天文学的科学分支
4页1、四、天文学的科学分支天文学是公认最古老的科学,但是近年来太空探测计划及空间望远镜不断有所进展,所以天文学也算是极为现代的一门科学。按照传统的科学分类观念,应该根据它所研究对象的差异来区分。但天文学的分支却比较特殊,它基本上是按历史发展和研究方法进 行分类的。当然,最终也涉及它们的研究对象一体。在天文学悠久的历史中,随研究方法的改进及发展,先后创立了天体测量学、天 体力学和天体物理学。1 .天体测量学这是天文学中最先发展起来的一个分支,主要任务是研究和测定天体的位置和运动,并建立基本参考坐标系和确定地面点的坐标。按 照研究方法的不同,又分为下列二级分支。(1)球面天文学为确定天体的位置及其变化,首先要研究天体投影在天球上的坐标表示方式,各坐标之间的相互关系及其修正,如地球运动和大气折 射所造成的位置误差,这是球面天文学的研究任务。(2)方位天文学对天体在宇宙空间的位置和运动的测定,则属于方位天文学的研究内容,它是天体测量学的基础。依据观测所用的技术方法和发展顺序, 又可分为 基本天体测量(精确测定天体的位置和自行,编制各种星表); 照相天体测量(运用照相技术测定天体的位置,其优点是可直接
2、测定较暗的天体的位置,并在同一种底片上一次测定许多颗恒星); 射电天体测量(地面接收天体的无线电波并测量射电天体位置); 空间天体测量学(飞出地球大气层以外进行测量)。用上述方法把已经精确测定了位置的天体,作为天球上各个区域的标记,选定坐标轴的指向,在天球上确立一个基本的参考坐标系, 用以研究天体在宇宙空间的位置和运动。(3)实用天文学以球面天文学为基础,即以天体作为参考坐标,研究并测定地面点的坐标。其中包括测定原理的研究、测量仪器的构造和使用、观测 纲要的制定、测量结果的数据处理及其误差改正等问题。根据不同需要,实用天文学又可分为时间计量;极移测量;天文大地测 量;天文导航等。(4)天文地球动力学是从研究地球各种运动状态和地壳运动而发展起来的一个次级分支。具体说,它是天体测量学与地学有关分支(如大地测量学、地球 物理学、地质学和气象学等)之间的边缘学科。它的研究课题有地球自转、极移的规律、板块运动、固体潮、地球结构等。天体测量学的历史可追溯到远古时期。为了指示方向、确定时间和季节,古人先后创造出日晷和圭表。经过漫长历史时期的进步,目 前天体测量学的观测手段,已从可见光发展到射电波段以
3、及其它波段的观测;在观测方式上,已由测角扩展到测距;观测所在地已由固 定天文台发展为流动站、全球性组网观测和空间观测;观测精度已接近0.” 000级(测角)和厘米级(测距);观测的对象也在向暗星、 星系、射电源和红外源等方面扩展。现代天体测量学的内容越来越丰富,观测精度越来越高。目前正在探索建立更理想的参考坐标系, 它必将进一步推动天体测量学,尤其是天文地球动力学的研究和发展。2. 天体力学天体力学是研究天体运动和天体形状的科学。它以万有引力定律为基础,研究天体在万有引力和其它力综合作用下的运动规律、天体 自转和其它引力因素综合作用所具有的形状。根据研究的对象、范围和方法,天体力学又可分为下列二级学科:(1) 摄动理论研究多个质点在万有引力相互作用下的运动规律,是天体力学的基本理论之一,即所谓”多体问题。其中最简单的一种是二体问题, 目前讨论最多、用途也最多的是三体问题。研究某天体的二体问题轨道在各种因素干扰下的规律,就叫做”摄动理论。在太阳系内,有 大行星运动理论、小行星运动理论、卫星运动理论等。(2) 天体力学定性理论它并不具体求出天体运动轨道,而是从多体问题的运动方程出发,探讨这
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