天體科學最新成果

A. 天體物理學的發展

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，繪制月面圖，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。
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棱鏡拍攝光譜，進行光譜分類。通過對行星狀星雲和彌漫星雲的研究，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，通過埃姆登、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制恆星分布圖，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氨的熱核反應理論，成功地解決了主序星的產能機制問題。
1929年，哈勃在研究河外星系光譜時，提出了哈勃定律，這極大地推動了星系天文學的發展；1931～1932年，央斯基發現了來自銀河系中心方向的宇宙無線電波；四十年代，英國軍用雷達發現了太陽的無線電輻射，從此射電天文蓬勃發展起來；六十年代用射電天文手段又發現了類星體、脈沖星、星際分子、微波背景輻射。
1946年美國開始用火箭在離地面30～100公里高度處拍攝紫外光譜。1957年，蘇聯發射人造地球衛星，為大氣外層空間觀測創造了條件。以後，美國、西歐、日本也相繼發射用於觀測天體的人造衛星。世界各國已發射數量可觀的宇宙飛行器，其中裝有各種類型的探測器，用以探測天體的紫外線、x射線、γ射線等波段的輻射。從此天文學進入全波段觀測時代。

B. 作為天體物理學家的劉遼，都有哪些技術成就

劉遼是引力與相對論天體物理學家，他一直保持著對科學和教育的興趣與信心，一直在對科技的發展做出巨大貢獻。

這位偉大的科學家，在早期被反復批判、勞改，變成了“反右斗爭”，廣播和報紙強調右派分子趁黨整風。因此他和他的家屬長期受到巨大的壓力和各種人歧視，但是劉遼沒有被巨大的壓力所壓垮。他開始努力鑽研科學著作，希望自己能繼續進入科研領域，同時以此來轉移自己的注意力。終於在如此艱難的條件和環境下他最先開始黑洞物理與彎曲時空量子場論的教學和研究。

C. 人類探索太空已經取得了哪些成果

1.「新地平線」將飛向冥王星探索太陽系最遙遠行星
去幾十年來，人類一直在發射各種探測器內探索太陽系內的容行星，現在，該是拜訪最遙遠的行星冥王星的時候了。美國「新地平線」號探測器定於美國東部時間17日13時(北京時間18日1時)藉助「宇宙神-5」火箭從肯尼迪航天中心發射升空，開始長達9年的太空之旅。
2.引力論和宇宙論
量子理論與相對論是二十世紀物理學兩大支柱，也是二十世紀物理學所取得的最輝煌的成果。然而，對於愛因斯坦本人最為看重的廣義相對論研究，其進展不能令人滿意。
3.「勇氣」號和「機遇」號火星車登陸火星並發現有水的證據
其它：
a.美超音速飛機創飛行時速超萬公里新紀錄；
b.「卡西尼」號飛船成功進入土星軌道；
c.韓、美科學家首次利用克隆技術獲得人類胚胎幹細胞；
d.美科學家首次利用核磁共振技術觀測到單個電子；
e.美研發利用核反應堆大規模製氫技術；
f.日開發出世界最快光通信技術；
g.美天文學家發現太陽系最遙遠的大天體；
h.法艾滋病病毒抗體研究獲得重要進展；
i.以、美科學家製成能夠停止或暫停的分子馬達。

D. 特殊星系的中國科學家的研究成果

中國科大學者探測到特殊星系的X射線輻射
中國科學技術大學天體物理中心教授王俊賢和他的同事王挺貴教授、周宏岩副教授等人使用歐洲空間局XMM-牛頓X射線衛星，在X波段探測到一類特殊的星系核——極向外流寬吸收線類星體。這一發現改變了天體物理學家對類星體外流的認識，有助於人們更清楚地理解巨型黑洞如何吞噬和拋射氣體。該研究結果發表在出版的美國《天體物理快報》上。歐洲空間局以《宇宙引擎給XMM-牛頓衛星帶來驚喜》為題報道了該項研究成果。
類星體是宇宙中最明亮的天體，甚至可以在上百億光年以外的距離上探測到。天文學家相信，類星體中心的巨型黑洞通過吞噬氣體釋放引力能提供巨量能源，被稱之為宇宙引擎。有趣的是，類星體不僅吞噬氣體，還通過特定的方式拋射氣體。類星體拋射出的氣體對星系本身產生顯著影響，可能阻止恆星的形成，因此備受天體物理學家關注。
相當多的天體物理學家相信，幾乎所有的類星體都在沿著特定的方向拋射氣體，光線穿越被拋射的氣體時產生寬的吸收線。中國科學技術大學天體物理中心的研究人員兩年前發現了一類稀有的寬吸收線類星體，它們在特殊的方向上拋射氣體。
使用歐空局XMM-牛頓衛星對這類特殊的類星體進行空間觀測，王俊賢等人獲得了最新的觀測數據。通過觀測，他們意外發現，這類特殊類星體所拋射的氣體對X射線幾乎是透明的，而常規的拋射氣體會吸收大部分的X射線輻射，這使得它們尤其與眾不同。這表明類星體可能以比預想更復雜的方式拋射氣體。這個結果可以幫助改進計算機數值模擬，從而更好地揭示類星體吞噬和拋射氣體，和通過拋射氣體影響寄主星系的復雜物理過程。
據悉，該工作是在中國國家自然科學基金和中國科學院「百人計劃」項目的資助下完成的。 （胡勝友《科學時報》2008年4月11日）

E. 龐大的宇宙天體圖講了什麼科學知識

宇宙天體圖，它看起來像是人體器官示意圖，或是由漂浮在空中的土豆構成的超現實主義作品。在1999年1月30日，科學家們對這幅迄今為止最大的天體圖大加贊頌，認為它是一項堪與發現新大陸相提並論的重大突破。這幅歷時十年繪制出的三維天體圖標出了1.55萬個星系，所覆蓋的宇宙范圍十分遼闊，其兩側邊緣之間的空間距離為5億光年。盡管這幅天體圖只繪出了整個宇宙的大約萬分之一，但是編繪這幅天體圖的英、德兩國天文制圖專家相信，他們終於繪制出了范圍足夠大的宇宙空間的天體圖，從而能用它來作為代表整個宇宙的樣本。

於是他們能夠令人振奮地回答一個持續時間最長的科學之謎。利用基於該天體圖的復雜數學模型，他們計算發現，在宇宙中存在著足夠大的引力，可以使宇宙永無止境地膨脹下去。

該研究小組成員、達勒姆大學天體物理學教授卡洛斯?弗倫克說：「如果這幅天體圖所做的一切就是描繪宇宙，那它就能算是一項了不起的成就了。然而它所做的遠不止於此。它能使我們就涉及宇宙的最根本的問題作出遠期預測。」

這幅天體圖的獨特之處不僅在於其龐大的規模，而且在於其編繪的方式。編繪過程中使用了紅外線望遠鏡，以便把視線伸至太空深處，同時消除由於宇宙中漂浮的塵埃而引起的測量不準的問題。在這幅天體圖中，宇宙中的星系以三維的超星系團的形式繪出。所謂的超星系團是指由一群星系簇擁組成的巨型結構。我們所在的銀河系位於該天體圖的中部，因為所有的測量都是從地球上進行的。弗倫克說：「這是惟一一幅能使我們看到包含了整個天空的宇宙天體圖。」

F. 當今世界在天文學方面取得的成就

天文學
astronomy

自然科學的基礎學科。研究對象是遼闊空間中的天體。天文學是研究天體的位置、運動、形態、結構、分布、物理性質、化學組成、起源和演化等的科學。地球也是一個天體，作為一個整體的地球也是天文學的研究對象。天文學的實驗基礎是觀測。除地球外的天體離人們十分遙遠，一般情況下，人們不可能到天文學研究對象那裡去進行實地考察，也不可能拿天體來做實驗。其他自然科學所常用的科學實驗方法不適用於天文學。天文學以觀測（觀察和測量）作為最基本的實驗方法，通過觀測來收集天體的各種信息。因此，不斷地創造和改進觀測手段，就成為天文學家的一個致力不懈的課題。觀測工具的革新，觀測方法的改進，對天文學的發展有巨大影響。然而，理論也很重要。天文學的發展規律總是表現為針對學科本身的矛盾沿著觀測椑礪蹢觀測的途徑螺旋上升。
簡史 天文學已有幾千年的歷史。古代的天文學家通過觀測太陽、月亮和星星的位置，確定時間、節氣和歷法，確定地面點的位置，從而創立了天體測量學。17世紀，牛頓創立了牛頓力學體系。牛頓力學，包括萬有引力定律，應用到天文上，使天文學出現了一個新的分支學科，即天體力學。天體力學的誕生，使天文學從單純描述天體的幾何關系和運動狀況進入到研究天體之間的相互作用和造成天體運動的原因的新階段，在天文學的發展史上，這是一次巨大的飛躍。19世紀中葉，物理學的巨大成就推動天文學迅猛發展。光度學、分光學和照相術的應用產生了一門新的分支學科——天體物理學。量子論、相對論、核物理、粒子物理等的創立和發展又給了天文學以新的理論工具。天體物理學的誕生和發展是天文學發展史上又一次飛躍。人們能夠研究天體的物理性質、化學組成、運動狀態和演化規律，從而深入到了問題的本質。天文學發展取得的成就，使人類對宇宙的認識達到了前所未有的深度和廣度。從空間上來說，已經探測到約200億光年的范圍。在如此巨大的范圍內，存在著形形色色的天體。按照尺度的規模，可以分為4個層次：①行星層次。例如，在太陽系中，有包括地球在內的9個行星，幾十個圍繞行星旋轉的衛星和大量的小天體，如小行星、彗星、流星體以及行星際物質。它們都圍繞太陽旋轉。太陽系是目前能夠直接觀測的唯一的行星系統。但有證據表明，宇宙中還可能存在其他的行星系統。②恆星層次。人們已經觀測到億萬個恆星，其性質千差萬別。太陽是一顆普通的恆星。③星系層次。今天觀測到的億萬個恆星組成一個龐大的系統——銀河系。但銀河系也只是一個普通的星系。在銀河系以外還有大量的各種各樣的星系。星系組成星系群、星系團等系統。④作為整體的宇宙 。今天觀測到的宇宙的尺度約200億光年。巨大的超星系團和物質含量甚少的巨洞交錯在一起，構成了宇宙大尺度結構的基本圖像。從時間上來說，天文學家已經能夠推斷各類天體的年齡，從而能夠研究各類天體乃至整個宇宙長達200億年的演化史。太陽的年齡約50億年。太陽系則是50億年前的一團氣體雲收縮形成的。恆星的年齡各種各樣。年老的可老到100億年；年輕的只有百萬年。已經建立了令人比較滿意的恆星演化理論，人們可以粗略地勾畫出恆星從誕生到衰亡的一生。星系的年齡約1010年，與宇宙的年齡相當。很多證據表明，宇宙是在約200億年前的一次猛烈的爆發中誕生的。爾後，宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，在宇宙年齡約10年時星系開始形成，並逐漸演化為今天觀測到的圖像。
學科分支 天文學包括許多分支學科。按照研究的對象，按空間尺度的層次，可以分為太陽系、太陽、恆星、銀河系、河外星系和宇宙。然而，天文學中更習慣於按照研究方法和觀測手段來分類。按照研究方法，天文學可分為：①天體測量學。天文學中最早發展起來的分支學科。主要任務是研究和測定天體的位置和運動，建立基本的參考坐標系和確定地面點的坐標。②天體力學。牛頓力學創立後出現的一個天文分支學科。主要任務是研究天體的力學運動和形狀。③天體物理學。19世紀中葉形成的一個天文分支學科。主要任務是研究天體的形態、結構、分布、運動、物理狀況、化學組成、起源和演化等。按照觀測手段，天文學可分為光學天文學、射電天文學、紅外天文學、空間天文學。前三者分別指用光學方法、射電方法、紅外方法觀測和研究天體。由於地球大氣對紫外輻射、X射線和γ射線不透明，要觀測天體在這些波段發出的輻射，只能藉助於探空手段，如氣球、火箭、衛星和航天器等。空間天文學就是利用空間技術觀測天體的紫外、X射線、γ射線以及其他輻射，研究天體的性質。
展望 天文學已進入一個嶄新的階段。多年來，天文觀測手段已從傳統的光學觀測擴展到了從射電、紅外、紫外到X射線和γ射線的全部電磁波段 。這導致一大批新天體和新天象的發現，例如，類星體、活動星系、脈沖星、微波背景輻射、星際分子、X射線雙星、γ射線源等等，使得天文研究空前繁榮和活躍。口徑2米級的空間望遠鏡已經進入軌道開始工作。一批口徑10米級的光學望遠鏡將建成。射電方面的甚長基線干涉陣和空間甚長基線干涉儀，紅外方面的空間紅外望遠鏡設施，X射線方面的高級X射線天文設施等不久都將問世。γ射線天文台已經投入工作。這些儀器的威力巨大，遠遠超過現有的天文設備。可以預料，這些天文儀器的投入使用必將使天文學注入新的生命力，使人們對宇宙的認識提高到一個新的水平，天文學正處在大飛躍的前夜。

G. 2019諾貝爾物理學獎公布，為何獲獎的科學家都是天體學領域

因為他們帶我們認識了宇宙的演化和地球在宇宙中的位置。

米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲兩人在銀河系中尋找未知的世界，1995年，他們首次發現了太陽系外的行星繞類似於太陽的恆星運行，他們的發現引發了天文學革命。

H. 我國天眼將對全球科學界開放！中國天眼有哪些科學成就

“中國天眼”是世界上最靈敏和最大的單口射電望遠鏡，可以接收到百億光年外電磁信號，為人類探索外太空進程上面里程碑。過去被稱為“人類二十世紀十大工程之首”的 美國阿雷西博射電望遠鏡，可是“中國天眼”和他比較綜合性能足提高大約10倍。到2019年8月30日，FAST已發現了132顆不錯的脈沖星候選體。

I. 科學家發現25億光年之外的神秘天體，究竟是什麼天體呢

有質量的物體無法接近光速，一百多年前，愛因斯坦信誓旦旦地說出了這句話。科學界也針對光速極限理論進行了多次討論，在保證相對論的正確時，光速極限理論確實是沒錯的，除非相對論錯了。如今人們製造出了粒子加速器，運用特殊的方法可以將微觀粒子加速到接近光速的程度，想完全達到光速還不行。

而且這是現代物理學所允許的，並沒有違背相對論。不過這種現象沒有什麼價值，它不能傳遞信息，也就沒有了意義。現代物理學認為光是可以傳遞信息的，光的本質具有波粒二象性，它既是波也是粒子，兩者都可以傳遞某種信息，頻率和周期決定了它會攜帶不同的信息。

J. 中國天眼自2021年起向全世界開放，我國天眼目前有哪些科學成就

中國天眼能夠進行高解析度微波巡視，它靈敏性和電波收集能力讓它可以收集到無線電波，這樣的電波快速射電暴可能來自緻密星體磁層中的物理過程，所以它發現了240顆脈沖星，人們被它所震撼到了，所以都在對它研究寫出關於自己的觀點，高水平論文達到了40多篇，人們對它的期望很大，對它以後的觀測能力予以肯定，它保障了國家的安全，是一份讓人滿意的答卷，它高水平的觀察服務、高強度的靈敏性被人們所肯定。它目前的成就已經向人們證明了它的能力，我相信自2021年起它向世界開放，它會為人類貢獻出不一樣的科技成果。240顆脈沖星、5200個機時的觀察服務的重大創舉讓我認定驚人的能力。