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「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

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* 1864
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  Huggins & Secchi 首次在恒星光谱中识别到元素谱线.

* 1869
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  Lockyer 在太阳光谱中首次发现 He 线.

* 1885 ~ 1924
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  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
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  Hetzprung & Russell 基于光谱观测将恒星分为巨星和矮星，绘制 HR diagram.

* 1915
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  Einstein 发表广义相对论.

* 1917
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  Einstein 发表『根据广义相对论对宇宙学所作的考查』.

* 1919
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  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
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  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
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  发现宇宙膨胀的 Hubble 定律.

* 1930
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  Chandrasakhar 导出白矮星质量上限，$M\_{\text{Ch}}\sim 1.4M\_{\odot}$.

* 1932
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  Landau 预言存在完全由中子构成的星体，Neutron Star.

* 1934
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  Baade & Zwicky 提出中子星应该是超新星爆发的产物.

* 1939
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  Oppenheimer & Volkof 建立起中子星理论模型.

* 1967
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  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.

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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.

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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.

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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