星。多年前预言的中子星。1974197419741974年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。1974 1974 1974 1974年，美国天文学家泰勒（年，美国天文学家泰勒（年，美国天文学家泰勒（年，美国天文学家泰勒（H.TaylerH.TaylerH.TaylerH.Tayler）和他）和他）和他）和他的研究生赫尔斯（的研究生赫尔斯（的研究生赫尔斯（的研究生赫尔斯（HulseHulseHulseHulse）发
13、现射电脉冲双星，）发现射电脉冲双星，）发现射电脉冲双星，）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尔后验证了引力辐射。爱因斯坦预言的引力辐射尔后验证了引力辐射。爱因斯坦预言的引力辐射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。终于在半个多世纪以后得到了第一例验证。终于在半个多世纪以后得到了第一例验证。终于在半个多世纪以后得到了第一例验证。1993199319931993年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。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。脉冲星的研究获两次诺贝尔物理学奖。脉冲星的研究获两次诺贝尔
14、物理学奖。脉冲星的研究获两次诺贝尔物理学奖。第19页/共31页第二十页，共31页。宇宙微波宇宙微波宇宙微波宇宙微波(wib)(wib)背景辐射背景辐射背景辐射背景辐射1.1.发现发现Gamov,AlpherGamov,Alpher和和Herman Herman 预言预言5-50K5-50K的宇宙大爆炸的残余背景辐的宇宙大爆炸的残余背景辐射；射；19641964年年Dicke,Peebles,RollDicke,Peebles,Roll和和WilkinsonWilkinson计算得到背景辐射计算得到背景辐射为温度为温度(wnd)10 K(wnd)10 K的黑体辐射。的黑体辐射。19651965年
15、年PenziasPenzias彭齐亚斯和彭齐亚斯和WilsonWilson威尔逊在威尔逊在7.357.35厘米波长（厘米波长（40804080兆兆赫）发现宇宙背景中存在温度赫）发现宇宙背景中存在温度(wnd)(wnd)为为3.5 K3.5 K、各向同性的、各向同性的黑体辐射。黑体辐射。它被证实为宇宙微波背景辐射它被证实为宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background)(Cosmic Microwave Background)目前值：目前值：2.725 K2.725 K第20页/共31页第二十一页，共31页。n n星际分子：星际分子：19631963年，美国科学家发现星
16、际羟年，美国科学家发现星际羟(qiang)(qiang)基分子基分子（OHOH），此后，陆续发现大量星际有机分子。到），此后，陆续发现大量星际有机分子。到9090年代末，已年代末，已发现了发现了120120多种，而且许多都是很复杂的有机分子，多种，而且许多都是很复杂的有机分子，n n 少数分子是地球上很难少数分子是地球上很难n n 找到的或者找到的或者(huzh)(huzh)根本找不到的。根本找不到的。n n 星际分子的发现有助于星际分子的发现有助于n n 人类对星云特性的深入人类对星云特性的深入n n 了解，可以帮助揭开生命了解，可以帮助揭开生命n n 起源的奥秘。起源的奥秘。n n星际分子
17、星际分子C2SC2S是在金牛座是在金牛座n n黑暗星云黑暗星云 第21页/共31页第二十二页，共31页。伽马射线伽马射线(m sh xin)暴暴(Gamma Ray Burst)23宇宙中能量极大(j d)的爆发现象！能量高达1052 erg/s！第22页/共31页第二十三页，共31页。分子分子(fnz)云云 原恒星原恒星 恒星恒星第23页/共31页第二十四页，共31页。热核聚变：氢燃烧热核聚变：氢燃烧(rnsho)4 1H 4HeRaymond Davis：2002 年年诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖Hans BetheHans Bethe：19671967年诺贝尔物理奖年
18、诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖第24页/共31页第二十五页，共31页。核心温度核心温度 10107 7-10-108 8K Kunstable氦燃烧氦燃烧氦燃烧氦燃烧(rnsho(rnsho)第25页/共31页第二十六页，共31页。原子核的稳定性原子核的稳定性Fe56是是最稳最稳定定(wndng)的的原子原子核核聚变反应聚变反应(j bin fn yng)裂变裂变(li bin)反应反应第26页/共31页第二十七页，共31页。n n宇宙的最不可理解之处在于宇宙的最不可理解之处在于宇宙的最不可理解之处在于宇宙的最不可理解之处在于(ziy)(ziy)(ziy)(ziy)它是它是它是它是可
19、以理解的。可以理解的。可以理解的。可以理解的。-爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦n n在我看来，不利用广义相对论，人们不可在我看来，不利用广义相对论，人们不可在我看来，不利用广义相对论，人们不可在我看来，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能从理论上得到任何宇宙学上的可信的结能从理论上得到任何宇宙学上的可信的结能从理论上得到任何宇宙学上的可信的结果。果。果。果。-爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦n n应当相信的是观测而不是理论，理论之可应当相信的是观测而不是理论，理论之可应当相信的是观测而不是理论，理论之可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
20、度内。信也只是在被观测所证实的限度内。信也只是在被观测所证实的限度内。信也只是在被观测所证实的限度内。n n -亚里士多德亚里士多德亚里士多德亚里士多德现代现代(xindi)宇宙学宇宙学第27页/共31页第二十八页，共31页。在国家天文台制订的创新在国家天文台制订的创新(chungxn)2020 计划中，也提出了计划中，也提出了“两暗一黑三起源两暗一黑三起源”（暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源、生命起源）的口号。（暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源、生命起源）的口号。第28页/共31页第二十九页，共31页。当前天文界研究当前天文界研究(ynji)最热点：系外最热点：系外行星行星30第29页/共31页第三十页，共31页。关于关于(guny)本课程：本课程：n n星空运转与周日视运动；n n天球和天球坐标系；n n时间与历法；n n天文望远镜；n n太阳、地球、太阳系；n n恒星的形成(xngchng)和演化；n n白矮星、中子星和黑洞；n n银河系；n n星系和宇宙；n n地外生命与地外文明。31第30页/共31页第三十一页，共31页。