第396章 研究行星探测仪器探测未知星球
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唐欣为了更好的学习天文学,换装成大学生进入校园去到大课堂听课,她听说今天有天文学专业的大佬过来讲课,就过来了。
其实她已经跟陆教授约好了,只是人家还有工作,她就提前过来看看这个陆专家靠不靠谱。
进入教室后,唐欣坐在最后排,上课铃声很快响起,陆教授也进了教室开始讲课,“19世纪中期前后,人们把光谱分析、光度学和照相术用于天文学研究。
随着光谱理论的建立,很快从所拍摄到的天体光谱中,认证出太阳、恒星以及其他一些天体上的化学元素;
又根据天体的光度知道了它们的温度以及密度等物理性质。
天体物理学随之诞生。
之后物理学经历了以经典物理到现代物理过渡的发展阶段,天文学特别是天文物理学也随着物理学的发展产生飞跃,开始了现代天文学的进程。”
同学们听的很认真,唐欣也跟学生一样认真听课,只不过她没有做笔记,在这个教室里就是个异类。
不知道的还以为她是个学渣。
陆教授的讲课还在继续,“上世纪50年代以后,射电观测已成为研究太阳的常规项目,
60年代以后又多次发射轨道太阳观测台,为深入了解太阳活动以及研究日地关系提供了丰富的资料。
发现冥王星的几十年后,又找到了它的一颗卫星……”
唐欣听的津津有味,比她自己看书要有趣多了,像是在听故事一样,她只想说,天文学的故事很精彩。
也有同学被陆教授点名去了回答问题,“大量恒星和星云的测光和分光研究确定了各种恒星的物理量,这些是指什么?”
被点名的人也非常准确的给出了答案,“光度、质量、大小、表面温度、表面压力、自转速度、化学组成以及内部结构等。
还通过这些物理量之间的某些关系,找到了除三角法之外测定天体距离的新方法。
从而将测距范围由几百光年扩展到几千乃至几万光年………
通过对恒星运动的分析,发现了银河系的自转运动以及银河系的其他特征。”
唐欣只能说这个学生听课还挺认真的。
陆教授在讲台上讲课,唐欣都一一记住了内容。
“太阳和恒星上的热核反应过程产生了多种元素,也产生大量的中微子。
21世纪是航天时代,天文学的普及和天文学高精尖理论的突破则是主要方面……”
这些内容,唐欣已经在书上看过,现在听课也就是跟着重新复习了一遍。
陆教授的讲课还在继续,没办法,这是大课,一节课有两个小时。
“天文学是研究天体和天文现象的自然科学,天文学研究对象涉及宇宙空间中的各类天体和其他宇宙物质以及整个宇宙,
包括观测所及的时间、空间和物质的总和,以及宇宙的结构和发展;
某个具体的天体的位置、分布、运动、结构、物理状态(如温度、压力、体积等)、化学组成和演化规律等;
处于行星间和星系间的弥漫物质和各种辐射流以及作为物质存在形式的电磁场和引力场等;以及超级月亮、流星雨、太阳黑子、超新星爆炸、伽马射线暴等天文现象。”
天文学的研究对象往往具备地面实验室难以达到的条件,
极端的冷与热、缓变与爆发、稀薄与密集、极高能量、极强磁场、极大引力和极长时标的演化,
提供人类发现与验证自然法则的无法仿真的场所。
宇宙空间是指蓝星大气层外广袤无垠的空间,即通常所称的太空。
陆教授又开始检测大家上课的知识点,“有谁知道天体结构是指什么?”
不知道是不是大学生太过含蓄,还是太懒,没有一个人主动起来回答。
怪不得陆教授总是点名人同学回答问题。
被点名的同学大声又快速的回答了老师提的问题,仿佛说慢一点,后面追杀他的人就到了,“天体的结构可分为三个层次,即太阳系、银河系、总星系。
这三个层次依次增高,太阳系包含在银河系内,银河系和其他河外星系包含在总星系中。”
同学回答对了,陆教授也挺高兴的,“行,坐下吧,下面我们来讲讲天文学观测方法,
天文学主要通过观测天体发射到蓝星的辐射,发现并测量它们的位置,
探索它们的运动规律,研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。
随着航天技术的发展,人类才开始主动发射飞船开展某些较近天体的探测,而更多的仍靠观测。
天文学理论研究则主要采用相对论力学,通过理论推理得到结论的一种综合分析方法。
天文研究也被分为三个层次,一是观测发现,获取基本信息;
二是信息发掘,建立经验规律;
三是理论解释,创造理论模型,并推算未知情况,再经新的观测检验,修正理论或创建新理论……”
说完这些,陆教授又点了几个同学起来回答问题,见大家都回答对了,他才放过他们。
然后开始深入讲课内容,“天文观测的事实资料是天文研究的依据和验证理论认知的试金石。
天文学通过研制新的仪器,创建其独特的观测技术方法,获取新的更准确的观测资料,促使天文学及有关科学技术的深入发展。
从古代到中世纪,由于生产和生活需要确定季节和编制历法,人们用肉眼观察日、月、行星相对于恒星的运行经验规律,运用几何、三角等知识和机械制造技术,研制更优良仪器,提高观测精度和改进历法。
现代天文学已进入了全电磁波段观测的时代。
各个波段望远镜的发展吸取了当代先进的尖端技术,同时也推动了技术的发展。
已经建成以地面为基地的大型光学和射电望远镜,及以太空为基地的x射线、
射线、紫外、红外望远镜相结合的全波段观测体系……”
陆教授刚停下,学生们就开始皱眉头了。
果然又到了提问环节,这回是唐欣中奖。
陆教授一指唐欣,唐欣差点傻了,多少年了,她竟然还会被提溜起来回答问题,“具体的方法可分为哪几种?”
虽然觉得有点慌缪,但是唐欣回答问题毫不含糊,“观测方法主要借助于光学望远镜和射电望远镜来获取宇宙的信息。
实验方法是观测手段发展到高级阶段的产物,如人造卫星、登月飞船航天飞机、空间探测器、太空望远镜、空间站等都是人类用于探测宇宙的实验手段
由于天体的空间尺度和时间过程、能量形式和能量绝对值等远远超出了地球实验室所能提供的条件,
所以天文学的研究方法和手段与其他学科不同,天文学采用相对论力学,
以从理论上解释上述宇宙信息的含义为目的,主要是指利用数学、力学、物理学和其他学科的成果,
通过理论推理而得到有关天体的科学结论的一种综合分析方法。”
唐欣干净利落,准确简洁的回答令陆教授开怀而笑,“总结的非常正确,你叫什么名字?”
“我叫唐欣。”唐欣的话音刚落,陆教授的脸就变了,“你是……行吧,等我下课再聊。”
唐欣看他脸色就知道他是通过名字认出她了,对陆教授微微颔首,表示明白。
两人就这样简短的互通有无。
陆教授又开始讲课问题,“天文学可按照研究方法、观测手段和研究对象来分类,按照研究方法,天文学大体可分为三个重要分支,请问是哪三种,具体是指什么?”
其中一个同学回到,“按照研究方法,天文学大体可分为三个重要分支:天体测量学、天体力学和天体物理学。
按照观测手段来说,可分为光学天文学、射电天文学、空间天文学、中微子天文学、引力波天文学等。
按照研究对象则细分为很多分支学科,如地外文明、太阳系及行星系统、太阳、恒星、银河系、河外星系、宇宙学。
天体测量学是天文学中最先发展起来的一个分支,主要研究和测定天体的位置和运动,建立基本参考坐标,确定地面点的坐标,测量时间等。
按观测的方式不同,天体测量学有照相或电荷合器件天体测量、射电天体测量、红外天体测量、空间天体测量。
按研究方法可分为球面天文学:主要研究天体投影在天球上的坐标表示方式,各坐标之间的相互关系及其修正。
方位天文学主要研究天体在宇宙空间的位置和运动的测定,是天体测量学的基础。
以球面天文学为基础,即以天体作为参考坐标,研究并测定地面点的坐标。其中包括测定原理的研究、测量仪器的构造和使用、观测纲要的制定、测量结果的数据处理及其误差改正等问题。
天文地球动力学主要研究地球自转、极移规律、板块运动、固体潮、地球结构等,是从研究地球各种运动状态和地壳运动而发展起来的一个次级分支。
由于高精度需要,产生了以广义相对论为基础的相对论天体力学。
天体力学主……”
下课后新同学跟陆教授正式见面,唐欣也开始了跟他学习请教的工程。
最后不出意外的唐欣也成为了天文学大佬,她已经掌握了天文学目前所有的专业知识,而且正在抓紧时间研制宇宙行星探测仪。