天体科学最新成果

A. 天体物理学的发展

从公元前129年古希腊天文学家喜帕恰斯目测恒星光度起，中间经过1609年伽利略使用光学望远镜观测天体，绘制月面图，1655～1656年惠更斯发现土星光环和猎户座星云，后来还有哈雷发现恒星自行，到十八世纪老赫歇耳开创恒星天文学，这是天体物理学的孕育时期。
十九世纪中叶，三种物理方法——分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究以后，对天体的结构、化学组成、物理状态的研究形成了完整的科学体系，天体物理学开始成为天文学的一个独立的分支学科。
天体物理学的发展，促使天文观测和研究不断出现新成果和新发现。1859年，基尔霍夫对太阳光谱的吸收线(即夫琅和费谱线)作出科学解释。他认为吸收线是光球所发出的连续光谱被太阳大气吸收而成的，这一发现推动了天文学家用分光镜研究恒星；1864年，哈根斯用高色散度的摄谱仪观测恒星，证认出某些元素的谱线，以后根据多普勒效应又测定了一些恒星的视向速度；1885年，皮克林首先使用物端棱镜拍摄光谱，进行光谱分类。通过对行星状星云和弥漫星云的研究，在仙女座星云中发现新星。这些发现使天体物理学不断向广度和深度发展。
1859年﹐基尔霍夫根据热力学规律解释太阳光谱的夫琅和费线﹐断言在太阳上存在著某些和地球上一样的化学元素﹐这表明﹐可以利用理论物理的普遍规律从天文实测结果中分析出天体的内在性质﹐是为理论天体物理学的开端。
理论天体物理学的发展紧密地依赖于理论物理学的进步﹐几乎理论物理学每一项重要突破﹐都会大大推动理论天体物理学的前进。二十世纪二十年代初量子理论的建立﹐使深入分析恒星的光谱成为可能﹐并由此建立了恒星大气的系统理论。三十年代原子核物理学的发展﹐使恒星能源的疑问获得满意的解决﹐从而使恒星内部结构理论迅速发展﹔并且依据赫罗图的实测结果﹐确立了恒星演化的科学理论。1917年爱因斯坦用广义相对论分析宇宙的结构﹐创立了相对论宇宙学。
1920年，萨哈提出恒星大气电离理论，通过埃姆登、史瓦西、爱丁顿等人的研究，关于恒星内部结构的理论逐渐成熟；1905年，赫茨普龙在观测基础上将部分恒星分为巨星和矮星；1913年，罗素按绝对星等与光谱型绘制恒星分布图，即赫罗图；1916年，亚当斯和科尔许特发现相同光谱型的巨星光谱和矮星光谱存在细微差别，并确立用光谱求距离的分光视差法。1938年，贝特提出了氢聚变为氨的热核反应理论，成功地解决了主序星的产能机制问题。
1929年，哈勃在研究河外星系光谱时，提出了哈勃定律，这极大地推动了星系天文学的发展；1931～1932年，央斯基发现了来自银河系中心方向的宇宙无线电波；四十年代，英国军用雷达发现了太阳的无线电辐射，从此射电天文蓬勃发展起来；六十年代用射电天文手段又发现了类星体、脉冲星、星际分子、微波背景辐射。
1946年美国开始用火箭在离地面30～100公里高度处拍摄紫外光谱。1957年，苏联发射人造地球卫星，为大气外层空间观测创造了条件。以后，美国、西欧、日本也相继发射用于观测天体的人造卫星。世界各国已发射数量可观的宇宙飞行器，其中装有各种类型的探测器，用以探测天体的紫外线、x射线、γ射线等波段的辐射。从此天文学进入全波段观测时代。

B. 作为天体物理学家的刘辽，都有哪些技术成就

刘辽是引力与相对论天体物理学家，他一直保持着对科学和教育的兴趣与信心，一直在对科技的发展做出巨大贡献。

这位伟大的科学家，在早期被反复批判、劳改，变成了“反右斗争”，广播和报纸强调右派分子趁党整风。因此他和他的家属长期受到巨大的压力和各种人歧视，但是刘辽没有被巨大的压力所压垮。他开始努力钻研科学著作，希望自己能继续进入科研领域，同时以此来转移自己的注意力。终于在如此艰难的条件和环境下他最先开始黑洞物理与弯曲时空量子场论的教学和研究。

C. 人类探索太空已经取得了哪些成果

1.“新地平线”将飞向冥王星探索太阳系最遥远行星
去几十年来，人类一直在发射各种探测器内探索太阳系内的容行星，现在，该是拜访最遥远的行星冥王星的时候了。美国“新地平线”号探测器定于美国东部时间17日13时(北京时间18日1时)借助“宇宙神-5”火箭从肯尼迪航天中心发射升空，开始长达9年的太空之旅。
2.引力论和宇宙论
量子理论与相对论是二十世纪物理学两大支柱，也是二十世纪物理学所取得的最辉煌的成果。然而，对于爱因斯坦本人最为看重的广义相对论研究，其进展不能令人满意。
3.“勇气”号和“机遇”号火星车登陆火星并发现有水的证据
其它：
a.美超音速飞机创飞行时速超万公里新纪录；
b.“卡西尼”号飞船成功进入土星轨道；
c.韩、美科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞；
d.美科学家首次利用核磁共振技术观测到单个电子；
e.美研发利用核反应堆大规模制氢技术；
f.日开发出世界最快光通信技术；
g.美天文学家发现太阳系最遥远的大天体；
h.法艾滋病病毒抗体研究获得重要进展；
i.以、美科学家制成能够停止或暂停的分子马达。

D. 特殊星系的中国科学家的研究成果

中国科大学者探测到特殊星系的X射线辐射
中国科学技术大学天体物理中心教授王俊贤和他的同事王挺贵教授、周宏岩副教授等人使用欧洲空间局XMM-牛顿X射线卫星，在X波段探测到一类特殊的星系核——极向外流宽吸收线类星体。这一发现改变了天体物理学家对类星体外流的认识，有助于人们更清楚地理解巨型黑洞如何吞噬和抛射气体。该研究结果发表在出版的美国《天体物理快报》上。欧洲空间局以《宇宙引擎给XMM-牛顿卫星带来惊喜》为题报道了该项研究成果。
类星体是宇宙中最明亮的天体，甚至可以在上百亿光年以外的距离上探测到。天文学家相信，类星体中心的巨型黑洞通过吞噬气体释放引力能提供巨量能源，被称之为宇宙引擎。有趣的是，类星体不仅吞噬气体，还通过特定的方式抛射气体。类星体抛射出的气体对星系本身产生显著影响，可能阻止恒星的形成，因此备受天体物理学家关注。
相当多的天体物理学家相信，几乎所有的类星体都在沿着特定的方向抛射气体，光线穿越被抛射的气体时产生宽的吸收线。中国科学技术大学天体物理中心的研究人员两年前发现了一类稀有的宽吸收线类星体，它们在特殊的方向上抛射气体。
使用欧空局XMM-牛顿卫星对这类特殊的类星体进行空间观测，王俊贤等人获得了最新的观测数据。通过观测，他们意外发现，这类特殊类星体所抛射的气体对X射线几乎是透明的，而常规的抛射气体会吸收大部分的X射线辐射，这使得它们尤其与众不同。这表明类星体可能以比预想更复杂的方式抛射气体。这个结果可以帮助改进计算机数值模拟，从而更好地揭示类星体吞噬和抛射气体，和通过抛射气体影响寄主星系的复杂物理过程。
据悉，该工作是在中国国家自然科学基金和中国科学院“百人计划”项目的资助下完成的。 （胡胜友《科学时报》2008年4月11日）

E. 庞大的宇宙天体图讲了什么科学知识

宇宙天体图，它看起来像是人体器官示意图，或是由漂浮在空中的土豆构成的超现实主义作品。在1999年1月30日，科学家们对这幅迄今为止最大的天体图大加赞颂，认为它是一项堪与发现新大陆相提并论的重大突破。这幅历时十年绘制出的三维天体图标出了1.55万个星系，所覆盖的宇宙范围十分辽阔，其两侧边缘之间的空间距离为5亿光年。尽管这幅天体图只绘出了整个宇宙的大约万分之一，但是编绘这幅天体图的英、德两国天文制图专家相信，他们终于绘制出了范围足够大的宇宙空间的天体图，从而能用它来作为代表整个宇宙的样本。

于是他们能够令人振奋地回答一个持续时间最长的科学之谜。利用基于该天体图的复杂数学模型，他们计算发现，在宇宙中存在着足够大的引力，可以使宇宙永无止境地膨胀下去。

该研究小组成员、达勒姆大学天体物理学教授卡洛斯?弗伦克说：“如果这幅天体图所做的一切就是描绘宇宙，那它就能算是一项了不起的成就了。然而它所做的远不止于此。它能使我们就涉及宇宙的最根本的问题作出远期预测。”

这幅天体图的独特之处不仅在于其庞大的规模，而且在于其编绘的方式。编绘过程中使用了红外线望远镜，以便把视线伸至太空深处，同时消除由于宇宙中漂浮的尘埃而引起的测量不准的问题。在这幅天体图中，宇宙中的星系以三维的超星系团的形式绘出。所谓的超星系团是指由一群星系簇拥组成的巨型结构。我们所在的银河系位于该天体图的中部，因为所有的测量都是从地球上进行的。弗伦克说：“这是惟一一幅能使我们看到包含了整个天空的宇宙天体图。”

F. 当今世界在天文学方面取得的成就

天文学
astronomy

自然科学的基础学科。研究对象是辽阔空间中的天体。天文学是研究天体的位置、运动、形态、结构、分布、物理性质、化学组成、起源和演化等的科学。地球也是一个天体，作为一个整体的地球也是天文学的研究对象。天文学的实验基础是观测。除地球外的天体离人们十分遥远，一般情况下，人们不可能到天文学研究对象那里去进行实地考察，也不可能拿天体来做实验。其他自然科学所常用的科学实验方法不适用于天文学。天文学以观测（观察和测量）作为最基本的实验方法，通过观测来收集天体的各种信息。因此，不断地创造和改进观测手段，就成为天文学家的一个致力不懈的课题。观测工具的革新，观测方法的改进，对天文学的发展有巨大影响。然而，理论也很重要。天文学的发展规律总是表现为针对学科本身的矛盾沿着观测椑砺蹢观测的途径螺旋上升。
简史 天文学已有几千年的历史。古代的天文学家通过观测太阳、月亮和星星的位置，确定时间、节气和历法，确定地面点的位置，从而创立了天体测量学。17世纪，牛顿创立了牛顿力学体系。牛顿力学，包括万有引力定律，应用到天文上，使天文学出现了一个新的分支学科，即天体力学。天体力学的诞生，使天文学从单纯描述天体的几何关系和运动状况进入到研究天体之间的相互作用和造成天体运动的原因的新阶段，在天文学的发展史上，这是一次巨大的飞跃。19世纪中叶，物理学的巨大成就推动天文学迅猛发展。光度学、分光学和照相术的应用产生了一门新的分支学科——天体物理学。量子论、相对论、核物理、粒子物理等的创立和发展又给了天文学以新的理论工具。天体物理学的诞生和发展是天文学发展史上又一次飞跃。人们能够研究天体的物理性质、化学组成、运动状态和演化规律，从而深入到了问题的本质。天文学发展取得的成就，使人类对宇宙的认识达到了前所未有的深度和广度。从空间上来说，已经探测到约200亿光年的范围。在如此巨大的范围内，存在着形形色色的天体。按照尺度的规模，可以分为4个层次：①行星层次。例如，在太阳系中，有包括地球在内的9个行星，几十个围绕行星旋转的卫星和大量的小天体，如小行星、彗星、流星体以及行星际物质。它们都围绕太阳旋转。太阳系是目前能够直接观测的唯一的行星系统。但有证据表明，宇宙中还可能存在其他的行星系统。②恒星层次。人们已经观测到亿万个恒星，其性质千差万别。太阳是一颗普通的恒星。③星系层次。今天观测到的亿万个恒星组成一个庞大的系统——银河系。但银河系也只是一个普通的星系。在银河系以外还有大量的各种各样的星系。星系组成星系群、星系团等系统。④作为整体的宇宙 。今天观测到的宇宙的尺度约200亿光年。巨大的超星系团和物质含量甚少的巨洞交错在一起，构成了宇宙大尺度结构的基本图像。从时间上来说，天文学家已经能够推断各类天体的年龄，从而能够研究各类天体乃至整个宇宙长达200亿年的演化史。太阳的年龄约50亿年。太阳系则是50亿年前的一团气体云收缩形成的。恒星的年龄各种各样。年老的可老到100亿年；年轻的只有百万年。已经建立了令人比较满意的恒星演化理论，人们可以粗略地勾画出恒星从诞生到衰亡的一生。星系的年龄约1010年，与宇宙的年龄相当。很多证据表明，宇宙是在约200亿年前的一次猛烈的爆发中诞生的。尔后，宇宙不断地膨胀，温度不断地降低，在宇宙年龄约10年时星系开始形成，并逐渐演化为今天观测到的图像。
学科分支 天文学包括许多分支学科。按照研究的对象，按空间尺度的层次，可以分为太阳系、太阳、恒星、银河系、河外星系和宇宙。然而，天文学中更习惯于按照研究方法和观测手段来分类。按照研究方法，天文学可分为：①天体测量学。天文学中最早发展起来的分支学科。主要任务是研究和测定天体的位置和运动，建立基本的参考坐标系和确定地面点的坐标。②天体力学。牛顿力学创立后出现的一个天文分支学科。主要任务是研究天体的力学运动和形状。③天体物理学。19世纪中叶形成的一个天文分支学科。主要任务是研究天体的形态、结构、分布、运动、物理状况、化学组成、起源和演化等。按照观测手段，天文学可分为光学天文学、射电天文学、红外天文学、空间天文学。前三者分别指用光学方法、射电方法、红外方法观测和研究天体。由于地球大气对紫外辐射、X射线和γ射线不透明，要观测天体在这些波段发出的辐射，只能借助于探空手段，如气球、火箭、卫星和航天器等。空间天文学就是利用空间技术观测天体的紫外、X射线、γ射线以及其他辐射，研究天体的性质。
展望 天文学已进入一个崭新的阶段。多年来，天文观测手段已从传统的光学观测扩展到了从射电、红外、紫外到X射线和γ射线的全部电磁波段 。这导致一大批新天体和新天象的发现，例如，类星体、活动星系、脉冲星、微波背景辐射、星际分子、X射线双星、γ射线源等等，使得天文研究空前繁荣和活跃。口径2米级的空间望远镜已经进入轨道开始工作。一批口径10米级的光学望远镜将建成。射电方面的甚长基线干涉阵和空间甚长基线干涉仪，红外方面的空间红外望远镜设施，X射线方面的高级X射线天文设施等不久都将问世。γ射线天文台已经投入工作。这些仪器的威力巨大，远远超过现有的天文设备。可以预料，这些天文仪器的投入使用必将使天文学注入新的生命力，使人们对宇宙的认识提高到一个新的水平，天文学正处在大飞跃的前夜。

G. 2019诺贝尔物理学奖公布，为何获奖的科学家都是天体学领域

因为他们带我们认识了宇宙的演化和地球在宇宙中的位置。

米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹两人在银河系中寻找未知的世界，1995年，他们首次发现了太阳系外的行星绕类似于太阳的恒星运行，他们的发现引发了天文学革命。

H. 我国天眼将对全球科学界开放！中国天眼有哪些科学成就

“中国天眼”是世界上最灵敏和最大的单口射电望远镜，可以接收到百亿光年外电磁信号，为人类探索外太空进程上面里程碑。过去被称为“人类二十世纪十大工程之首”的 美国阿雷西博射电望远镜，可是“中国天眼”和他比较综合性能足提高大约10倍。到2019年8月30日，FAST已发现了132颗不错的脉冲星候选体。

I. 科学家发现25亿光年之外的神秘天体，究竟是什么天体呢

有质量的物体无法接近光速，一百多年前，爱因斯坦信誓旦旦地说出了这句话。科学界也针对光速极限理论进行了多次讨论，在保证相对论的正确时，光速极限理论确实是没错的，除非相对论错了。如今人们制造出了粒子加速器，运用特殊的方法可以将微观粒子加速到接近光速的程度，想完全达到光速还不行。

而且这是现代物理学所允许的，并没有违背相对论。不过这种现象没有什么价值，它不能传递信息，也就没有了意义。现代物理学认为光是可以传递信息的，光的本质具有波粒二象性，它既是波也是粒子，两者都可以传递某种信息，频率和周期决定了它会携带不同的信息。

J. 中国天眼自2021年起向全世界开放，我国天眼目前有哪些科学成就

中国天眼能够进行高分辨率微波巡视，它灵敏性和电波收集能力让它可以收集到无线电波，这样的电波快速射电暴可能来自致密星体磁层中的物理过程，所以它发现了240颗脉冲星，人们被它所震撼到了，所以都在对它研究写出关于自己的观点，高水平论文达到了40多篇，人们对它的期望很大，对它以后的观测能力予以肯定，它保障了国家的安全，是一份让人满意的答卷，它高水平的观察服务、高强度的灵敏性被人们所肯定。它目前的成就已经向人们证明了它的能力，我相信自2021年起它向世界开放，它会为人类贡献出不一样的科技成果。240颗脉冲星、5200个机时的观察服务的重大创举让我认定惊人的能力。