天体物理学：研究対象、歴史、理論、分岐 - アルテ - 2025

天体物理学は分析し、星、惑星、銀河、となるように空間内のすべての遺体を説明するための物理学と化学のアプローチの組み合わせに責任があるの。それは天文学の分岐として現れ、宇宙の研究に関連する科学の一部です。

研究の目的の一部は、宇宙の生命の起源とその中での人間の機能または役割を理解するための探求に関係しています。たとえば、惑星系内で生命の発達に有利な環境がどのように発達するかを発見してみてください。

天体物理学は、それらの構造と化学的および物理的組成の観点から宇宙のオブジェクトを研究します。電磁スペクトルは、情報の主な情報源です。WikiImagesによるPixabayからの画像

調査対象

天体物理学は、天体の起源と性質を説明するための研究の目的を持っています。それが見る要素のいくつかは、密度、温度、化学組成、および光度です。

天文学のこの分野では、宇宙のあらゆる天文目的の主要な情報源として電磁スペクトルを使用しています。惑星、星、銀河などが研究されています。さらに、今日では、ブラックホール、ダークマター、ダークエネルギーなど、より複雑または遠いターゲットに焦点を当てています。

天体物理学のアプローチで実装された現代の技術の多くは、光を通して情報を取得することを可能にします。電磁スペクトルの研究により、この分野では、人間の目に見える天体と見えない天体の両方を研究して知ることができます。

天体物理学の歴史

天文学の分岐としての天体物理学の出現は、19世紀に起こります。その歴史は、化学が光学的観察に密接に関連している関連する前例でいっぱいです。分光法は科学の発展にとって最も重要な研究手法であり、光と物質の相互作用を分析する責任があります。

分光法、ならびに科学としての化学の確立は、特に天体物理学の進歩に影響を与えた要素でした。1802年、英国出身の化学者で物理学者のウィリアムハイドウォラストンは、太陽スペクトルに暗い痕跡を発見しました。

後にドイツの物理学者ジョセフ・フォン・フラウンホーファーは、太陽の光スペクトルのこれらの痕跡が星や金星などの惑星で繰り返されていることを自分で指摘しています。ここから、これは光の固有の特性であると推定しました。フラウンホーファーが作成した光のスペクトル分析は、さまざまな天文学者が従うべきパターンの1つでした。

最も有名な名前のもう1つは、天文学者のウィリアムハギンズの名前です。1864年、天文台に設置した分光器を介して、この機器を使用して、化学組成を決定し、星雲のいくつかの物理パラメーターを取得できることを発見しました。

たとえば、温度と密度がわかります。ハギンズの観察は、「キャッツアイ」としてよく知られている星雲NGC6543を研究するために行われました。

ハギンズはフラウンホーファーの研究に依存して、太陽光のスペクトル分析を適用し、それを星や星雲に同じように使用しました。これに加えて、ハギンズとキングスカレッジロンドンのウィリアムミラー校の化学教授は、星の研究でそれらを特定できるようにするために、地球の元素の分光分析研究に多くの時間を費やしました。

20世紀までに、発見の質は楽器の制限によって抑制されました。これは、これまでで最も重要な進歩を可能にする改善を伴うチームの構築に動機を与えました。

天体物理学の研究のための卓越した理論

宇宙のインフレ理論

インフレ理論は、1981年に物理学者で宇宙学者のアランHガスによって仮定されました。それは宇宙の起源と膨張を説明することを目的としています。「インフレ」のアイデアは、その形成の最初の瞬間に世界で起こった指数関数的拡大の期間の存在を示唆しています。

インフレの提案は、宇宙の起源の説明を探す際に最も受け入れられているビッグバン理論に矛盾しています。ビッグバンは爆発の後で宇宙の拡大が鈍化すると予想しているが、インフレ理論は反対を述べている。「インフレ」は、物体間の大きな距離と物質の均一な分布を可能にする、加速された指数関数的な宇宙の膨張を提案します。

マクスウェルの電磁理論

物理科学の歴史の中で最も興味深い貢献の1つは、彼の電磁理論内の「マクスウェル方程式」です。

1865年に、数理物理学を専門とするジェームズクラークマクスウェルは、電磁界の動的理論を発表しました。この理論を通じて、18世紀から推測されてきた、電気と磁気の共同研究を明らかにしました。 。

方程式は、アンペールの法則、ファラデーの法則、またはローレンツの法則など、電気と磁気に関連するさまざまな法則をカバーしています。

マクスウェルは重力、磁気引力、および光の間の関係を検出しました。以前は、天体物理学では重力や慣性などの特性のみが評価されていました。マクスウェルの貢献の後、電磁現象の研究が紹介されました。

情報収集方法

分光計

物理学者グスタフ・キルヒホフと化学者のロバート・ブンセンは、どちらもドイツ人でしたが、最初の分光計の作成者でした。1859年に彼らは、純粋な状態の各物質が特定のスペクトルを透過できることを示しました。

分光計は、電磁スペクトルの特定の部分からの光を測定し、その後材料を識別することを可能にする光学機器です。通常の測定は、光の強度を決定することによって行われます。

最初の分光計は、グラデーションの付いた基本的なプリズムでした。現在、それらはコンピュータ化された方法で制御できる自動装置です。

天体測光

天体物理学では、情報の多くは光から得られるため、測光の適用は重要です。後者は、天体から来る可能性のある光の強度を測定する責任があります。測光器を機器として使用するか、望遠鏡に組み込むことができます。測光は、たとえば天体の可能な大きさを決定するのに役立ちます。

天体写真

それは天文学的な出来事や物体の写真についてであり、これには夜の空の領域も含まれます。天体写真の品質の1つは、遠方の要素を銀河や星雲などの画像に変換できることです。

観測天体物理学に実装されたブランチ

この分野は、天体の観測によるデータ収集に焦点を当てています。天文機器と電磁スペクトルの研究を使用しています。観測天体物理学の各サブブランチ内で得られる情報の多くは、電磁放射に関係しています。

電波天文学

その研究対象は電波を発することができる天体です。それは、通常電磁スペクトルの他の部分では見えない、または隠れている天文現象に注意を払います。

このレベルでの観測には、電波活動を感知するように設計された機器である電波望遠鏡が使用されます。

赤外線天文学

それは宇宙物理学と天文学の分野であり、宇宙の天体からの赤外線放射が研究され、検出されます。すべてのオブジェクトが赤外線を放射できるため、このブランチはかなり幅広です。これは、この分野が宇宙に存在するすべてのオブジェクトの研究を包含することを意味します。

赤外線天文学は、可視光で動作する光学機器では感知できない冷たい物体を検出することもできます。星、粒子雲、星雲などは、知覚できる宇宙オブジェクトの一部です。

光学天文学

可視光天文学とも呼ばれ、最も古い研究方法です。最も広く使用されている機器は望遠鏡と分光計です。このタイプの機器は、可視光の範囲内で機能します。この分野は、不可視のライトオブジェクトを研究しないため、以前のブランチとは異なります。

アーティストのガンマ線バーストの印象
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ガンマ線天文学

それは、ガンマ線を生成することができるそれらの現象や天体を研究する責任者です。後者はX線よりも高い非常に高い周波数の放射線であり、それらの線源は放射性物体です。

ガンマ線は、ブラックホール、矮小星、超新星残骸などの非常に高エネルギーの天体物理学的システムに存在します。

関連する概念

電磁スペクトル

電磁波に関するエネルギー分布範囲です。特定の物体に関して、それは地球上と宇宙の両方で物体または物質を放出または吸収することができる電磁放射として定義されます。スペクトルには、人間の目に見える光と目に見えない光の両方が含まれます。

天体

天文学では、天体または天体は、宇宙の観測可能な部分内に自然に見られるエンティティ、セット、または物理的構成と呼ばれます。天体は、惑星、星、月、星雲、惑星系、銀河、小惑星などです。

放射線

これは、エネルギー源から発生し、宇宙を移動し、さらには他の物質に浸透することさえできるエネルギーを指します。既知の種類の放射線には、電波と光があります。別のタイプのよく知られた放射線は、荷電粒子またはイオンを放出する線源を通じて生成される「電離放射線」です。

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