天體物理學

天體物理學(astrophysics)既是天文學的一個主要分支，也是物理學的分支之一，它是利用物理學的技術、方法和理論來研究天體的形態、結構、物理條件、化學組成和演化規律的學科。

天體物理學分為：太陽物理學、太陽系物理學、恆星物理學、恆星天文學、行星物理學、星系天文學、宇宙學、宇宙化學、天體演化學等分支學科。另外，射電天文學、空間天文學、高能天體物理學也是它的分支。

用物理學的技術和方法分析來自天體的電磁輻射，可得到天體的各種物理引數。根據這些引數運用物理理論來闡明發生在天體上的物理過程，及其演變是實測天體物理學和理論天體物理學的任務。

天體上發現的某些奇特現象也能啟發和推動現代物理學的發展，一些天體所具有的極端條件和宇宙環境為物理學提供了極好的天然實驗室。而理論物理學中的輻射、原子核、引力、等離子體、固體和基本粒子等理論，為研究類星體、宇宙線、黑洞脈衝星、星際塵埃、超新星爆發奠定了基礎。

中文名

天體物理學

外文名

Astrophysics

研究物件

宇宙

類別

太陽物理學、星系天文學等

學術領域

力學、相對論、粒子物理學等

發展

從公元前129年古希臘天文學家喜帕恰斯目測恆星光度起，中間經過1609年伽利略使用光學望遠鏡觀測天體，繪製月面圖，1655～1656年惠更斯發現土星光環和獵戶座星雲，後來還有哈雷發現恆星自行，到十八世紀老赫歇耳開創恆星天文學，這是天體物理學的孕育時期。

天體物理學

十九世紀中葉，三種物理方法——分光學、光度學和照相術廣泛應用於天體的觀測研究以後，對天體的結構、化學組成、物理狀態的研究形成了完整的科學體系，天體物理學開始成為天文學的一個獨立的分支學科。

天體物理學的發展，促使天文觀測和研究不斷出現新成果和新發現。1859年，基爾霍夫對太陽光譜的吸收線(即夫琅和費譜線)作出科學解釋。他認為吸收線是光球所發出的連續光譜被太陽大氣吸收而成的，這一發現推動了天文學家用分光鏡研究恆星；1864年，哈根斯用高色散度的攝譜儀觀測恆星，證認出某些元素的譜線，以後根據多普勒效應又測定了一些恆星的視向速度；1885年，皮克林首先使用物端稜鏡拍攝光譜，進行光譜分類。透過對行星狀星雲和瀰漫星雲的研究，在仙女座星雲中發現新星。這些發現使天體物理學不斷向廣度和深度發展。

1859年﹐基爾霍夫根據熱力學規律解釋太陽光譜的夫琅和費線﹐斷言在太陽上存在著某些和地球上一樣的化學元素﹐這表明﹐可以利用理論物理的普遍規律從天文實測結果中分析出天體的內在性質﹐是為理論天體物理學的開端。

理論天體物理學的發展緊密地依賴於理論物理學的進步﹐幾乎理論物理學每一項重要突破﹐都會大大推動理論天體物理學的前進。二十世紀二十年代初量子理論的建立﹐使深入分析恆星的光譜成為可能﹐並由此建立了恆星大氣的系統理論。三十年代原子核物理學的發展﹐使恆星能源的疑問獲得滿意的解決﹐從而使恆星內部結構理論迅速發展﹔並且依據赫羅圖的實測結果﹐確立了恆星演化的科學理論。1917年愛因斯坦用廣義相對論分析宇宙的結構﹐創立了相對論宇宙學。

1920年，薩哈提出恆星大氣電離理論，透過埃姆登、史瓦西、愛丁頓等人的研究，關於恆星內部結構的理論逐漸成熟；1905年，赫茨普龍在觀測基礎上將部分恆星分為巨星和矮星；1913年，羅素按絕對星等與光譜型繪製恆星分佈圖，即赫羅圖；1916年，亞當斯和科爾許特發現相同光譜型的巨星光譜和矮星光譜存在細微差別，並確立用光譜求距離的分光視差法。1938年，貝特提出了氫聚變為氦的熱核反應理論，成功地解決了主序星的產能機制問題。

宏觀天體物理，微觀量子物理，啥時候二者能統一，才有真正物理。 算了，刪除不了評論，這種問題我就別扯淡了，安心當觀眾，等著向專業人士學習。 沒人說啊？那我扯扯淡，幻想一下吧。進入黑洞就是進入高維，而宇宙大爆炸就是高維物質的低維展開，證據和公式沒有，全憑瞎猜。

什麼是天體物理學？簡單來說就是研究宇宙的物理學，包括星體的物理性質（光度，密度，溫度，化學成分等等）和星體與星體彼此之間的相互作用。應用物理理論與方法探討恆星結構、恆星演化、太陽系的起源和許多跟宇宙學相關的問題。天文物理學家通常應用不同學科的方法，包括力學、電磁學、統計力學、量子力學、相對論、粒子物理學等進行研究。

對這方面非常感興趣的話可以讀一讀尼爾·德格拉斯·泰森所著的《給忙碌者的天體物理學》。我相信你對天體物理學會有更深的認識。

尼爾·德格拉斯·泰森是一位天體物理學家，還是美國自然歷史博物館海登天文館的館長。但他更著名的身份則是科普達人，曾經主持過系列紀錄片《宇宙》。

空間和時間的本質是什麼？宇宙如何起源的？我們是宇宙中唯一的智慧生命嗎？這是縈繞在每個人心靈深處的追問。但當今時代，人們更加忙碌，更沒有時間透過讀大部頭的專業書來獲取相關知識。

誰能引導我們去追索這些知識呢？沒有比尼爾·泰森更合適的人了 。他的這本《給忙碌者的天體物理學》簡潔而清晰，處處閃爍著智慧的火花，你可以在繁忙的日常裡隨時隨地享受其中雋永的章節。

當你品呷早間咖啡的時候，當你在乘坐地鐵、等侯火車或航班的時候，《給忙碌者的天體物理學》會用最易懂的語言，為你講述你最關心的宇宙問題：從大爆炸到黑洞，從夸克到量子力學，從搜尋宜居行星到尋找地外生命……

人類對宇宙的認識不斷擴大，不僅使人們愈來愈深入地瞭解宇宙的結構和演化規律，同時也促使物理學在揭示微觀世界的奧秘方面取得進展。氦元素就是首先在太陽上發現的，過了二十多年後才在地球上找到。熱核聚變概念是在研究恆星能源時提出的。由於地面條件的限制，某些物理規律的驗證只有透過宇宙這個“實驗室”才能進行。六十年代天文學的四大發現——類星體、脈衝星、星際分子、微波背景輻射，促進了高能天體物理學、宇宙化學、天體生物學和天體演化學的發展，也向物理學、化學、生物學提出了新的課題。

謝謝邀請！首先我要說的關於一系列宇宙科學，對於地球人來說認知的太淺顯了，人類在宇宙科學的認知和發展就地球人來說有的根本就是憶想和猜測，雖然有的人提出的學說作為我們平常人是一個無比深奧的知識，但這個學說是不是已得到認證呢，遺憾的是沒有幾個人能站出來說已得到認證了。困為我們不懂，所以也只能由著某些人嚷嚷，想想一個連自己所在的地球都還沒研究透的人類卻在說著幾光年，幾十光年，甚於幾十億光年遠的事，可信嗎？對於我來說我只能說自己知識太膚淺了，實在不敢狂妄。

天體物理學(astrophysics)既是天文學的一個主要分支，也是物理學的分支之一，它是利用物理學的技術、方法和理論來研究天體的形態、結構、物理條件、化學組成和演化規律的學科。

天體物理學分為：太陽物理學、太陽系物理學、恆星物理學、恆星天文學、行星物理學、星系天文學、宇宙學、宇宙化學、天體演化學等分支學科。另外，射電天文學、空間天文學、高能天體物理學也是它的分支。

用物理學的技術和方法分析來自天體的電磁輻射，可得到天體的各種物理引數。根據這些引數運用物理理論來闡明發生在天體上的物理過程，及其演變是實測天體物理學和理論天體物理學的任務。

天體上發現的某些奇特現象也能啟發和推動現代物理學的發展，一些天體所具有的極端條件和宇宙環境為物理學提供了極好的天然實驗室。而理論物理學中的輻射、原子核、引力、等離子體、固體和基本粒子等理論，為研究類星體、宇宙線、黑洞脈衝星、星際塵埃、超新星爆發奠定了基礎。

天體物理學是研究宇宙的物理學，這包括星體的物理性質（光度，密度，溫度，化學成分等等）和星體與星體彼此之間的相互作用。應用物理理論與方法探討恆星結構、恆星演化、太陽系的起源和許多跟宇宙學相關的問題。

天體物理學涉及的領域廣泛，天文物理學家通常應用不同學科的方法，包括力學、電磁學、統計力學、量子力學、相對論、粒子物理學等進行研究。

隨著近代跨學科的發展，其與化學、生物、歷史、計算機、工程、古生物學、考古學、氣象學等學科混合，天體物理學大小分支大約三百到五百門主要專業分支，成為物理學當中最前沿的龐大領導學科，是引領近代科學及科技重大發展的前導科學，同時也是歷史最悠久的古老傳統科學。

檢測儀器

天體物理實驗資料大多數是依賴觀測電磁輻射獲得。比較冷的星體，像星際物質或星際雲會發射無線電波。大爆炸後，經過紅移，遺留下來的微波，稱為宇宙微波背景輻射。研究這些微波需要非常大的無線電望遠鏡。

由於地球大氣層的干擾，紅外線、紫外線、伽馬射線和X射線天文學必須使用人造衛星在地球大氣層外做觀測實驗。光學天文學通常使用加裝電荷耦合元件和光譜儀的望遠鏡來做觀測。由於大氣層會干涉觀測資料的品質，還必須配備調適光學系統，或使用太空望遠鏡，才能得到最優良的影像。在這頻域裡，恆星的可見度非常高。藉著觀測化學頻譜，可以分析恆星、星系和星雲的化學成份。除了宇宙線的粒子探測、隕石的實驗室分析、宇宙飛行器對太陽系天體的實地取樣和分析，以及尚在努力探索中的引力波觀測之外，關於天體的資訊都來自電磁輻射。天體物理儀器的作用是對電磁輻射進行收集定位、變換和分析處理。電磁輻射的收集和定位是由望遠鏡(包括射電望遠鏡)來實現的。

從輻射的連續譜可以判斷輻射的機制，還可以得知天體的表面溫度；從早型星的巴耳末系限上的跳變，可以得知天體的表面壓力；由UBV測光系統也可粗略地確定恆星的光度和溫度值。從線譜可以獲得更多的資訊：視向速度、電子溫度、電子密度、化學組成、激發溫度端流速度。對雙星的觀測研究，可以得到天體的半徑、質量和光度等重要資料。研究脈動變星的光變週期與光度之間的關係，可以確定天體的距離。

理論模型理論天體物理學家的工具包括分析模型和計算機模擬。天文過程的分析模型時常能使學者更深刻地理解內中奧妙；計算機模擬可以顯現出一些非常複雜的現象或效應。大爆炸模型的兩個理論棟樑是廣義相對論和宇宙學原理。由於太初核合成理論的成功和宇宙微波背景輻射實驗證實，科學家確定大爆炸模型是正確無誤。學者又創立了ΛCDM模型來解釋宇宙的演化，這模型涵蓋了宇宙膨脹（cosmic inflation）、暗能量、暗物質等等概念。

輻射轉移理論是解釋已知天象的有力工具，而且還可以預言尚未觀測到的天體和天象。以輻射轉移理論為基礎建立的恆星大氣理論，以熱核聚變概念為基礎發展起來的元素合成理論、恆星內部結構理論和天體演化理論，乃是理論天體物理學的基礎。

研究人員

理論天體物理學家及實測天體物理學家分別扮演這門學科當中的兩大主力研究者，兩者專業分工。理論天體物理學家通常扮演大膽假設的研究者，理論不斷推陳出新，對於資料的驗證關心程度較低，假設程度太高時，經常會演變成偽科學，一般都是天體物理學研究者當中的激進人士。

實測天體物理學家通常本身精通理論天體物理，在相當程度上來說也有能力自行發展理論，扮演小心求證的研究者，通常是物理實證主義的奉行者，只相信觀測資料，經常對理論天體物理學所提出的假說進行證偽或證實的活動，一般都是天體物理學研究者當中的保守人士。

研究物件太陽系太陽是離地球最近的一顆普通恆星。對太陽的研究，經歷了從研究它的內部結構、能量來源、化學組成和靜態表面結構，到使用多波段電磁輻射研究它的活動現象的過程。太陽風的影響能夠為我們直接感受。日地關係密切，所以研究有關地球的科學，必須考慮太陽的因素。對行星的研究是天體物理學的一個重要方面。近二十年來，對彗星的研究以及對行星際物質的分佈、密度、溫度、磁場和化學組成等方面的研究，都取得了重要成果。隨著空間探測的進展，太陽系的研究又成為最活躍的領域之一。二百多年來，關於太陽系的起源和演化問題已提出四十多種學說，但至今還沒有一個學說被認為是完善的而被普遍接受。近三十年來這方面有了很大進展，大多數天文學家贊成的恆星演化學說是所謂的“瀰漫說”，但也有少數人認為恆星是由超密物質轉化而成的。特殊恆星特殊恆星更是多種多樣：造父變星的光變週期為1～50天，光變幅為0.1～2個星等；長週期變星的光變週期為90～1000天，光變幅為2.5～9個星等；天琴座RR型變星的光變週期為0.05～1.5天，光變幅不超過1～2個星等；Taurus T型變星光變不規則各種各樣的恆星，為研究恆星的形成和演化規律提供了樣品。另外，天體上特殊的物理條件，在地球上往往並不具備，利用天體現象探索物理規律，是天體物理學的重要職能。星系透過多年研究，人們對銀河系的整體影象以及太陽在銀河系中的地位，有了比較正確的認識。銀河系的直徑為十萬光年，厚兩萬光年。透過對銀河系恆星集團的研究，建立和證實了星族和銀河系次系等概念。對銀河系自轉、旋臂結構、銀核和銀暈也進行了大量研究。河外星系與銀河系屬於同一天體層次。星系按形態大致分為五類：旋渦星系、棒旋星系、透鏡型星系、橢圓星系、不規則星系。按星系的質量大小，又可分為矮星系、巨星系、超巨星系，它們的質量依次約為太陽的一百萬到十億倍、幾百億倍和萬億倍以上。同銀河系一樣，星系也由恆星和氣體組成三、五個、十來個、幾十個以至成百上千個星系組成星系集團，稱星系群、星系團。理學家通常扮演大膽假設的研究者，理論不斷推陳出新，對於資料的驗證關心程度較低，假設程度太高時，經常會演變成偽科學，一般都是天體物理學研究者當中的激進人士。實測天體物理學家通常本身精通理論天體物理，在相當程度上來說也有能力自行發展理論，扮演小心求證的研究者，通常是物理實證主義的奉行者，只相信觀測資料，經常對理論天體物理學所提出的假說進行證偽或證實的活動，一般都是天體物理學研究者當中的保守人士。

2000年7月由高等教育出版社出版的圖書《天體物理學》，作者是李宗偉、肖興華。本書主要介紹了在舊版天體物理學的基礎上編寫的新版天體物理學的改變。

《天體物理學》是教育部“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”的研究成果，是“面向21世紀課程教材”和普通高等教育“九五”國家教委重點教材。《天體物理學》作者在主持參加“天文學專業教學內容和課程體系改革研究”專案工作的基礎上，用現代的觀點對其1992年編寫出版的“普通天體物理學”一書的內容和體系結構進行審視、選擇和組織，重新編寫形成了新版的“天體物理學”。《天體物理學》內容分為緒論、天體物理中的輻射過程、天體物理觀測方法和天體物理量的測定、太陽物理、恆星的結構和演化、緻密星、星際物質、銀河展、河外星系、宇宙學等10章。與原書相比，《天體物理學》內容中：加入和反映了大量20世紀90年代天體物理學的最新資料和最新進展；儘量減少有關較繁的理論推導；加強了河外星系和活動星系核的內容；重新撰寫宇宙學內容，更加突出和強化基本概念；編入大量的習題。《天體物理學》主要適用物件為：高等院校物理系、天文學系大學生、研究生以及物理和天文專業的研究人員。

天體物理學是研究宇宙的物理學，這包括星體的物理性質（光度，密度，溫度，化學成分等等）和星體與星體彼此之間的相互作用。應用物理理論與方法探討恆星結構、恆星演化、太陽系的起源和許多跟宇宙學相關的問題。

天體物理學分為：太陽物理學、太陽系物理學、恆星物理學、恆星天文學、星系天文學、宇宙學、宇宙化學、天 體演化學等分支學科。另外，射電天文學、空間天文學、高能天體物理學也是它的分支。

天體物理學，你知道天體是什麼嗎？就是可以這麼說吧，是地球外面的星球啊，恆星啊，行星，包括全宇宙的星球吧，物理是什麼？上初中的時候應該有這一門課程，那些都是些初級階段的物理，好了，現在知道天體是什麼了，也知道物理是什麼了，那麼天體物理學，就是以物理學的知識來研究天體，這是最簡單最易懂的，物理學肯定也離不開數學，離不開幾何，離不開代數，這些都是心心相印的東西，學習研究，對我們人類科技發展，是有很大幫助的，我們生活所用的很多科技，有相當一部分，是從宇航局裡面出來的，那麼宇航局是幹什麼的就是研究宇宙天體的，這樣說吧，如果沒有天體物理學，阿波羅登月肯定登不上去，他需要用天體物理學來計算月球的運動軌跡，然後再精確的降落在上面，當然還有別的學科來輔助計算，這就是天體物理學，用通俗的方式來講的，