二十世纪天文学

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1、二十世纪天文学天文学在二十世纪的发展是空前的．现代物理学和现代技术的发展，使天体物理学成为天文学的主流，经典的天体力学和天体测量学也有新的发展，人们对宇宙的认识达到了空前的深度和广度．十九世纪中叶诞生的天体物理学，一跃而成为天文学的主流；二十世纪四十年代后期打开了射电天窗，兴起了一门利用波长从毫米到米的电磁辐射研究天体的新学科；六十年代，航天时代的到来，使天文学冲破了地球大气的禁锢，到大气外去探测宇宙；天文学开始成为全波段的宇宙科学，使我们得以考察大到150亿光年空间深度的天象，并追溯早于150亿年前的宇宙事件．二

2、十世纪天文学进入了黄金时代，正在为阐明地球、太阳和太阳系的来龙去脉、星系的起源和星系的演化、宇宙的过去和未来、地外生命和地外文明等重大课题做出贡献．在二十世纪上半叶已经成熟的经典分析方法仍在继续发展．较重要的成果有布朗的月球运动理论和1919年罗斯改进的火星运动理论．除分析方法外，二十世纪初还出现一条新的发展途径，这就是庞加莱提出的天体力学定性理论，其中包括变换理论、特征指数理论、周期解理论和稳定性理论，对以后的天体力学发展有较大的影响．十九世纪纽康证实水星近日点进动问题中有超差．这个问题用经典力学再也无法解释．直

3、到1915年广义相对论问世后才得到解释．二十世纪五十年代以后出现了两个新的因素．一是人造卫星和空间探测器的发射，向天体力学提出了新课题，由此并发展成一个新的学科分支——天文动力学，专门研究这些飞行器的运动问题．二是电子计算机的出现，使计算的速度和精度有极大的提高，从而使需要繁重计算工作的天体力学数值方法得到迅速发展．此外，六十年代建立的卡姆(KAM)理论，是对定性理论的重大发展．七十年代，三体问题的拓扑学研究又成为一个活跃的领域．二十世纪以来，天体测量学有了飞跃的发展．国际时间局、国际纬度服务、国际极移服务等国际机

4、构的工作，定出全世界统一的时间服务和极移服务的标准．天文时计也由摆钟发展为石英钟和原子钟．这些技术上的发展使天体测量的精度大为提高．随着观测精度的提高，人们发现了地球自转的不均匀性，并由此出现了从世界时到历书时，更进到原子时这样的时间计量系统．同时还深入研究了地极的周年摆动、张德勒摆动和长期极移．一个世纪以来，随着镜面材料、精密机械和自动控制的进展，极大地改善和增强了天文学家的望远能力．十九世纪末，还只有美国利克天文台一架0.9米反射望远镜，到1978年，口径2～6米的大型反射望远镜已有23架，另有13架正在建造．

5、施密特1931年发明的折反射望远镜，一直是探索银河系和河外深空的有效工具．在十九世纪末，照相底片是人眼以外唯一有效的辐射接收器．二十世纪初开始光电光度技术的实验．第二次世界大战后出现多种高效能的光电转换装置，探测到以往用同样聚光设备不可能记录到的微弱辐射，同时提高了观测和处理天文底片的自动化程度．多色测光方法是在古老的目视光度测量的基础上发展起来的，但现在有了新的天体物理含义．采取这种方法获得关于天体的表面温度、颜色、分光能量分布、本征光度、距离、星际红化等情报．天体多色测光和天体分光光度测量都是以光谱理论为基础的

6、，是了解天体视向运动、星族届性、物理参量和化学成分的最有效方法．约翰逊、摩根、斯特龙根、斯特鲁维等都为实测天体物理作出创造性的贡献．1910年，德国的威尔森等测定了恒星温度，进而算出恒星的直径．另一方面，理论天体物理研究有了新的发展．爱丁顿、米尔恩、佩恩-加波希金、昌德拉塞卡、史瓦西等人运用理论天体物理方法，卓有成效地探讨了恒星大气理论、恒星和行星的内部结构、星际物质的特性和状态、恒星的能源和演化．目前，人们正在用这种方法去解星系世界的过程和演变之谜．太阳是一个典型的恒星．我们对恒星的大气、内核和能源的知识，很多来

7、自太阳．十九世纪最后十年，美国海耳和法国德朗达尔分别发明太阳单色光照相仪和太阳谱线速度仪，从而开始了现代太阳研究的新时期．他们通过单色光观察太阳的光球和色球，发现了钙云(谱斑)．在海耳的倡议下，卡内基研究所于二十世纪初筹建了威尔逊山天文台，安装了太阳塔和分光设备，广泛地巡视太阳，发现了黑子的磁性和22年的磁周期．巴布科克父子继承海耳的太阳研究传统，于二十世纪五十年代初，研制出太阳光电磁像仪，进一步推动太阳活动规律和活动区物理的探讨．1931年法国李奥制成日冕仪，使人们在不发生日食的时候也能观察日冕，探索太阳高层大气

8、．1962～1975年间发射了8个环绕地球的轨道太阳观测台，1973年天空实验室进入轨道，都为深入认识太阳活动和日地关系提供了空前丰富的资料．半个多世纪以来，对太阳系天体的地面光学观测和研究工作取得显著成就．1930年，汤博发现冥王星．在已确认的34颗行星卫星中，有12颗是二十世纪探索到的．1978年以来又发现某些小行星也有卫星．空间天文时代的到来，使太阳系