Introduction

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2026-09-14

「上下四方曰宇，古往今来曰宙.」人类宇宙观的革新与天文学的发展紧密联系. 天体物理学指的是应用物理学的理论、方法和技术，研究天体的形态、结构和化学组成、物理状态和演化规律的学科. 其研究对象包含太阳、恒星、行星、星系以及宇宙本身.

学习内容：

理论讲授 (48 学时)
第 1 章天体物理学简介 (3 学时)
第 2 章天体参数测定 (3 学时)
第 3 章太阳及空间物理 (3 学时)
第 4 章恒星及星际介质 (15 学时)
第 5 章致密天体 (3 学时)
第 6 章银河系 (3 学时)
第 7 章河外星系 (9 学时)
第 8 章宇宙学 (9 学时)
天文实验 (16 学时): 完成 1 份实验报告 (分组)，远程或实际操作熟悉天体亮度及光谱测量方法
课程成绩占比：作业 $25\%$ ，实验 $25\%$ ，期末 $50\%$ .

恒星物理学的发展

1864

Huggins & Secchi 首次在恒星光谱中识别到元素谱线.

1869

Lockyer 在太阳光谱中首次发现 He 线.

1885 ~ 1924

Harvard 天文台用物理棱镜方法对 225000 多颗恒星进行光谱分类.

1905 ~ 1913

Hetzprung & Russell 基于光谱观测将恒星分为巨星和矮星，绘制 HR diagram.

1915

Einstein 发表广义相对论.

1917

Einstein 发表『根据广义相对论对宇宙学所作的考查』.

1919

Eddinton 率领的日食考察队从光线偏折的观测上验证广义相对论.

1920s

Eddington, Saha, Emden, Schwartzchild 等提出恒星大气电离理论 (Saha Equation)，并建立系统的恒星内部结构理论，从理论上导出恒星质光关系.

1927 ~ 1929

发现宇宙膨胀的 Hubble 定律.

1930

Chandrasakhar 导出白矮星质量上限， $M_{\text{Ch}}\sim 1.4M_{\odot}$ .

1932

Landau 预言存在完全由中子构成的星体，Neutron Star.

1934

Baade & Zwicky 提出中子星应该是超新星爆发的产物.

1939

Oppenheimer & Volkof 建立起中子星理论模型.

1967

Hewish & Bell 第一次用射电阵列在观测上发现脉冲星，也就是高速自转的中子星.

60 年代天文学四大发现：1963 年发现 OH 星际分子；发现 quasar (类星体)；1965 发现 $3\text{ K}$ 宇宙微波背景辐射；1967 年发现脉冲星.

多信使天文学：超新星 1987A 的中微子探测，获得 Nobel Prize.

21 世纪的重大突破：我们现在可以精确地预测一个确定质量、形态和元素丰度的恒星的演化过程；对于更大尺度的天体，比如说星系、暗物质和中心黑洞，也取得重大进展.

对中心黑洞的认知更深，发现一些唯像的数值关系.
发现宇宙的加速膨胀，引入 dark energy 成分， $w=-1$ .
2016 年引力波被首次探测到.

暗物质的探测：起源于旋涡星系的旋转曲线，发现其引力质量比可见质量大 $3\sim 10$ 倍.

天文学研究的特点：

基础是观测
是一种「被动」的实验，观测 $\rightarrow$ 理论 $\rightarrow$ 观测
时标非常长，条件很极端

更新日志

2026/9/14 06:52

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