天体物理学与诺贝尔奖

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1、高能天体辐射机制授课教师：　范忠辉fanzh@ynu.edu.cn云南大学物理科学技术学院2021/10/15高能天体辐射机制2举世闻名的“诺贝尔奖”中没有天文学这一项，但实际上天文学奖已经包括在物理学奖之中。在“诺贝尔物理学奖”中，从1936年到2006年的80个年度中，共有12项是“天文课题”，16人获奖。这些获奖的天文课题，对当代天文学和物理学的发展，产生了深远的影响。见下表：荣膺“诺贝尔奖”的天文课题2009年国际天文年网站：http://www.astronomy2009.org/2021/10/15高能天体辐射机制3获奖人获奖原因

2、获奖年份奥地利物理学家维克托·伏兰兹·赫斯发现从地球外来的宇宙射线1936年美国物理学家汉斯·奥尔布雷克特·贝蒂核反应理论及建立恒星能源理论1967年瑞典物理学家汉内斯·奥洛夫·戈斯塔·阿尔文磁流体力学的基础研究和发现及其在等离子体物理的研究成果1970年英国射电天文学家马丁·赖尔对射电天文学的开创性贡献特别是创造出综合孔径射电望远镜1974年英国射电天文学家安东尼·休伊什射电天文学的成就并对发现和确认脉冲星起了决定性作用1974年美国射电天文学家阿诺·阿伦·彭齐亚斯和罗伯特·伍德罗·威尔逊共同发现宇宙微波背景辐射1978年美国天文学家苏布拉

3、马尼亚姆·钱德拉塞卡对恒星结构及其演化理论的贡献1983年美国核物理学家威廉·福勒对宇宙中形成化学元素的核反应理论的实验成果1983年美国天文学家约瑟夫·胡顿·泰勒和拉塞尔·艾伦·赫尔斯共同发现脉冲双星1992年美国的小雷蒙德·戴维斯和日本的小柴昌俊在宇宙中的微中子研究中做出卓越贡献2002年美国的里卡多·贾科尼发现了宇宙X射线源2002年美国天文学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性2006年2021/10/15高能天体辐射机制4天体物理学与诺贝尔奖1天体物理学概况1.1天体物理学的发展天体物理学是将物理学和

4、天文学融合而成的一门学科，它已经成了天文学和物理学中不可缺少的一个重要组成部分。天文自古就在人民的生活中占有非常重要的位置，巴比伦的泥碑，古埃及的金字塔，中国的甲骨文，都记载了人类对浩瀚苍穹的思索和向往。人类对天体的观测和认识可以追溯到远古时代，但在人类社会文明的进程中，天文学的研究范畴和天文的概念都在不断进步和发展。为此，我们首先对天文学做一个概括描述。天文学是一门古老的基础学科，它的研究对象是整个宇宙。起初，人们主要是通过观察天体的存在、测量它们的位置来研究它们的结构，探索它们的运动和演化的规律，从而扩展人类对广阔宇宙空间中物质世界的认识

5、。那时候天文研究实际上处于一种“描述研究”的状态。到十八世纪老赫歇耳开创恒星天文学，人们开始用物理学内容和方法来研究天文学现象。从此，天文学中逐渐形成了一门新的学科——天体物理学。这门新兴学科应用物理学的技术、方法和理论来研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律。自十九世纪中叶，分光学、光度学和照相术等三种物理方法被广泛应用于天体的观测研究以后，人们对天体的结构、化学组成、物理状态的研究已经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。2021/10/15高能天体辐射机制51.2天体物理学现状天体物理学包括实测

6、天体物理学、理论天体物理学、太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学、射电天文学、空间天文学、高能天体物理等分支学科。起初人们都是在地球上利用简单的光学望远镜开展天体物理研究的，但随着科学技术的发展,天体物理学的研究内容、方法和手段都在不断扩展。目前，人们已经在使用紫外、红外、X射线、γ射线望远镜进行观测和研究，并已发展为全波段观测。另外，人们进行观测的位置已经从地球上发展到太空中，甚至有人设想将来在月球、火星上开展天体物理观测。可以说在空间技术高度发展的今天,天文观测研究已由地面观测进入空间

7、时代。2021/10/15高能天体辐射机制62天体物理学与诺贝尔奖2.1天体物理学与诺贝尔奖从历史上看,物理学的发展与天文学(特别是天体物理学)的发展是密不可分的。比如万有引力作为物理学的一条基本定律，就直接发源于天文学的研究。诺贝尔奖创立于1901年，旨在奖励那些在人类文明的进程中有重大成果或发现并对人类社会的进步产生重大影响和贡献的人。虽然有不少天体物理学家在研究中取得了重大研究成果和发现并为人类社会的发展和进步做出了重大贡献，但是由于当时诺贝尔奖中并没有设立天文学奖，以及诺贝尔奖委员会界定物理学奖的范围等原因，在1976年以前始终没有一

8、位天体物理学家捧得诺贝尔奖的奖章。即使如此，从1913年开始天体物理学家们就一直被提名为诺贝尔奖者，很多天体物理学家如GeorgeE.Hale、E.P.Hubble