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1、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。.1第1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。2第2页/共31页哈勃超深空：哈勃超深空：2003年到年到2004年年期间总共观测了近期间总共观测了近16天；天；1300万分之一的天万分之一的天空面积；空面积；图中有图中有10000个星个星系！系！3第3页/共31页1 1处于柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞处于柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生
2、的地方。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行的大天体 。矮矮行行星星4第4页/共31页走的最远的人造物体：旅行者走的最远的人造物体：旅行者1号和号和2号号(Voyager 1 and 2,1977年发射年发射)5第5页/共31页走到哪了？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。6第6页/共31页时间跨度：从过去到将来时间跨度：从过去到将来向前：太阳的过去、大
3、爆炸、时间的起点向前：太阳的过去、大爆炸、时间的起点 向后：太阳的演化、宇宙的未来向后：太阳的演化、宇宙的未来7第7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
4、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 所所 需需 时时 间间10-17 秒秒光光 横横 越越 一一 颗颗 原原 子
5、子 所所 需需 时时 间间8第8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“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。9第9页/共31页太阳活动有周期性（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。10第10页/共31页节目预告：木星上也有极光！节目预告：木星上也有极光！Aurora,Colorado11第11页/
6、共31页天文学研究的基础天文学研究的基础观测（观察和测量）观测（观察和测量）天文观测是一种天文观测是一种“被动被动”的试验的试验 观测观测理论理论观测观测 距离极远距离极远 时标极长时标极长 物理条件极端复杂（温度、密度、压强、磁场）物理条件极端复杂（温度、密度、压强、磁场）12第12页/共31页天文观测手段：充分利用整个电磁波谱天文观测手段：充分利用整个电磁波谱13第13页/共31页14第14页/共31页不同波段望远镜看到的太阳光学紫外X射线射电15第15页/共31页不同波段望远镜看到的宇宙射电光学X射线伽玛射线16第16页/共31页 20世纪60年代四大发现：类星体，脉冲星，类星体，脉冲星
7、，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：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第17页/共31页类星体是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第18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。1967
8、1967年英国天年英国天文学家休伊什（文学家休伊什（A.HewishA.Hewish）教授和他的研）教授和他的研究生究生J.J.贝尔女士一起发现了脉冲星，找到了贝尔女士一起发现了脉冲星，找到了物理学家物理学家3030多年前预言的中子星。多年前预言的中子星。19741974年获年获诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖。19741974年，美国天文学家泰勒（年，美国天文学家泰勒（H.H.TaylerTayler）和他的研究生赫尔斯（）和他的研究生赫尔斯（HulseHulse）发）发现现射电脉冲双星射电脉冲双星，尔后验证了引力辐射。爱，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因斯坦预言
9、的引力辐射终于在半个多世纪以后得到了第一例验证。后得到了第一例验证。19931993年年获诺贝尔物理获诺贝尔物理学奖。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。第19页/共31页宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射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
10、背景辐射(Cosmic Microwave Background)目前值：2.725 K第20页/共31页星际分子：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 第21页/共31页 伽马射线暴伽马射线暴(Gamma Ray Burst)22宇宙中能量极大的爆发现象！能量高达1052 erg/s！第22页/共31页分子云分子云
11、原恒星原恒星 恒星恒星第23页/共31页热核聚变：氢燃烧热核聚变：氢燃烧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页核心温度核心温度 10107 7-10-108 8K Kunstable氦燃烧氦燃烧第25页/共31页原子核的稳定性原子核的稳定性Fe56是最稳定的原子是最稳定的原子核核聚变反应聚变反应裂变反应裂变反应第26页/共31页宇宙的最不可理解之处在于它是可以理宇宙的最不可理解之处在于它是可以理解的
12、。解的。-爱因斯坦爱因斯坦在我看来，不利用广义相对论，人们不在我看来，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可能从理论上得到任何宇宙学上的可信的结果。的结果。-爱因斯坦爱因斯坦应当相信的是观测而不是理论，理论之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。可信也只是在被观测所证实的限度内。-亚里士多德亚里士多德现代宇宙学现代宇宙学第27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页当前天文界研究最热点：系外行星当前天文界研究最热点：系外行星29第29页/共31页关于本课程：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。30第30页/共31页31感谢您的观看！第31页/共31页