天體物理

天體物理

天體物理(天體物理)

天體物理學(xué)是天文學(xué)的一個(gè)分支。它研究天空物體的性質(zhì)及它們的相互作用。天空物體包括星，星系，行星，外部行星。用全部電磁譜作為手段研究發(fā)光性質(zhì)。并研究天體的密度和溫度及化學(xué)成分等。天體物理研究的范圍很廣，要應(yīng)用許多物理原理，包括：力學(xué)，電磁學(xué)，統(tǒng)計(jì)力學(xué)，熱力學(xué)和量子理學(xué)，相對(duì)論，核和核子物理，原子和分子物理。

天體物理是天文學(xué)的一個(gè)分支。所以它的研究歷史可追朔到公元前，是一門古老的學(xué)科。它研究天空物體的新質(zhì)及它們的相互作用。天空的物體包括星，星系，行星，外部行星等。

天體物理分為二大部分：觀天體物理和理論天體物理。觀察天體物理 使用電磁譜作為天體物理的觀察手段。

觀察天體物理

無線電天文學(xué)：用波長大過幾毫米的電磁波研究輻射。例如：無線電波一般由星際間的氣體和塵云發(fā)出；宇宙微波輻射由大爆炸產(chǎn)生；脈沖星的光發(fā)生紅移，這些觀察都要求十分大的無線電望遠(yuǎn)鏡。紅外天文學(xué)：用紅外光研究輻射。通常用類似光學(xué)顯微鏡作紅外觀察。光學(xué)天文學(xué)是最古老的天文學(xué)。最常用的儀器是配上電荷耦合器或譜儀的望遠(yuǎn)鏡。大氣對(duì)光學(xué)觀察有些干擾，用改型光學(xué)和空間望遠(yuǎn)鏡以得到最大可能清晰的圖像。在此波段內(nèi)，可觀察到星體；也可觀察到化學(xué)譜去分析星，星系和星云的化學(xué)成份。紫外，X-射線和伽瑪射線天文學(xué)：研究能量高的的天體，如雙脈沖星，黑洞及其它這類輻射不易進(jìn)入大氣層�？捎枚�種方法觀察這類電磁譜：空間為基地的望遠(yuǎn)鏡和以地為基地的切倫科夫空氣望遠(yuǎn)鏡。除電磁輻射外在地球能觀察很少從遠(yuǎn)距離輻射來的物體信息。已建立了一些重力波觀察，但很難觀察重力波。也建立了中微子觀察。已初步研究了太陽的情況。也已觀察到有高能的宇宙射線粒子沖擊地球大氣層�？稍诓煌瑫r(shí)標(biāo)觀察，大多光學(xué)觀察在分到小時(shí)內(nèi)。變化快過這段時(shí)間的則看不到。但歷史顯示一些物體在世紀(jì)和千年內(nèi)變化。另一方面，無線電觀察可在毫秒內(nèi)（毫秒脈沖星）或成年長（脈沖星減速研究）。不同時(shí)標(biāo)所得到的信息也不同。在天體研究中，研究太陽有便利之處。因?yàn)樗�比其它星的距離近�？捎貌煌�方法觀察，了解較多。因此，從太陽所得的數(shù)據(jù)，可做為了解其它星的先導(dǎo)。星如何變化，恒星如何演化的項(xiàng)目是常把各種星放在赫羅圖（Hertzsprung-Russell）中模型化。在這圖中可看到代表星體的狀態(tài)（從生成到滅亡）。天體的材量成份，常用（1）光譜。（2）無線電天文學(xué)。（3）中微子天文學(xué)進(jìn)行分析。理論天體物理 理論天體物理使用一些手段：包括分析模型化和計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬。都各有自己的優(yōu)點(diǎn)。分析模型化一般對(duì)不深入星體內(nèi)部時(shí)較有利。數(shù)字模擬可指示存在的現(xiàn)象和尚未看到的效應(yīng)。

理論天體物理

理論天體物理努力去建造理論的模型和勾畫出這些模型的結(jié)果。這有助于幫助觀察者尋找駁到模型的數(shù)據(jù)，或選擇模型。理論也企圖用新數(shù)據(jù)去建造新模型或更正模型。在不一致情況下，一般是對(duì)模型做最少修改去適合數(shù)據(jù)。一段時(shí)間內(nèi)大量不一致的數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致放棄模型。理論天體物理研究的項(xiàng)目包括：星體動(dòng)力學(xué)和演化；星系的形成；磁流體動(dòng)力學(xué)；宇宙間大尺寸物質(zhì)結(jié)構(gòu)；宇宙射線的起源；廣義相對(duì)論和物理宇宙學(xué)；包括帶狀（string）宇宙學(xué)和天體粒子物理。天體物理中較廣泛接受的理論和模型包括：Lambda CDM 大爆炸模型，宇宙膨脹論，黑物質(zhì)，黑能量和物理的.基本理論。蟲孔（Wormholes)是現(xiàn)在還求證的理論例子。

歷史天體物理學(xué)主要利用古代歷史記錄、古溫及古地質(zhì)還原天體狀態(tài)，用于古生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、考古學(xué)及部分天體物理學(xué)說的驗(yàn)證上，這門學(xué)科近年（2011年）來逐漸成為天體物理當(dāng)中一門重要的學(xué)科，有相當(dāng)程度的實(shí)用性。由于天體運(yùn)動(dòng)具有不可逆算性，天體撞擊會(huì)導(dǎo)致原有的軌道痕跡完全消失而無法進(jìn)行逆計(jì)算，天體狀態(tài)的還原精確度通常只能回算到一定的年代為止，年代較久遠(yuǎn)的逆運(yùn)算只能透過古溫粗略計(jì)算地球軌道位置，用于估計(jì)地質(zhì)年代當(dāng)中的古溫及軌道影響�？脊艑W(xué)方面，年代在全新世以內(nèi)的天文年代學(xué)近年來成為相當(dāng)重要的參考，使用于計(jì)算古代氣候變化對(duì)于社會(huì)發(fā)展的影響幫助非常的大。例如，古代大洪水的考證問題上，天文年代學(xué)及地質(zhì)學(xué)成為最重要的參考依據(jù)。

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