天文学
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天文学是什么?
天文学和宇宙学有什么不同?
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天文学,科学那包括外星科学:对所有外星物体和现象的研究直到发明望远镜发现了运动定律而且重力在17世纪,天文学主要关注的是注意和预测天体的位置太阳,月亮,行星,原本是为了日历的而且占星目的和以后导航用途和科学兴趣。现在所研究的物体的目录要广泛得多,按距离增加的顺序,包括太阳系,星星构成了银河系,而其他的,则更加遥远星系.随着科学太空探测器的出现,地球也被作为行星之一来研究,尽管更详细的研究仍然是天文学的领域地球科学.
天文学的范围
自19世纪晚期以来,天文学已经扩展到包括天体物理学,的应用物理而且化学了解天体的性质和控制它们的形成、演化和发射的物理过程辐射.此外,气体恒星周围和恒星之间的尘埃颗粒已经成为许多研究的对象。研究核反应提供了能源恒星辐射显示了多样性的原子在自然界中发现的可以推导出宇宙在它存在的最初几分钟里,只有氢,氦,还有一丝锂.关注现象的最大尺度是宇宙学宇宙学是研究宇宙演化的学科。天体物理学已经将宇宙学从一种纯粹的推测活动转变为一门能够进行预测并得到验证的现代科学。
尽管天文学取得了巨大的进步,但它仍然受到一个主要的限制:它本质上是一门观测科学,而不是一门实验科学。几乎所有的测量都必须在距离感兴趣的物体很远的地方进行,而不能控制像它们这样的量温度,压力,或化学作文.这种限制也有一些例外——即,陨石(其中大部分来自小行星带,但也有一些来自月球或地球火星)、岩石及土壤样本月亮,样本彗星而且小行星机器人带回灰尘宇宙飞船,行星际尘埃粒子收集在或以上平流层.这些可以用实验室技术检查,以提供无法通过任何其他方式获得的信息。在未来,太空任务可能会从火星或其他物体上带回表面物质,但天文学的大部分研究结果并非如此关到以地球为基础的观测,辅以轨道卫星和远程空间探测器的观测,并以理论为补充。
确定天文距离
天文学的一项中心工作是测定距离。如果没有天文距离的知识,在空间中观测到的物体的大小将仅仅是角直径和恒星的亮度明星不能转换成它真正的辐射能量,还是光度.天文距离测量开始于一个知识地球的直径,这为三角测量提供了基础。在内部太阳系,一些距离现在可以通过计时更好地确定雷达反射或,在这种情况下月亮,通过激光不等。对于外行星,三角测量仍在使用。太阳系之外,到最近的距离星星都是通过三角测量确定的,其中直径地球的轨道作为基线,在恒星中移动视差是测量的量。恒星距离通常由天文学家用秒差距(pc),千秒差距,或百万秒差距。(1个PC = 3.086 × 1018厘米,或约3.26光年[1.92 × 1013英里]。)距离可以用三角视差(看到恒星:确定恒星距离).从地球表面测量的精度受限于大气效果,但测量从Hipparcos卫星在20世纪90年代,将测量范围扩展到650秒差距的恒星,准确度约为千分之一角秒。的盖亚该卫星预计将测量距离为10千秒差距的恒星,精度为20%。不太直接的测量必须用于更遥远的恒星和星系.
两种一般的确定方法银河这里描述了距离。在第一种方法中,一种清晰可识别的恒星类型被用作参考标准,因为它的光度已经被很好地确定了。这就要求观测这些离地球足够近的恒星,以便可靠地测量它们的距离和光度。这样的恒星被称为恒星。标准烛光例如:造父变星它的亮度会周期性地变化,这是有据可查的超新星具有巨大光辉的爆炸,因此在很远的地方都能看到。一旦这种较接近标准的蜡烛的光度校准,较远的标准蜡烛的距离可由其校准的光度和实际测量的强度计算。(测量强度[我]与亮度有关[l]和距离[d按公式我=l/ 4πd2)。标准的蜡烛可以通过它的光谱或亮度有规律变化的模式来识别。(星光的吸收可能需要修正星际长距离的气体和灰尘。)这种方法形成了测量最近星系距离的基础。
星系距离测量的第二种方法是利用到星系的距离通常与这些距离的速度相关的观测星系在后退从地球(由多普勒频移在它们发射光的波长中)。这种相关性在哈勃定律: velocity =H× distance,其中H表示哈勃常数这必须通过观测星系后退的速度来确定。人们普遍认为H每百万秒差(km/sec/Mpc)为67 - 73公里/秒。H已经被用来确定到那些没有发现标准蜡烛的遥远星系的距离。(为了进一步讨论星系的衰退、哈勃定律和星系距离的确定,看到物理科学:天文学)。