項目：

從宇宙大爆炸到萬有理論：天體物理、核物理與粒子物理

類別：

理科類

課題簡介：

天體物理學(英語:Astrophysics)，又稱天文物理學，是研究宇宙的物理學，這包括星體 的物理性質(光度，密度，溫度，化學成分等等)和星體與星體彼此之間的相互作用。應 用物理理論與方法，天體物理學探討恒星演化、恒星結構、星際物質、宇宙微波背景、太 陽系的起源和許多跟宇宙學相關的問題。由于天體物理學是一門很廣泛的學問，天文物理 學家通常應用很多不同的學術領域，包括力學、電磁學、統(tǒng)計力學、量子力學、相對論、 粒子物理學以及原子分子與光物理學等等。由于近代跨學科的發(fā)展，與化學、生物、歷 史、計算機、工程、古生物學、考古學、氣象學等學科的混合，天體物理學目前大小分支 300—500門主要專業(yè)分支，成為物理學當中最前沿的龐大領導學科，是引領近代科學及科 技重大發(fā)展的前導科學，同時也是歷史最悠久的古老傳統(tǒng)科學。天體物理實驗數(shù)據(jù)大多數(shù)是依賴觀測電磁輻射獲得。比較冷的星體，像星際物質或星際云 會發(fā)射無線電波。大爆炸后，經過紅移，遺留下來的微波，稱為宇宙微波背景輻射。研究 這些微波需要非常大的無線電望遠鏡。太空探索大大地擴展了天文學的疆界。太空中的觀測可讓觀測結果避免受到地球大氣層的 干擾，科學家常透過使用人造衛(wèi)星在地球大氣層外進行紅外線、紫外線、伽馬射線和X射線 天文學等電磁波波段的觀測實驗，以獲得更佳的觀測結果。光學天文學通常使用加裝電荷耦合元件和光譜儀的望遠鏡來做觀測。由于大氣層的擾動會 干涉觀測數(shù)據(jù)的品質，故于地球上的觀測儀器通常必須配備調適光學系統(tǒng)，或改由大氣層 外的空間天文臺來觀測，才能得到最優(yōu)良的影像。在這頻域里，恒星的可見度非常高。借 著觀測化學頻譜，可以分析恒星、星系和星云的化學成分。

學習目標:

中方學習目標：

★ 理解和掌握恒星的能源機理

★ 知曉和理解黑洞的形成

★ 掌握早期宇宙的暴漲

★ 知曉和理解宇宙微波背景輻射與當前宇宙的加速膨脹

外方學習目標:

★ 掌握宇宙大爆炸理論及恒星演化的專業(yè)知識

★ 探索暗物質及其存在的證據(jù)

★ 集中訓練學生對于暗能量，統(tǒng)一理論以及宇宙膨脹的探索能力

★ 增強學生對于復雜問題的表達能力及邏輯思維能力