目標(biāo)：88個視頻全詳筆記！沖鴨！！！

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緒論（上）--【南京大學(xué)】普通天文學(xué)

主講老師：李向東老師

一、天文學(xué)

（1）什么是天文學(xué)？

1.天文學(xué)研究對象——天體（宇宙的組成部分，是各種形體和星際物資的通稱）

2.簡單地說：天文學(xué)是研究宇宙的科學(xué)。（可以是宇宙本身，也可以是宇宙中包含的天體，包括宇宙中天體的組成、結(jié)構(gòu)和運動等）

3.東西方對宇宙的稱呼（己思：感覺像從最初東西方人們對宇宙叫法來反應(yīng)當(dāng)時人們的認(rèn)知差異）

西方把宇宙叫做 universe/cosmos

我國戰(zhàn)國著作《尸子》將宇宙解釋為：

“四方上下曰宇，往古今來曰宙”

（查和整理ing：《尸子》由戰(zhàn)國時期著名的政治家、先秦諸子百家之一的尸佼而著，《尸子》中提出“四方上下曰宇，往古來今曰宙?！边@是迄今在中國典籍中找到的與現(xiàn)代“時空”概念最好的對應(yīng)。

此書主要寫了各學(xué)壇對政治、經(jīng)濟、文化、學(xué)習(xí)等觀點的看法。思想有：1.兼愛百姓，務(wù)利天下；2.善修國政；3.倡導(dǎo)勸學(xué)，強調(diào)教化，去邪人除邪欲；4.4.心以為不義；5.審名分；6.賢的重要性?！妒印芬徽f為雜家學(xué)說，在秦統(tǒng)一后，學(xué)術(shù)思想遭到鉗制，各家學(xué)說均被禁錮?！妒印芬粫饨麣щy免，所以早佚。唐代又重被輯成。）

非常形象的把時間與空間結(jié)合起來，而我們的宇宙研究的正是宇宙所包含的整個空間的物質(zhì)，以及這些物質(zhì)和能量等等，它們隨著時間的變化。

和西方的universe相比而言多了一個演化的性質(zhì)。（己思：老師說的演化的性質(zhì)指的是時間上的變化吧qwq英語不好不懂詞根阿巴巴巴）

4.宇宙的概念:宇宙包含了所有的空間、時間、物質(zhì)和能量。

嚴(yán)格的來講我們今天所講的宇宙包括我們可觀測到所有的空間、時間、物質(zhì)和能量。

5.天文學(xué)課程對個人的意義

如果從宇宙的演化來講，其實我們每個人都是宇宙的產(chǎn)物，都是天體的產(chǎn)物。（彈幕狠可愛鴨--“我們都是星星的孩子”）

舉個簡單的例子，我們身體里面所有的成分，最主要的成分水，由H和O構(gòu)成的，這些成分都是由宇宙大爆炸早期的H所構(gòu)成的，身體里血液血紅蛋白中的鐵元素，是由超新星爆發(fā)所形成的。

由于這些元素慢慢的累積到太陽系，或者我們太陽系形成時已經(jīng)有了以前行星的演化，才使得我們?nèi)祟惸苡锌赡苄纬晌覀冏陨磉@樣的一個形體。

宇宙的各種各樣的現(xiàn)象其實與我們密切相關(guān)，我們知道天體里面的各種運動其實非常復(fù)雜，在最簡單的太陽系里面，太陽本身的演化對于我們自身有非常重要的影響。我們在后面會陸續(xù)的看到。

那些小行星系統(tǒng)看上去可能微不足道，但實際上對于我們?nèi)祟悂碚f，可能有些時候是至關(guān)重要的。

所以說，天文學(xué)研究應(yīng)該說，它一方面是對于知識的渴求或者說探索未知宇宙的動力，另一方面是與我們生活密切相連的。

（想啊想ing：想起了《三體》里那些形形色色的人，想必他們抬頭仰望星空的時候心中能觸摸到許許多多不同的美好吧，征途為星辰，踏向大海，前途或是深淵，有所依，難所得，那為什么去得呢？忐忑于人類未來？惶恐于人類命運？還是為了心中的夢？黑暗深林么，至少在當(dāng)下沒有那么多羈絆和復(fù)雜，真好？或許真不好？又想起《流浪地球》的故事，有些難過吧。）

（2）天體物理

概念：天體物理學(xué)是天文學(xué)的一個分支，它利用物理學(xué)的理論、方法和技術(shù)，研究宇宙和宇宙內(nèi)天體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和演化。

天體物理相比于天體測量和天體力學(xué)來講要年輕得多。但目前已成為天文學(xué)一個重要的分支。

（3）天文學(xué)的研究特點

1.天文學(xué)研究的基礎(chǔ)——觀測（觀察和測量）

我們中國古代的天文學(xué)家歷史記錄非常的豐富，在古天文記錄里往往有獨一無二的特點。

但是中國古代記錄有一個不足的特點，精確測量這點沒有西方程度深，帶來的問題是現(xiàn)代數(shù)據(jù)與古代記錄對比的問題。

觀察和測量的要求已經(jīng)越來越嚴(yán)格了，不僅要求位置的精確還要求時間的精度。

A.天文觀測是一種“被動”的實驗（絕大部分情況下/當(dāng)下科技水平下）

B.天文觀測遵循的研究規(guī)律：觀測-->理論-->觀測

其中理論可以稱之為模型，這些理論可能是對的，也可能是錯的。再通過觀測進(jìn)行對比驗證，把不相符（差異大）的剔除，留下相對準(zhǔn)確的理論，再進(jìn)一步拓展、深化。

2.物理條件極端復(fù)雜

如溫度（如恒星的溫度，炒雞高）（咕咕：太陽是一顆中等大小的恒星，它的表面溫度為6000℃。質(zhì)量比它小的恒星，其表面溫度也比它低，有一些恒星的表面溫度只有2500℃左右。質(zhì)量比太陽大的恒星，其表面溫度也比太陽高，可達(dá)10，000℃、20，000℃，甚至更高。

參考文鏈接https://www.chazidian.com/kepu_397/）

如密度（如中子星可以高到每立方厘米每立方厘米8^14~10^15克）（咕咕：沒聽懂單位？不懂這個含義，百度了下：相當(dāng)于每立方厘米重1億噸以上 。此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百萬億倍。如果把地球壓縮成這樣，地球的直徑將只有22米!事實上，中子星的密度是如此之大，半徑十公里的中子星的質(zhì)量就與太陽的質(zhì)量相當(dāng)了。）

如壓強

如磁場

如何去從極端條件（地球上沒有的條件中）挖掘我們的物理規(guī)律，是天文研究的最主要的一個方向之一。

一方面研究我們現(xiàn)有的、在地面上了解的這些物理知識能否應(yīng)用在宇宙里面。

另一方面也希望通過對宇宙的觀測，發(fā)現(xiàn)新的物理規(guī)律。

3.距離較長、（天體演化）時標(biāo)極長。

在此之下，天文研究既需要非常精密的儀器，也需要研究時要大膽的想想。

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現(xiàn)在的天文學(xué)已經(jīng)進(jìn)入到【全波天文學(xué)】領(lǐng)域。

天文學(xué)觀測演變：

眼睛-->光學(xué)望遠(yuǎn)鏡（最早）

下四圖為銀河系全貌（？）圖（我沒聽清emmm）

右上圖為畫家將肉眼小區(qū)域觀測結(jié)果綜合繪制而出。

左上圖為（沒聽清什么波段）無線電波段觀測得到。

左下圖為紅外線觀測。

右下圖為X射線下觀測出。

天體呈現(xiàn)給我們的是不同的側(cè)面，我們自以為了解某個天體，實際上只是看到它很小的一個部分。所以要研究天體的本質(zhì)，要全波段去了解。（其實全波段也是不全面的，也要通過其他的信息渠道。）

那么我們宇宙是各種各樣天體組成的，以最近的天體太陽到最遙遠(yuǎn)的宇宙，來了解要接觸哪些天體。

A.太陽

太陽是太陽系中最重要的天體。

太陽是一顆不大不小的恒星，這就使得我們通過對太陽的研究能了解絕大多數(shù)恒星的物理狀態(tài)。

太陽發(fā)光原因：核反應(yīng)。（從前并不清楚，21世紀(jì)才認(rèn)識到）

不同類型的恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不完全相同的，很有趣是現(xiàn)在我們對太陽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比對地球的多。

我們可以通過一系列的觀測手段來探測太陽內(nèi)部有什么樣的物質(zhì)，以及這些物質(zhì)的物理狀態(tài)。（恒星結(jié)構(gòu)介紹的主要內(nèi)容）

由于光在向外傳輸?shù)倪^程中可能會和太陽包層，即表面或附近這些物質(zhì)相互作用，加上磁場的影響，導(dǎo)致太陽表面會有很多物理現(xiàn)象出現(xiàn)。比如：太陽黑子、日珥、太陽耀斑等等。

這些對太陽系所處的空間環(huán)境影響非常巨大。地球氣候最重要的影響來自于太陽。（查了查ing 日珥：在日全食 時，太陽的周圍鑲著一個紅色的環(huán)圈，上面跳動著鮮紅的火舌，這種火舌狀物體就叫做日珥，日珥是在太陽的 色球?qū)?上產(chǎn)生的一種非常強烈的 太陽活動 ，是太陽活動的標(biāo)志之。 日珥是通常發(fā)生在色球?qū)拥模袷翘柮娴摹岸h(huán)"一樣。大的日珥高于日面幾十萬千米，還有無數(shù)被稱為針狀體的高溫等離子小日珥，針狀體高9000多千米，寬約1000千米，平均壽命5分鐘。）

恒星中太陽的大?。?/p>

（最右是哈勃望遠(yuǎn)鏡在一星團(tuán)中心拍攝到的）

恒星世界也豐富多彩，

質(zhì)量不大不?。ㄈ缣枺?-矮星

質(zhì)量巨大--超巨星or巨星，半徑比太陽大一百倍到一千倍，在天空中非常明亮的天體

質(zhì)量較小--白矮星--在望遠(yuǎn)鏡中甚至很難分辨出來（最右側(cè)圖圈起來的小點點）白矮星在光學(xué)波段看來非常暗淡，但是在紫外或者其他波段會明亮很多。但是半徑只有太陽的百分之一。

還有天體是太陽半徑的十萬分之左右，但是他們在X波段（接下來的沒聽清）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過太陽的輻射。

所以說不同類型的恒星構(gòu)成了我們研究的恒星系統(tǒng)。

圖--恒星形成區(qū)照片

大量的恒星在此誕生和演化，這些恒星有些是大質(zhì)量的有些是小質(zhì)量的，演化時標(biāo)短的可以達(dá)到幾百萬年，長的可以達(dá)到幾十億年，但是我們可以對恒星的演化進(jìn)行綜合分析，通過統(tǒng)計、觀測、比較等一系列的方法，可以大致了解恒星演化的過程，這是我們目前取得的一個比較重要的成就。

像太陽這樣孤單的恒星其實并不是很多，有很多的天體和恒星是誕生在星團(tuán)中。

星團(tuán) Star Clusters

或許我們太陽以前也是在星團(tuán)之中，只不過所處的星團(tuán)已經(jīng)瓦解、碎裂，他的成員星已經(jīng)沿著隨著原來的運動分散開來。（咕咕：悲傷的感覺，行越遠(yuǎn)越難看見，怕淚水不爭氣連成雨線...一甲子不過六十年，對于太陽而言又是怎樣的多少年？）

但是我們依然可以看到銀河系有大量的星團(tuán)，星團(tuán)有些很小，幾百顆恒星，有些星團(tuán)很大包含的恒星可以達(dá)到幾百萬顆。

比如球狀星團(tuán)：

可以看到在ta的中心恒星非常的密集，恒星之間的相互碰撞可能會非常的頻繁，為我們提供了一個恒星演化的一個新的物理（？沒聽清，感覺是模型之類的參考一類）

我們研究恒星最早是從單個恒星開始的，但是從星團(tuán)這樣的環(huán)境中，恒星演化會非常受到ta（們）相互作用的影響。（ta的環(huán)境，ta周圍的環(huán)境）

☆感謝李老師和視頻作者、上傳者~☆

?ヾ(?°?°?)??加油！學(xué)習(xí)ing！

【小寒的筆記本第一頁】

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緒論（下）

第一個大知識點：星際物質(zhì)

星際物質(zhì) Interstellar Medium

恒星和恒星之間并不是空無一物的，不是我們所謂的真空，實際上充滿了物質(zhì)。只不過這些物質(zhì)有些相對比較稀薄，有些相對比較稠密。對于星際物質(zhì)的了解大概只有一百多年的歷史，在這之前人們都沒有注意到恒星之間還存在著彌漫的氣體。正因如此，人們對于銀河系結(jié)構(gòu)的認(rèn)識是從20世紀(jì)初開始慢慢建立起來的。在這之前絕大部分認(rèn)識都是定性的，或者說是定量的，都是錯誤的。最主要的是不知道星際物質(zhì)的性質(zhì)，不知道ta的存在。

星際物質(zhì)定義：存在于星體之間各種物質(zhì)的總稱，這些物質(zhì)既有實體，也有傳播的波。

但是星際物質(zhì)在今天可以通過望遠(yuǎn)鏡很容易的看到。

星際物質(zhì)存在于星體之間。（星際物質(zhì)是分散在或者分布在恒星之間的。）ta們的來源既有星系在形成沖擊時所積累的星際物質(zhì)，也有恒星在死亡之后拋射出去的星際物質(zhì)。

恒星在一生的演化中，無論是大質(zhì)量的還是小質(zhì)量的，都會有物質(zhì)流失，這些物質(zhì)會彌漫到星際空間中，但是來自于恒星星際物質(zhì)和原初的星際物質(zhì)在物理本質(zhì)上是有差異的，最重要的差異是ta們所包含的成分。

恒星結(jié)構(gòu)課程時會介紹到【核演化】，恒星一方面在花光，另一方面在不斷生成新的元素，這些元素會隨著物質(zhì)的流失分散到星際空間去，所以通過這些物質(zhì)形成的下一顆恒星和原來的星際物質(zhì)的化學(xué)成分就不完全一樣。換句話說是一代一代產(chǎn)生的。

在星際物質(zhì)中很稠密的區(qū)域有可能形成恒星。換句話說這些星際物質(zhì)即是恒星死亡后遺留下來的，或者說在死亡過程中拋射出來的，另一方面也是恒星形成的搖籃。（想ing：落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花。周而復(fù)始，輪回不止，輪回中又賦予新生，不斷前進(jìn)，那么熵增？阿巴巴巴一次次新生中會不會質(zhì)量不見了滑稽，可是質(zhì)量是守恒的嗎？想起了《三體》故事的結(jié)局，咩，學(xué)點知識再想叭）

陰云？（沒聽清，百度了下有一個星際云的概念像老師說的，可供參考： 宇宙中有無數(shù)的能發(fā)光、發(fā)熱的恒星，而發(fā)光、發(fā)熱的恒星每時每刻都在向星際空間拋撒大量的微細(xì)物質(zhì)，如 質(zhì)子 、 電子 。這些被恒星拋棄的微細(xì)物質(zhì)，在離開恒星后，便在太空中漫游，先由質(zhì)子、電子互相結(jié)合，變成單個氫原子，或其它原子。在這一過程中它們要吸收恒星發(fā)出的光和熱，使太空始終保持在接近絕對零度的低溫。經(jīng)過漫長的時間，在一定的條件下，在太空中漫游的以 氫氣 等氣體物質(zhì)為主的微細(xì)物質(zhì)，經(jīng)過互相碰撞、互相吸引會逐步聚集在一起，形成一團(tuán)巨大而稀疏的星際云。 恒星最初起源于彌漫的 星際分子 云。在引力的作用下，主要成分是氫的 分子云 開始收縮。當(dāng)達(dá)到熱核聚變的點火溫度的時候，恒星開始發(fā)光，一顆新的恒星宣告誕生。）

這是恒星形成區(qū)域，在這樣的一個柱狀的，或者煙囪狀的星際氣體里面，包裹著正在形成的新生的恒星。這些新生的恒星被厚厚的氣體和塵埃所遮擋，所以我們看不到ta們，但所產(chǎn)生的的輻射已經(jīng)可以使氣體發(fā)生蒸發(fā)性現(xiàn)象。（？沒聽清楚哪個詞，應(yīng)該指的是周圍的光暈叭，沒查到emm）

那么我們可以看到這個星際物質(zhì)本身會影響到我們觀測，另一方面他又是構(gòu)成我們恒星最初始的一個發(fā)源地。

在更大的尺度上來探討星系，先看我們所處的銀河系。

第二個大知識點：銀河系

銀河系大致結(jié)構(gòu)：中間是一個核球，

最主要的部分是一個銀盤，在銀盤上大約有一千億個恒星，我們的太陽系就位于銀河系上的某一點。

銀河系總的質(zhì)量：比所有恒星加起來的質(zhì)量至少要高10倍，這是我們研究銀河系的一個重要的方向。