多层次实践平台的建设与天文实践教学探讨

天文学是一门以观测为基础的学科.21世纪天文人才的培养和天文公共教育的发展,对天文教学的实践环节提出了不同层次的更高要求.近年来,北京师范大学天文系建设了多层次的天文实践教学平台,为天文专业和非天文专业、本科生和研究生等不同类型的学生,提供了有针对性的实践教学条件,在高素质天文人才培养和高质量天文公共课教学的实践环节中,进行了新的探索和尝试,取得了一批具有创新性和应用推广价值的教育教学成果.     

HXMT/HE望远镜的设计和建造

实证化是现代科学研究方法的重要内容,从天文学的发展历史看,人类对宇宙认识的每一次大飞跃,都是反映旧有的宇宙观的宇宙模型与新的观测结果产生矛盾,或者无法解释新的观测事实,从而被推翻或者修正的过程。天文望远镜是观测天体的重要手段,是推动天文科学发展的最重要的实证手段,可以毫不夸大地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学。从伽利略1609年发明第一台天文望远镜至今,光学望远镜和射电望远镜一直是天文观测最重要的工具,随着望远镜在各方面性能的改进和提高,人类在天文观测的广度和深度两方面都取得了巨大进步。     

从空间天文展望九十年代天文学的进展

 天文学是一门观测科学,空间天文时代的天文学仍然如此.天文学的发展史,从某种意义上来说,就是探测宇宙的能力、技术和方法的进展的历史.地面的传统的和经典的天文观测,追求的是看得更远、看得更准、看得更清楚.为此就要不断地提高贯穿本领,提高空间分辨力和时间分辨力.空间天文学除了上述那些目标外,还能在空间观察到为地球大气所屏蔽的宇宙伽马、X、远紫外和远红外辐射,并能不分昼夜地连续对天体和宇宙巡视.     

天体物理与诺贝尔奖

天体物理学是天文学的一个分支。事实上,天文学和物理学是两个密切相关的学科。万有引力定律是物理学中的一个基本定律,但这个定律正是牛顿通过研究开普勒(Kepler J.)对太阳系行星轨道运动的天文观测所总结出来的三定律而发现的。其实,可以说整个经典力学的发展也与行星绕太阳运动和月球绕地球运动的天文观测密不可分。由此发展出来的“天体力学”已经成为经典力学中最成熟,最系统的一个样板。400年前伽利略首次利用望远镜观测天体,使天文学牢牢地建立在科学观测的基础上,成长为一门日益精确的科学。20世纪物理学中蓬勃发展起来的光谱学与望远镜结合进行天文观测,使深入研究天体的物质组分、内部结构与演化成为可能,从而在天文学科内形成了内容十分丰富、发展非常迅速的分支学科——天体物理。     

近代空间天文学的进展

一、概况以人造卫星为标志的太空研究已经经历了十五年以上的历史．如果从探空火箭算起,太空研究的历史还可以追朔到本世纪四十年代．空间科学技术的迅速发展,给空间天文事业开辟了十分广阔的前景．空间天文当今作为天文学中一个独特领域,已经发展成为一门相当齐全的综合性学科．１．外空天文观测的优越性首先,它能够在不同程度上越过地球大气这个屏障,开拓了天文观测波段,取得由外层空间进入地球的整个电磁谱的可能性．?...     

甚高能γ射线天文

 天文学是一门古老的学科,它曾为计时和航海提供了科学依据.而今天正在进行着的大规模天文观测研究,巳远远超出了这种实用的目的.现代天文学与原子物理、核物理、高能物理以及宇宙学都有着密切联系,它为宇宙和大体的起源、演化提供了重要依据,成为涉及多种学科的、学术性很强的研究领域.     

望远镜和天文学：400年的回顾与展望

联合国已宣布2009年为国际天文年, 以纪念伽利略开始用望远镜观测天体400周年.作者将400年望远镜和相关技术的发展分为四个里程碑,讲述了它们的出现和随后的发展;介绍了中国已完成的和正在研制中的望远镜,作者支持未来10年中国再上三个大项目; 作者紧密联系天文学和物理学上的重大学说总结了400年天文学的主要成就;作者赞同未来研究的重点应是暗物质和暗能量,尤其是暗能量的研究.     

以天之语 解物之道

联合国已宣布2009年为国际天文年, 以纪念伽利略开始用望远镜观测天体400周年.作者将400年望远镜和相关技术的发展分为四个里程碑,讲述了它们的出现和随后的发展;介绍了中国已完成的和正在研制中的望远镜,作者支持未来10年中国再上三个大项目; 作者紧密联系天文学和物理学上的重大学说总结了400年天文学的主要成就;作者赞同未来研究的重点应是暗物质和暗能量,尤其是暗能量的研究.     

观测宇宙的新窗口--2002年度诺贝尔物理学奖介绍

文章介绍了2002年诺贝尔物理学奖获得者贾科尼对X射线天文学的开创性贡献，特别介绍了贾科尼等在开拓空间观测和发展x射线成像技术这两个方面的工作．文章通过x射线天文学的诞生、X射线天文卫星的发展介绍了X射线的空间观测对天体物理学的影响，对宇宙暗物质、双星中的吸积过程和X射线喷流现象等进行了简单介绍，并对高能天体物理学的发展给出了概略的描述．     

认识和探测宇宙的基本方法介绍

人类对宇宙最早的认识和观测始于可见光,之后由于有1865年麦克斯韦对电磁波的预言,1887年赫兹的证实,以及1933年杨斯基发现银河系的射电辐射,可见光观测自此扩展到电磁波多波段观测,出现了多波段天文学。1912年,赫斯发现宇宙线,使得天文观测在电磁波观测之外多了一种手段,拉开了多信使天文学的序幕。1987年,戴维斯和小柴昌俊发现了来自超新星爆发的中微子信号,这也是人类首次探测到了来自宇宙的中微子,至此又多了一种认识和观测宇宙的信使。此后,2016年美国激光干涉引力波观测站LIGO探测到引力波,在补齐对于验证爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图的同时,也使得引力波成为多信使天文学中最新引入的一种信使。本文介绍了电磁波、宇宙线、中微子、引力波这四种信使的基本概念、发现历史以及探测宇宙的基本原理,对其代表性的实验进行了收集整理,并就其中的一个典型实验进行了简要介绍。期望能够就多波段多信使天文学的发展历程给出一个比较完整的描摹。     

立方星与高能天文观测

1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星,标志着人类迈入了一个崭新的时代——太空时代。就天文学而言,太空时代依托卫星等空间平台开展的天文观测突破了地球大气的限制,拓展了可供观测的电磁波段,开启了宇宙X射线等高能天文观测研究的新窗口,带来了诸多重要的新发现。     

时变分析的时间尺度谱方法

文章介绍时变分析的时间尺度谱方法及其在X射线天文学中的应用.时间尺度谱方法包括时域功率谱、时域时延谱以及w谱等,是一种直接应用在时域上的多尺度分析手段.相对于传统方法,时间尺度谱能更客观灵敏地反映物理实质,有效地抑制噪声干扰,在高背景低统计性的X射线天文观测中得到了很好的应用.     

基于真实数据的天文教学实践探索

介绍在利用斯隆数字巡天数据进行宇宙探索的教学和研究案例的基础上,以真实数据平台万维天文望远镜为例,描述华中师范大学天文学类课程基于真实数据的天文教学实践探索,主要从WWT平台提供良好的资源环境、是良好的信息加工工具、是良好的研发平台3个方面予以陈述.     

宇宙学常数疑难

当代天文学的一系列观测事实都支持应该存在一个非零的正的宇宙学常数，但是，人们发现当前宇宙学常数值太小，而且宇宙学常数即真空能量密度与现在的物质密度巧合地具有相同的量级，然而现有物理学理论还无法给出合理的解释，因此宇宙学常数问题成为物理学和天文学上最重大的疑难之一。文章综述了近年来宇宙在加速膨胀这一重大的天文发现和宇宙学常数的观测结果以及当前理论物理学在宇宙学常数问题上的一些尝试。     

中美天文专业计算天文类课程设置比较研究

以国内外部分高校的天文系或者天体物理系为调研对象,对其计算天文类课程进行了调研.分析比较了计算天文学课程的教学计划、课程设置、课程内容等在各个学校的开设情况,拓宽了计算天文学课程教学改革的思路.     

爱丁顿与广义相对论的验证

简单介绍了在广义相对论诞生之初,验证其理论正确性的三个天文实验,并详细介绍了爱丁顿为验证广义相对论,发起并组织的观测1919年5月29日的日全食考察队的具体情况.这是爱丁顿认为他在天文学研究中最激动人心的事件.     

天文学上的重要发现──澳美天文学家证实“暗物质”存在

天文学上的重要发现──澳美天文学家证实“暗物质”存在澳大利亚和美国的一个天文学小组日前宣布，他们已观测到“超级天文密实晕物体（ＭＡＣＨＯ）”，从而使人类在了解宇宙的构成方面迈出了一大步，被认为是一次有重要意义的发现。按照宇宙起源大爆炸理论，宇宙一直在...     

基于天文观测的相机标定及姿态测量技术研究

为利用相机进行天文观测以实现高精度的相机姿态测量,必须先对相机参数进行精确标定。针对传统相机标定方法工作距离有限的问题,提出了以恒星为控制点的相机标定方法,根据球面天文学方法计算观测时刻控制点的世界坐标,利用摄像测量原理建立了恒星观测模型,求解相机的内外参数并分析了误差因素。实验结果表明,该标定方法在不依赖于精密、复杂的外部设备情况下可达到较高精度,并具有较强的抗噪声能力。将标定结果用于天文观测并求解相机姿态,航向角和俯仰角的解算重复性优于10″,能够满足高精度姿态测量的需求。该方法可进一步推广应用于星敏感器的标定。     

封面故事

<正>用宇宙作为物理实验室,探索在地球上无法企及的条件下的物理规律,是物理学和天文学共同的前沿课题;空间天文观测是其中最重要的研究途径之一。硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星是我国自主研制的第一颗空间X射线天文卫星,将实现1-250 keV     

国际天文年：同一个地球，同一片星空——2009国际天文年清华大学活动纪实

天文学是历史最悠久的学科之一,一直以来对人类的文化、生活有着深远的影响．400年前,伽利略首次将望远镜指向天空,开启了人类天文学发展史新的篇章．为纪念这一事件,国际天文学联合会和联合国教科文组织将2009年定为国际天文年．本文主要介绍2009国际天文年的文化背景以及这一全球盛典的主要活动．