關鍵字:天文學、研究對象、研究理論、學科、矮行星
天文學就是研究宇宙中的行星、恒星以及星系的科學。天文學和物理學、數學、地理學、生物學等一樣,是一門基礎學科。天文學是以觀察及解釋天體的物質狀況及事件為主的學科,通過觀測來收集天體的各種信息。因而對觀測方法和觀測手段的研究,是天文學家努力研究的一個方向。天文學主要研究天體的分布、運動、位置、狀態、結構、組成、性質及起源和演化。天文學的一個重大課題是各類天體的起源和演化。天文學和其他學科一樣,都隨時同許多鄰近科學互相借鑒,互相滲透。天文觀測手段的每一次發展,又都給應用科學帶來了有益的東西。
通過一個學期學習天文學基礎的課程使我對天文學有了一定的了解。天文學是研究天體、宇宙的結構和發展的自然科學,內容包括天體的構造、性質和運行規律等。人類生在天地之間,從很早的年代就在探索宇宙的奧秘,因此天文學是一門最古老的科學,它一開始就同人類的勞動和生存密切相關。它同數學、物理、化學、生物、地學同為六大基礎學科。天文學主要通過觀測天體發射到地球的輻射,發現并測量它們的位置、探索它們的運動規律、研究它們的物理性質、化學組成、內部結構、能量來源及其演化規律。
隨著人類社會的發展,天文學的研究對象從太陽系發展到整個宇宙?,F在天文學按研究方法分類已形成天體測量學、天體力學和天體物理學三大分支學科。按觀測手段分類已形成光學天文學、射電天文學和空間天文學幾個分支學科?!皫缀跛械淖匀豢茖W分支研究的都是地球上的現象,只有天文學從它誕生的那一天起就和我們頭頂上可望而不可及的燦爛的星空聯系在一起。天文學家觀測從行星、恒星、星系等各種天體來的輻射,小到星際的分子,大到整個宇宙。天文學家測量它們的位置,計算它們的軌道,研究它們的誕生,演化和死亡,探討它們的能源機制。
自古以來,人類一直對恒星和行星十分感興趣。古代的天文學家僅僅依靠肉眼觀察天空,1608年,人們發明了望遠鏡,此后,天文學家就能夠更清楚的觀察恒星和行星了。意大利科學家伽利略,就是最早使用望遠鏡研究太空的人之一。今天天文學家使用許多不同類型的望遠鏡來收集宇宙的信息。有些望遠鏡可以收集到來自遙遠天體的微弱亮光,如X射線。絕大多數望遠鏡是安放在地球上的,但也有些望遠鏡被放置在太空中,沿著軌道運轉,如哈勃太空望遠鏡?,F在,天文學家還能夠通過發射的航天探測器來了解某些太空信息。天文學的研究范疇和天文的概念從古至今不斷發展。
在古代,人們只能用肉眼觀測天體。2世紀時,古希臘天文學家托勒密提出的地心說統治了西方對宇宙的認識長達1000多年。直到16世紀,波蘭天文學家哥白尼才提出了新的宇宙體系的理論--日心說。到了1610年,意大利天文學家伽利略獨立制造折射望遠鏡,首次以望遠鏡看到了太陽黑子、月球表面和一些行星的表面和盈虧。在同時代,牛頓創立牛頓力學使天文學出現了一個新的分支學科天體力學。天體力學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,在天文學的發展歷史上,是一次巨大的飛躍。
19世紀中葉天體攝影和分光技術的發明,使天文學家可以進一步深入地研究天體的物理性質、化學組成、運動狀態和演化規律,從而更加深入到問題本質,從而也產生了一門新的分支學科天體物理學。這又是天文學的一次重大飛躍。20世紀50年代,射電望遠鏡開始應用。到了20世紀60年代,取得了稱為”天文學四大發現“的成就:微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機分子。而與此同時,人類也突破了地球束縛,可到天空中觀測天體。除可見光外,天體的紫外線、紅外線、無線電波、X射線、γ射線等都能觀測到了。這些使得空間天文學得到巨大發展,也對現代天文學成就產生很大影響。
隨著天文學的發展,人類的探測范圍到達了距地球約100億光年的距離,根據尺度和規模,天文學的研究對象可以分為包括行星系中的行星、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等。太陽系是目前能夠直接觀測的唯一的行星系。但是宇宙中存在著無數像太陽系這樣的行星系統?,F在人們已經觀測到了億萬個恒星,太陽只是無數恒星中很普通的一顆。
人類所處的太陽系只是處于由無數恒星組成的銀河系中的一隅。而銀河系也只是一個普通的星系,除了銀河系以外,還存在著許多的河外星系。星系又進一步組成了更大的天體系統,星系群、星系團和超星系團。
對于宇宙起源問題的理論層出不窮,其中最具代表性,影響最大,也是最多人支持的的就是1948年美國科學家伽莫夫等人提出的大爆炸理論。根據現在不斷完善的這個理論,宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發中誕生的。然后宇宙不斷地膨脹,溫度不斷地降低,產生各種基本粒子。隨著宇宙溫度進一步下降,物質由于引力作用開始塌縮,逐級成團。在宇宙年齡約10年時星系開始形成,并逐漸演化為今天的樣子。
天文學研究的對象有極大的尺度,極長的時間,極端的物理特性,因而地面試驗室很難模擬。因此天文學的研究方法主要依靠觀測。由于地球大氣對紫外輻射、X射線和γ射線不透明,因此許多太空探測方法和手段相繼出現,例如氣球、火箭、人造衛星和航天器等。
天文學的理論常常由于觀測信息的不足,天文學家經常會提出許多假說來解釋一些天文現象。然后再根據新的觀測結果,對原來的理論進行修改或者用新的理論來代替。這也是天文學不同于其他許多自然科學的地方。天文學的不斷發展使得人們對行星以及宇宙中的天體有了更加精確的定義。
在2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文學大會中確認了矮行星的稱謂與定義,決議文對矮行星的描述如下:1、以軌道繞著太陽的天體;2、有足夠的質量以自身的重力克服固體應力,使其達到流體靜力學平衡的形狀(幾乎是球形的);3、未能清除在近似軌道上的其它小天體;4、不是行星的衛星,或是其它非恒星的天體。在行星的基本定義上,科學家們大致上認同這樣的說法:直接圍繞恒星運行的天體,由于自身重力作用具有球狀外形,但是也不能大到足夠讓其內部發生核子融合。
矮行星的家族成員有冥王星、卡戎星、齊娜星、谷神星。矮行的基本特點是外幔和表面由冰凍的水和氣體元素組成的一些低熔點的化合物組成,有的其中混雜著的一些由重元素化合物組成的巖石質的礦物質,厚度占星體半徑的比例相對較大,但所占星體相對質量卻不大,內部可能有一個巖石質占主要物質組成部分的核心,占星體質量的絕大部分,星體體積和總質量不大,平均密度較小,一些大行星的衛星也具有這種類似冰矮星的結構。