天文學(xué)（觀(guān)察和研究宇宙間天體的學(xué)科）
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天文學(xué)
本詞條是多義詞，共2個(gè)義項
觀(guān)察和研究宇宙間天體的學(xué)科
天文學(xué)（Astronomy），是觀(guān)察和研究宇宙間天體的學(xué)科，它研究天體的分布、運動(dòng)、位置、狀態(tài)、結構、組成、性質(zhì)及起源和演化，是自然科學(xué)中的一門(mén)基礎學(xué)科。
天文學(xué)與其他自然科學(xué)的一個(gè)顯著(zhù)不同之處在于，天文學(xué)的實(shí)驗方法是觀(guān)測，通過(guò)觀(guān)測來(lái)收集天體的各種信息。因而對觀(guān)測方法和觀(guān)測手段的研究，是天文學(xué)家努力研究的一個(gè)方向。在古代，天文學(xué)還與歷法的制定有不可分割的關(guān)系。現代天文學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為觀(guān)測全電磁波段的科學(xué)。
“天文”一詞最早見(jiàn)于我國古老著(zhù)作《易經(jīng)》。《易傳·彖·賁》說(shuō)：“剛柔交錯，天文也。文明以止，人文也。”還要求君子“觀(guān)乎天文，以察時(shí)變。觀(guān)乎人文，以化成天下。”
基本信息
| 中文名 | 天文學(xué) |
| 外文名 | astronomy；chronometer |
| 分類(lèi) | 科學(xué)（自然科學(xué)） |
| 研究范圍 | 宇宙空間天體、結構和發(fā)展 |
| 開(kāi)設院校 | 南京大學(xué)、北師大等 |
展開(kāi)
歷史
淵源發(fā)展
天文學(xué)的起源可以追溯到人類(lèi)文化的萌芽時(shí)代。遠古時(shí)代，人們?yōu)榱酥甘痉较颉⒋_定時(shí)間和季節，而對太陽(yáng)、月亮和星星進(jìn)行觀(guān)察，確定它們的位置、找出它們變化的規律，并據此編制歷法。山西襄汾的陶寺遺址與《尚書(shū)·堯典》記載的觀(guān)象臺相當。《易傳·象·革》講“君子以治歷明時(shí)。”無(wú)疑，天文學(xué)是最古老的自然科學(xué)學(xué)科之一。
天文學(xué)是一門(mén)古老的學(xué)科，至少已經(jīng)有幾千年的歷史。顧炎武《日知錄》有云：“三代以上，人人皆知天文：七月流火，農夫之辭也；三星在戶(hù)，婦人之語(yǔ)也；月離于畢，戍卒之作也；龍尾伏辰，兒童之謠也。”天文學(xué)在人類(lèi)早期文明中占有非常重要的地位。古時(shí)候，人們通過(guò)用肉眼觀(guān)察太陽(yáng)、月亮、星星來(lái)確定時(shí)間和方向，制定歷法，指導農業(yè)生產(chǎn)，這是天體測量學(xué)最早的開(kāi)端。在此基礎上誕生了占星術(shù)、預測學(xué)即通過(guò)天體的運行來(lái)占卜兇吉禍福，預測自然災害、戰爭的輸贏(yíng)和個(gè)人的命運。
《易經(jīng)》記載的“大衍筮法”就是溝通天道（天文）、人道（人文）的學(xué)問(wèn)。《童子問(wèn)易》依據清華簡(jiǎn)《保訓》篇舜“測陰陽(yáng)之物”和《尚書(shū)》舜說(shuō)“朕志先定，詢(xún)謀僉同，龜筮協(xié)從”等記載考證：從舜帝開(kāi)始，大易就被用于王國決策、稽疑了。
上古時(shí)期，“天柱折，地維絕，天傾西北，地覆東南”為背景，先賢得出了“天道左旋，地道右遷，人道尚中”的結論。《周易》明確提出了“天衢”概念，要求人們向天道學(xué)習，會(huì )通天道人道，法天正己，尊時(shí)守位，知常明變，開(kāi)物成務(wù)，建功立業(yè)。抬頭仰望天際是人類(lèi)的基礎行為。早期天文學(xué)的內容就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)就是天體測量學(xué)。
從十六世紀中期哥白尼提出日心體系學(xué)說(shuō)開(kāi)始，天文學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了全新的階段。此前包括天文學(xué)在內的自然科學(xué)，受到宗教神學(xué)的嚴重束縛。哥白尼的學(xué)說(shuō)使天文學(xué)擺脫宗教的束縛，并在此后的一個(gè)半世紀中從主要純描述天體位置、運動(dòng)的經(jīng)典天體測量學(xué)，向著(zhù)尋求造成這種運動(dòng)力學(xué)機制的天體力學(xué)發(fā)展。天文圖片十八、十九世紀，經(jīng)典天體力學(xué)達到了鼎盛時(shí)期。同時(shí)，由于分光學(xué)、光度學(xué)和照相術(shù)的廣泛應用，天文學(xué)開(kāi)始朝著(zhù)深入研究天體的物理結構和物理過(guò)程發(fā)展，誕生了天體物理學(xué)。
研究意義
天文學(xué)
牛頓力學(xué)的出現，核能的發(fā)現等對人類(lèi)文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的聯(lián)系。當前，對高能天體物理、致密星和宇宙演化的研究，能極大地推動(dòng)現代科學(xué)的發(fā)展。對太陽(yáng)和太陽(yáng)系天體包括地球和人造衛星的研究在航天、測地、通訊導航等部門(mén)中都有許多應用。天文起源于古代人類(lèi)時(shí)令的獲得和占卜活動(dòng)。
天文學(xué)循著(zhù)觀(guān)測-理論-觀(guān)測的發(fā)展途徑，不斷把人的視野伸展到宇宙的新的深處。隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展，天文學(xué)的研究對象從太陽(yáng)系發(fā)展到整個(gè)宇宙。現今，天文學(xué)按研究方法分類(lèi)已形成天體測量學(xué)、天體力學(xué)和天體物理學(xué)三大分支學(xué)科。按觀(guān)測手段分類(lèi)已形成光學(xué)天文學(xué)、射電天文學(xué)和空間天文學(xué)幾個(gè)分支學(xué)科。
研究對象
隨著(zhù)天文學(xué)的發(fā)展，人類(lèi)的探測范圍由目測的太陽(yáng)、月球、天空中的星星到達了距地球約100億光年的距離，根據尺度和規模，天文學(xué)的研究對象可以分為：
太陽(yáng)系
組成星球
（注：在20太陽(yáng)(6張)06年8月24日于布拉格舉行的第26屆國際天文聯(lián)會(huì )中通過(guò)的第5號決議中，冥王星被劃為矮行星，并命名為小行星134340號，從太陽(yáng)系九大行星中被除名。所以太陽(yáng)系只有八大行星。）
太陽(yáng)系（solar system）是由太陽(yáng)、8顆大行星、66顆衛星以及無(wú)數的小行星、彗星及隕星組成的。行星由太陽(yáng)起往外的順序是：水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）、火星（Mars）、木星（Jupiter）、土星（Saturn）、天王星（Uranus）和海王星（Neptune）。
離太陽(yáng)較近的水星、金星、地球及火星稱(chēng)為類(lèi)地行星（terrestrial planets）。宇宙飛船對它們都進(jìn)行了探測，還曾在火星與金星上著(zhù)陸，獲得了重要成果。它們的共同特征是密度大（大于3.0克/立方厘米）、體積小、自轉慢、衛星少、主要由石質(zhì)和鐵質(zhì)構成、內部成分主要為硅酸鹽（silicate）并且具有固體外殼。
離太陽(yáng)較遠的木星、土星、天王星及海王星稱(chēng)為類(lèi)木行星（jovian planets）。宇宙飛船也都對它們進(jìn)行了探測，但未曾著(zhù)陸。地球(16張)它們都有很厚的大氣圈、主要由氫、氦、冰、甲烷、氨等構成、質(zhì)量和半徑均遠大于地球，但密度卻較低，其表面特征很難了解，一般推斷，它們都具有與類(lèi)地行星相似的固體內核。
在火星與木星之間有100000個(gè)以上的小行星（asteroid）（即由巖石組成的不規則的小星體）。推測它們可能是由位置界于火星與木星之間的某一顆行星碎裂而成的，或者是一些未能聚積成為統一行星的石質(zhì)碎塊。隕星存在于行星之間，成分是石質(zhì)或者鐵質(zhì)星。
行星層次
包括行星系中的行星、圍繞行星旋轉的衛星和大量的小天體，如小行星、彗星、流星體以及行星際物質(zhì)等。恒星系統。
恒星層次
現時(shí)人們已經(jīng)觀(guān)測到了億萬(wàn)個(gè)恒星，太陽(yáng)只是無(wú)數恒星中很普通的一顆。
宇宙
天文[天文學(xué)]
在天文學(xué)研究中最熱門(mén)、也是最難令人信服的課題之一就是關(guān)于宇宙起源與演化的研究。對于宇宙起源問(wèn)題的理論層出不窮，其中最具代表性，影響最大，也是最多人支持的就是1948年美國科學(xué)家伽莫夫等人提出的大爆炸理論。根據正不斷完善的這個(gè)理論，宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發(fā)中誕生的。然后宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，產(chǎn)生各種基本粒子。隨著(zhù)宇宙溫度進(jìn)一步下降，物質(zhì)由于引力作用開(kāi)始塌縮，逐級成團。在宇宙年齡約10年時(shí)星系開(kāi)始形成，并逐漸演化為現時(shí)的樣子。
研究方法
天文學(xué)研究的對象有極大的尺度，極長(cháng)的時(shí)間，極端的物理特性，因而地面試驗室很難模擬。因此天文學(xué)的研究方法主要依靠觀(guān)測。由于地球大氣對紫外輻射、X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)不透明，因此許多太空探測方法和手段相繼出現，例如氣球、火箭、人造衛星和航天器等。
天文學(xué)的理論常常由于觀(guān)測信息的不足，天文學(xué)家經(jīng)常會(huì )提出許多假說(shuō)來(lái)解釋一些天文現象。然后再根據新的觀(guān)測結果，對原來(lái)的理論進(jìn)行修改或者用新的理論來(lái)代替。這也是天文學(xué)不同于其他許多自然科學(xué)的地方。
區別分析
生肖
十二生肖的產(chǎn)生，有著(zhù)天文學(xué)的背景。
古代埃及
他們制定了自己的歷法。馬克思說(shuō)：“計算尼羅河水漲落期的需要，產(chǎn)生了埃及的天文學(xué)。”這就是說(shuō)，天文學(xué)知識的產(chǎn)生來(lái)自對自然界的觀(guān)察。古埃及人發(fā)現三角洲地區尼羅河漲水與太陽(yáng)、天狼星在地平線(xiàn)上升起同時(shí)發(fā)生，他們把這樣的現象兩次發(fā)生之間的時(shí)間定為一年，共365天。把全年分成12個(gè)月，每月30天，余下的5天作為節日之用；同時(shí)還把一年分為3季，即“泛濫季”、“長(cháng)出五谷季”、“收割季”，每季4個(gè)月。希羅多德說(shuō)：“埃及人在人類(lèi)當中，第一個(gè)想出用太陽(yáng)年計時(shí)的辦法，……在我看來(lái)，他們的計時(shí)辦法，要比希臘人的辦法高明，因為希臘人，每隔一年就要插進(jìn)去一個(gè)閏月，才能使季節吻合……”
埃及人把晝和夜各分成12個(gè)部分，每個(gè)部分為日出到日落或日落到日出的時(shí)間的1/12。埃及人用石碗滴漏計算時(shí)間，石碗底部有個(gè)小口，水滴以固定的比率從碗中漏出。石碗標有各種記號用以標志各種不同季節的小時(shí)。別懷疑，古埃及的占星學(xué)可是很發(fā)達的。正如古埃及文明的特色一般，他們的十二星座也是以古埃及的神來(lái)代表的。
古埃及人關(guān)于星的研究與知識累積起源于遠古時(shí)代農業(yè)生產(chǎn)的需要。古埃及的農業(yè)生產(chǎn)，由于播種季節和田野、果園的豐收，都要依賴(lài)于尼羅河的每年泛濫，而尼羅河的泛濫，又和星體運動(dòng)有關(guān)，特別是每隔1460年便會(huì )出現日出、天狼升空與尼羅河泛濫同時(shí)發(fā)生的現象。所以，僧侶從很早便開(kāi)始制作天體圖。埃及的天文學(xué)與數學(xué)一樣，仍然處于一種低水平的發(fā)展階段，而且還落后于巴比倫。
在古埃及的文獻中，既沒(méi)有數理儀器的記述，也沒(méi)有日食、月食或其他天體現象的任何觀(guān)察的記錄。埃及人曾把行星看成漫游體，并且把有命名的稱(chēng)為星和星座（它很少能與現代的等同起來(lái)）。所以，他們僅有的創(chuàng )作能夠夸大為“天文學(xué)”的名字。
從古王國時(shí)代一直到較晚的托勒密時(shí)代保存下來(lái)的某些銘文包括了天空劃分的名單。被希臘人稱(chēng)為“德坎”（黃道十度分度）的是用圖描繪的所謂夜間的12小時(shí)。人們使用德坎劃分年份，一年由36個(gè)為期10天的連續星期構成。36個(gè)德坎共計360天，構成一年的時(shí)間。但是，還缺少5天，因此，每隔若干年，每星期德坎出現的時(shí)間就必須往后移。埃及人的宇宙觀(guān)念往往是用不同的神話(huà)來(lái)解釋?zhuān)⑶冶Ａ袅艘恍┎煌奶祗w的繪畫(huà)。
在新王國時(shí)代陵墓中的畫(huà)面上，我們看到天牛形象的天空女神努特，她的身體彎曲在大地之上形成了一個(gè)天宮的穹隆，其腹部為天空，并飾以所謂“星帶”。沿星帶的前后有兩只太陽(yáng)舟，其中頭上一只載有太陽(yáng)神拉，他每日乘日舟和暮舟巡行于天上。大氣之神舒立在牛腹之下，并舉起雙手支撐牛腹，即天空。天牛的四肢各有2神所扶持。按另一種神話(huà)傳說(shuō)，天空女神努特和大地之神蓋伯兩者相擁合在一起，其父大氣之神舒用雙手把女神支撐起來(lái)，使之與蓋伯分離，僅僅讓努特女神之腳和手指與地面接觸，而蓋伯半躺在大地上。這些神話(huà)傳說(shuō)反映了埃及人關(guān)于天、地、星辰的模糊的概念。
埃及的某些僧侶被指定為“時(shí)間的記錄員”。他們每日監視夜間的星體運動(dòng)，他們需要記錄固定的星的次序，月亮和行星的運動(dòng)，月亮和太陽(yáng)的升起、沒(méi)落時(shí)間和各種天體的軌道。這些人還把上述資料加以整理，提出天體上發(fā)生的變化及其活動(dòng)的報告。在拉美西斯六世、七世和九世的墓中保存了星體劃分的不同時(shí)間的圖，它由24個(gè)表構成，一個(gè)表用作每半個(gè)月的間隔。與每個(gè)表一起，有一個(gè)星座圖的說(shuō)明。在第18王朝海特西樸蘇特統治時(shí)的塞奈穆特墓中的天文圖，可以說(shuō)是迄今所知的最早的天文圖。
神廟天文學(xué)家所知道的一組星為“伊凱姆·塞庫”，即“從不消失的星”。顯然是北極星。第二組為“伊凱姆·威列杜”，即“從未停頓的星”，實(shí)際上是行星。埃及人是否知道行星與星之間的區別，尚未報道。他們所知道的星是天狼星、獵戶(hù)座、大熊座、天鵝座、仙后座、天龍座、天蝎座、白羊宮等。他們注意到的行星有木星、土星、火星、金星等。當然，他們的星體知識并不精確，星與星座之間很少能與現代的認識等同起來(lái)。太陽(yáng)的崇拜，在埃及占有重要地位。從前王朝時(shí)代起，太陽(yáng)被描繪為圣甲蟲(chóng)，在埃及宗教中占有顯著(zhù)的地位。而且，不同時(shí)辰的太陽(yáng)還有不同的名稱(chēng)，在不同地區，不同時(shí)代，還有另外一些太陽(yáng)神。埃及人的民用歷法，一年分為12個(gè)月，每月30日，一年360日，后來(lái)又增加了5日，以365日為一年。但是，實(shí)際上，這種歷法并不精確。因為，1個(gè)天文年是365.25日，所以，埃及民用歷每隔4年便比天文歷落后1天。然而，在古代世界，這就是最佳的歷法。羅馬的儒略歷就是儒略·愷撒（J. Caesar）采用古埃及的太陽(yáng)歷加閏年而成的。中世紀羅馬教皇格列高利（Gregory）對儒略歷加以改革，成為現今公認的世界性公歷。在這一方面，同樣可以看到古埃及人的重大貢獻。
占星術(shù)
天文學(xué)應當和占星術(shù)分開(kāi)。后者是一種試圖通過(guò)天體運行狀態(tài)來(lái)預測一個(gè)人命運的偽科學(xué)。盡管兩者的起源相似，在古代常常混雜在一起。但當代的天文學(xué)與占星術(shù)卻有著(zhù)明顯的不同：現代天文學(xué)是使用科學(xué)方法，以天體為研究對象的學(xué)科；而占星術(shù)則通過(guò)比附，聯(lián)想等方法把天體位置和人事對應；概而言之，占星學(xué)著(zhù)眼于預測人的命運。
主干學(xué)科
天文學(xué)的分支主要可以分為理論天文學(xué)與觀(guān)測天文學(xué)兩種。天文學(xué)觀(guān)察家常年觀(guān)察天空，并將所得到的信息整理后，理論天文學(xué)家才可能發(fā)展出新理論，解釋自然現象并對此進(jìn)行預測。
理論天文學(xué)
觀(guān)察天文學(xué)
按照研究方法，天文學(xué)可分為：
天體測量學(xué)
天體力學(xué)
天體物理學(xué)
天文技術(shù)與方法
按照觀(guān)測手段，天文學(xué)可分為：
光學(xué)天文學(xué)
射電天文學(xué)
紅外天文學(xué)
空間天文學(xué)
其他更細分的學(xué)科：
天文學(xué)史
業(yè)余天文學(xué)
宇宙學(xué)
星系天文學(xué)
遠紅外天文學(xué)
X射線(xiàn)天文學(xué)
等離子天體物理學(xué)
中微子天體物理學(xué)
行星物理學(xué)
月面學(xué)
運動(dòng)學(xué)宇宙學(xué)
河外天文學(xué)
恒星天文學(xué)
恒星物理學(xué)
后牛頓天體力學(xué)
基本天體測量學(xué)
考古天文學(xué)
空間天體測量學(xué)
歷書(shū)天文學(xué)
球面天文學(xué)
射電天體測量學(xué)
射電天體物理學(xué)
實(shí)測天體物理學(xué)
實(shí)用天文學(xué)
太陽(yáng)物理學(xué)
太陽(yáng)系化學(xué)
星系動(dòng)力學(xué)
星系天文學(xué)
天體生物學(xué)
天體演化學(xué)
天文地球動(dòng)力學(xué)
天文動(dòng)力學(xué)
大事年表詳解
天文學(xué)大事記
公元前
古埃及人在4700年前建造了金字塔，部分用于觀(guān)測太陽(yáng)和其他天體。
公元前十二世紀，中國殷末周初采用二十八宿劃分天區。
自公元前722年起，直至清末，中國用干支記日，從未間斷。這是世界上最長(cháng)久的記日法。
公元前約700年，中國甲骨文（河南安陽(yáng)出土）上已有彗星觀(guān)察的記載。
公元前611年，中國有彗星的最早記錄。
公元前440年，古希臘默冬發(fā)現月球的位相以19年為周期重復出現今陽(yáng)歷的同一日期。
公元前五世紀，古希臘歐多克斯提出日月星辰繞地球作同心圓運動(dòng)的主張。
公元前五世紀，古希臘阿那薩古臘提出月食的成因，并認為月球因反射太陽(yáng)光而明亮。
公元前四世紀，古希臘德謨克利特提出宇宙的原子旋動(dòng)說(shuō)，認為宇宙是在空虛的空間中，由無(wú)數個(gè)旋動(dòng)著(zhù)的、看不見(jiàn)的、不可分的原子組成。
公元前三世紀，古希臘埃拉托色尼第一次用天文觀(guān)測推算地球的大小。
公元前三世紀，古希臘亞里斯塔克第一次測算太陽(yáng)和月球對地球距離的比例，太陽(yáng)、月球和地球大小之比，又提出太陽(yáng)是宇宙中心和地球繞太陽(yáng)運轉的主張。
公元前134年，中國漢朝《漢書(shū)·天文志》有新星的第一次詳細記載。
公元前46年，羅馬頒行儒略歷（舊歷）。
公元后
公元0年至1499年
一至二世紀東漢時(shí)期，創(chuàng )制成水運渾天儀（即渾象儀或天球儀），測出太陽(yáng)和月球的角直徑都是半度，黃赤交角為24度。提出月光是日光反照的看法。在《渾天儀圖注》和《靈憲》等書(shū)中，總結了當時(shí)的“渾天說(shuō)”（中國張衡）。
二世紀，古希臘托勒密編制成當時(shí)較完備的星表，并首先發(fā)現大氣折射星光現象。
二世紀，古希臘托勒密《偉大論》中用本輪和均輪的復雜系統，詳細闡述“地球中心說(shuō)”。
四世紀，后秦時(shí)發(fā)現大氣折射星光的現象，并給予正確解釋?zhuān)ㄖ袊?/span>姜岌）。
十三世紀，伊朗納西萊汀·圖西編制伊兒汗星表。
1276年，元朝制造了簡(jiǎn)儀等天文儀器十三種，全憑實(shí)測創(chuàng )制《授時(shí)歷》，廢除古代歷元，是中國歷法的第四次大改革，該歷己和現代公歷性質(zhì)基本一樣，于1281年頒布，施行達四百年左右（中國郭守敬、王恂、許衡等）。
1276年，元朝制造了天文儀器近20種（中國郭守敬）。
1420年，根據實(shí)測編制了恒星表和行星運行表（蒙古兀魯·伯）。
1500年至1800年
1572年，丹麥第谷·布拉赫發(fā)現仙后座超新星，是銀河系里第二顆新星。
1582年，西歐許多國家實(shí)行格里歷，即現行公歷的前身。
1584年，意大利布魯諾《論無(wú)限性、宇宙和世界》出版，捍衛和發(fā)展了哥白尼的太陽(yáng)中心學(xué)說(shuō)。
1604年，德國開(kāi)普勒發(fā)現蛇夫座超新星，是銀河系第三顆超新星。
1609－1610年，意大利物理學(xué)家伽利略制成第一臺天文望遠鏡，并用它觀(guān)測天象，發(fā)現月亮上的山和谷：發(fā)現木星的四個(gè)最大衛星，發(fā)現金星的盈虧，發(fā)現太陽(yáng)黑子和太陽(yáng)的自轉。認識到銀河是由無(wú)數星體所構成，為哥白尼學(xué)說(shuō)提供了一系列有力的明證。
1627年，德國開(kāi)普勒編制了盧多耳夫星行表。
1632年，意大利伽利略出版《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話(huà)》，論證了哥白尼“太陽(yáng)中心說(shuō)”，是繼哥白尼之后對神學(xué)和經(jīng)院哲學(xué)新的打擊，是近代科學(xué)思想史上的重要著(zhù)作。
十七世紀，中國徐光啟明朝出版《崇禎歷》，其中的星錄是當時(shí)中國較完備的全天恒星圖。
十七世紀，中國徐光啟在明末第一次使用望遠鏡觀(guān)測天象。
1659年，荷蘭惠更斯發(fā)現土星的光環(huán)。
1666年，法國卡西尼發(fā)現火星和木星的自轉。
1675年，法國卡西尼發(fā)現土星光環(huán)里有一個(gè)環(huán)形狹縫。
1693年，英國哈雷發(fā)現月球運動(dòng)的長(cháng)期加速現象。
1705年，英國哈雷發(fā)現第一顆周期彗星，并預言其周期為七十六年左右，后得到證實(shí)。
1716年，英國哈雷提出觀(guān)測金星凌日測定太陽(yáng)視差（或距離）的方法。
1718年，英國哈雷發(fā)現恒星的自行，證明恒星不“恒”。
1729年，法國布蓋發(fā)明光度計，用以比較天體的亮度。
1745年，提出太陽(yáng)系由彗星碰撞而產(chǎn)生的災變學(xué)說(shuō)（法布豐）。
1747年，發(fā)現地軸的章動(dòng)現象（英國布拉德雷）。
1750年，首次提出銀河是天上所有星體組成的一個(gè)扁平系統，形如車(chē)輪（英國賴(lài)脫）。
1754年，提出潮汐摩擦使地球自轉變慢和太陽(yáng)系毀滅的假說(shuō)（德國康德）。
1755年，發(fā)明用觀(guān)察月亮和恒星的角距來(lái)測定海上經(jīng)度的方法（德國約·邁耶爾）。
1760年，提出光度學(xué)的基本原則，開(kāi)始誕生“光度學(xué)”（法國布蓋）。
1767年，英國格林尼治天文臺開(kāi)始出版航海歷書(shū)。
1772年，發(fā)表行星排列距離的定則（德國波德）。
1781年，發(fā)現天王星（英國弗·赫歇爾）。
1782年，編制第一個(gè)雙星表（英國弗·赫歇爾）。
1783年，發(fā)現太陽(yáng)系整體在空間的運動(dòng)，并首次定出向點(diǎn)和速度，證實(shí)太陽(yáng)也有自行（英國弗·赫歇爾）。
1785年，用統計方法研究恒星的空間分布和運動(dòng)等，得到第一個(gè)銀河系結構的圖形，產(chǎn)生了恒星天文學(xué)（英國弗·赫歇爾）。
1787年，從力學(xué)分析提出太陽(yáng)系穩定性理論（法國拉格朗日）。
1787年，發(fā)現天王星的兩個(gè)衛星——天王衛三，衛四和第一個(gè)行星狀星云（英國弗·赫歇爾）。
1796年，《宇宙體系解說(shuō)》一書(shū)出版，提出有力學(xué)和物理學(xué)上依據的太陽(yáng)系起源的星云假說(shuō)（法國拉普拉斯）。
1797年，提出計算彗星軌道的新方法（德國奧耳勃斯）。
1800年，首次發(fā)現太陽(yáng)光譜中不可見(jiàn)的紅外輻射（英國弗·赫歇爾）。
1801年至1899年
1809年，《天體按照圓錐曲線(xiàn)運動(dòng)理論》一書(shū)出版，提出了行星軌道的計算方法（德國高斯）。
1833－1847年，發(fā)現了3347對雙星和825個(gè)星云（英國約·赫歇爾）。
1837年，利用游絲測微計精密測量雙星的位置，并發(fā)現許多新雙星（俄國瓦·斯特魯維）。
1837年，首次測量了太陽(yáng)的輻射熱量（法國普耶，英國約·赫歇爾）。
1843年，發(fā)現太陽(yáng)黑子數以約11年為周期的變化（德國施瓦布）。
1844年，發(fā)現觀(guān)測變星的亮度等級法，促使變星研究迅速發(fā)展（德國阿格蘭德?tīng)枺?/span>
1844年，根據天狼星和南河三運動(dòng)的不規則變化，預見(jiàn)它們都有暗伴星（德國貝塞爾）。
1846年，發(fā)現海王星的第一個(gè)衛星——海王衛一（英國拉塞耳）。
1849年，提出衛星的穩定性理論，由此證明土星的光環(huán)不是一個(gè)連續固體，而是無(wú)數小質(zhì)點(diǎn)組成（法國羅什）。
1850年，發(fā)現一些星云具有旋渦結構（英國威·羅斯）。
1851年，發(fā)現天王星的兩個(gè)衛星——天王衛一和天王衛二（英國拉塞耳）。
1851年，發(fā)現地磁和磁暴也有同太陽(yáng)黑子數變化完全相對應的11年周期變化（德國拉芒特，英國薩比恩）。
1857年，第一次成功拍出恒星的照片，開(kāi)始了恒星照相術(shù)（美國邦德）。
1857－1859年，首次拍到細節清晰的月球照相（英國德拉呂）。
建立天體的光度和星等之間的基本關(guān)系式（英國泡格森）。
1858年，從太陽(yáng)黑子在日面上的轉動(dòng)，發(fā)現太陽(yáng)不是固體般自旋，而是像流體那樣在作“較差自旋”（英國卡林頓）。
1858年，德國斯波勒爾，英國卡林頓發(fā)現太陽(yáng)黑子在日面上緯度分布的周期變化。
1859年，德國澤爾納發(fā)明光度計，經(jīng)改進(jìn)使用至今。
1861年，刊布了包含226顆亮星的第一個(gè)光度星表（德國澤爾納）。
1863年，編制第一個(gè)基本星表AGK（德國奧魏爾斯主持，國際合作）。
1864年，用分光鏡研究星云，揭示了它們的氣體結構，并發(fā)現行星狀星云所發(fā)出的兩條特殊的綠色譜線(xiàn)（英國哈根斯）。
1866－1881年，從彗星光譜發(fā)現彗星含有碳氫化合物，并證實(shí)彗星不只是反射太陽(yáng)光，本身也發(fā)光。又從流星的氣體光譜與彗星相似，說(shuō)明兩種天體有聯(lián)系（英國哈根斯）。
1868年
使用分光鏡，第一次在不是日食時(shí)候觀(guān)測到日珥（法國詹森）。
提出第一個(gè)恒星光譜的目視光譜分類(lèi)法，把恒星分為白色星、黃色星、橙色星和紅色、暗紅色星四類(lèi)（意大利賽奇）。
第一次測定恒星的視向速度（英國哈金斯）。
1869年，刊布太陽(yáng)光譜里一千條譜線(xiàn)的波長(cháng)，并用新單位埃表示（瑞典埃格斯特朗）。
1870年，發(fā)現太陽(yáng)的閃光光譜和日冕所發(fā)出的一條特殊的綠色譜線(xiàn)，曾以為是一種新元素，后到1941年才被證實(shí)是鐵、鎳、鈣的禁線(xiàn)（美國查·楊）。
1871年，由太陽(yáng)東西兩邊光譜線(xiàn)的位移，測定太陽(yáng)的自轉的速度（德國沃格耳）。
1874年，發(fā)現到4等為止的亮星集中在與銀道成17度交角的大園上（美國古爾德）。
1877年
提出火星表面上有“人工運河”的看法（意大利斯基帕雷利）。
發(fā)現（晶體）硒和金屬接觸處在光照射下產(chǎn)生電動(dòng)勢的光生伏打效應，后美國人弗里茲于1883年用此制成光伏打電池（英國沃·亞當斯）。
《聲的理論》出版，基本上完成聲音的數學(xué)理論（英國瑞利）。
1879年
1879－1882年，使用偏振光度計，編制成4260顆恒星的實(shí)測星等的大光度星表（美國愛(ài)·皮克林）。
1880年，提出變星分類(lèi)法（美國愛(ài)·皮克林）。
1881年，第一次攝到彗星的照片（法國詹森，美國德拉帕爾）。
1882年，觀(guān)測證實(shí)水星近日點(diǎn)的長(cháng)期進(jìn)動(dòng)有超差，并精確測算出其數據（美國紐康）。
1887年，根據恒星光譜不同，提出恒星演化的理論，用以說(shuō)明恒星是變的（英國洛基爾）。
1888年
刊布“新總星表”（N.G.C）（英國德雷耶爾）。
1890年，研究土星和木星間的相互攝動(dòng)，建立木、土兩行星運動(dòng)的精確理論（美國喬·希耳）。
1895年，應用光譜分析證實(shí)土星光環(huán)的隕星結構（美國基勒）。
1900年至1919年
德國科學(xué)家哈爾脫曼，發(fā)現星際介質(zhì)中含有鈣。
1909年，提出計算彗星和行星軌道的特別攝動(dòng)法。
1910年，德國科學(xué)家夏奈、威爾森，首次測定了恒星的溫度。
1912年，中國開(kāi)始使用公歷。
1914年，發(fā)現仙女座大星云的自轉（美國比斯）。
發(fā)現木星的第九顆衛星一木衛九（美國塞·尼科耳遜）。
建立球狀星團的“光譜－光度圖”（美國沙普勒）。
建立恒星內部結構理論（英國愛(ài)丁頓）。
1917年，提出太陽(yáng)系起源的潮汐假說(shuō)（英國金斯）。
1918年，根據球狀星團分布研究銀河系結構，發(fā)現太陽(yáng)不位于銀河系的中心位置（美國沙普勒）。
1918－1924年，刊布亨利·德拉帕爾星表，表內列出225000多顆恒星的光譜類(lèi)型（美國安·莫里、卡農）。
1919年，首次利用日全食觀(guān)測驗證太陽(yáng)引力場(chǎng)使星光偏折的效應（英國愛(ài)丁頓領(lǐng)導日全食觀(guān)察隊）。
發(fā)現太陽(yáng)黑子等活動(dòng)的真正周期是22年（美國赫耳、華·亞當斯）。
1920年至1929年
公元1920年
發(fā)現軌道似于土星的小行星海達爾戈，這是現今知道的最遠的小行星（美籍德國人巴德）。
發(fā)生卡普坦宇宙和沙普勒宇宙的大爭論。
公元1922年
公元1923年
編成精確的新月球運動(dòng)表，為天文年歷上所采用（英國厄·布朗）。
公元1924年
分辨出仙女座大星云和其他幾個(gè)旋渦狀星系的邊緣為一個(gè)個(gè)恒星，揭示了河外星云的本質(zhì)，并發(fā)現仙女座大星云的外層旋臂上有造父變星，利用它測定了這個(gè)星云的距離（美國哈勃）。
發(fā)現恒星運動(dòng)的不對稱(chēng)性現象（美國斯特隆堡）。
公元1925年
提出河外星系的形態(tài)分類(lèi)法（美國哈勃）。
首次提出銀河系由許多次系合成的觀(guān)點(diǎn)（瑞典林德伯拉特）。
建立疏散星團的分類(lèi)法（瑞士特朗普勒）。
確定行星狀星云光譜中的特殊發(fā)射線(xiàn)是在密度非常稀薄狀態(tài)下氧兩次電離所產(chǎn)生的禁線(xiàn)，從而否定了新元素存在的推測（美國鮑溫）。
公元1926年
提出造父變星光變的脈動(dòng)理論（英國愛(ài)丁頓）。
第一次國際經(jīng)度聯(lián)測。
公元1927年
提出球狀星團的分類(lèi)法（美國沙普勒）。
首次發(fā)現恒星的自轉（美國奧·斯特魯維，蘇聯(lián)沙因）。
明確提出用地球自轉的不均勻性，以解釋月球運動(dòng)的某些偏差（荷蘭德希特）。
公元1929年
提出關(guān)于天體起源的引力不穩定理論（英國金斯）。
1930年至1939年
公元1930年
測定月球的輻射和溫度（美國愛(ài)·珀替、塞·尼科爾遜）。
公元1931年
由光譜分析證認出金星的大氣主要成分是二氧化碳（美國華·亞當斯、杜哈姆）。
1931－1933年，從木星、土星等外行星的光譜照片，認識到這些大行星上的大氣富有氨、甲烷、氫，從而推測地球形成時(shí)大氣成分為水、氨、甲烷和氫等（美國斯里弗爾，美籍德國人維爾德）。
公元1932年
從無(wú)線(xiàn)電接收中穩定持久的噪聲，發(fā)現太陽(yáng)系外銀河來(lái)的無(wú)線(xiàn)電波，開(kāi)始了射電天文學(xué)的研究（美國楊斯基）。
蘇聯(lián)列·蘭道用費米氣體模型，推測恒星坍縮的質(zhì)量。
公元1933年
1933－1938年，發(fā)現星際介質(zhì)中含有氰和氫化物的分子（比利時(shí)史溫斯，加拿大籍德國人赫茨伯格，美國華·亞當斯等）。
第二次國際經(jīng)度聯(lián)測。
公元1934年
中國建立南京紫金山天文臺。
公元1935年
出版恒星視差總表（美國施萊辛格等）。
公元1936年
進(jìn)行流星的照相觀(guān)測，證實(shí)流星大多屬太陽(yáng)系，并利用流星觀(guān)測資料測定地球高空大氣的密度（美國維伯爾）。
發(fā)現地球自轉速率的季節性變化（法國斯多依科）。
公元1937年
德國海德堡天文計算所編制成包括1535個(gè)恒星的FK8基本星表。
公元1938年
提出太陽(yáng)和恒星上氫是核燃料，碳是催化劑，氦是灰燼的熱核反應的主要機制，用以闡明它們的能源（美籍德國人貝蒂，美國克里齊菲爾德，德國馮·韋茨薩克）。
編制成包括33342個(gè)基本恒星的位置和自行的總星表（美國鮑斯）。
公元1939年
證實(shí)地球自轉的不均勻性（英國斯賓塞爾·瓊斯）。
從仙女座大星云自旋的研究，推算出它的總質(zhì)量與銀河系相當（美國霍·巴布科克）。
1940年至1949年
1937－1940年，建立第一臺九米直徑的拋物面天線(xiàn)射電望遠鏡，研究宇宙射電的強度分布，證實(shí)銀河系中心方向來(lái)的射電強度最大（美國雷勃）。
建立黃道光理論（荷蘭維伯爾）。
提出日珥形態(tài)分類(lèi)法（美國愛(ài)·珀替）。
公元1941年
提出恒星由星際塵埃物質(zhì)通過(guò)輻射壓作用凝聚而成的假說(shuō)（美國斯比茨）。
發(fā)現近距雙星的物質(zhì)交換過(guò)程（美籍俄國人奧·斯特魯維）。
證明日冕光譜里的特殊譜線(xiàn)是鐵、鎳、鈣等原子在高度電離時(shí)產(chǎn)生的禁線(xiàn)，解決了所謂新元素之謎（瑞典埃德倫）。
公元1942年
英國陸軍雷達探測站發(fā)現太陽(yáng)的射電。
提出太陽(yáng)系起源的電磁學(xué)說(shuō)（瑞典阿爾芬）。
用觀(guān)測小行星方法精確測定太陽(yáng)視差值，求得日地之間的精確距離（英國斯賓塞爾·瓊斯）。
公元1943年
成功地把仙女座大星云的核心部分及其兩個(gè)橢圓伴星云分辨為一個(gè)個(gè)恒星，完全證實(shí)河外星云是同銀河系一樣的龐大天體系統，結束了一百多年關(guān)于河外星云本質(zhì)的爭論（美籍德國人巴德）。
提出關(guān)于太陽(yáng)系起源的流體湍流學(xué)說(shuō)（德國魏扎克）。
1943－1946年，提出銀河系的各種次系的分類(lèi)（蘇聯(lián)柯卡金）。
公元1944年
提出太陽(yáng)系起源的隕星假說(shuō)（蘇聯(lián)奧·施密特）。
公元1945年
公元1946年
首次大規模使用雷達研究流星雨（英國洛佛耳）。
發(fā)現球狀體，認為是恒星的胚胎（美籍德國人波克）。
美國第一次用雷達探測月球。
發(fā)現第一顆“射電星”，后稱(chēng)“射電源”（英國赫、帕爾桑、杰·菲利浦斯）。
公元1947年
西可特－阿林大隕石在蘇聯(lián)西伯利亞降落。
公元1948年
發(fā)現天王星的一個(gè)衛星——天王衛五，由東向西逆轉（美籍荷蘭人柯伊伯）。
發(fā)現恒星的磁場(chǎng)（美國巴布科克父子）。
公元1949年
提出恒星演化的物質(zhì)拋射學(xué)說(shuō)（蘇聯(lián)費森柯夫）。
提出太陽(yáng)系起源的原行星假說(shuō)（美籍荷蘭人柯伊伯）。
發(fā)明射電分頻儀（澳大利亞威耳德、馬克累迪）。
發(fā)現海王星的第二顆衛星——海王衛二（美籍荷蘭人柯伊伯）。
提出宇宙起源的原始火球學(xué)說(shuō)（美籍俄國人伽莫夫等）。
1950年至1960年
公元1950年
提出彗星是由一顆大行星崩潰而形成的學(xué)說(shuō)（荷蘭歐爾特）。
發(fā)現河外星系的射電（英國兒·布朗，澳大利亞哈澤德）。
發(fā)現假黃道光（蘇聯(lián)費森柯夫）。
公元1951年
提出關(guān)于天體起源的湍流假說(shuō)（德國魏扎克）。
發(fā)現木星的第十二個(gè)衛星——木衛十二。它是自東向西逆轉（美國塞·尼克耳遜）。
證明銀河系有旋渦結構存在（美國威·摩爾根等）。
公元1952年
證實(shí)英仙座附近的星協(xié)在膨脹（荷蘭伯勞烏）。
發(fā)明月球照相儀，精確測定月球的位置（美國馬科維茨）。
公元1953年
發(fā)現本超星系，這是銀河系所在的龐大的星系團（法國伏古勒）。
提出關(guān)于天體起源的階層結構假說(shuō)（英國霍伊耳）。
提出天體起源的引力團聚假說(shuō)（美國拉依茨）。
編成《恒星視向速度總表》，列出15106個(gè)恒星的視向速度等數據（美國賴(lài)·威爾遜主編）。
公元1954年
提出星際氣體和塵埃的混合物在沖擊波作用下形成恒星的機制（荷蘭歐爾特）。
公元1955年
第一次接收到來(lái)自行星（木星）的射電輻射（英國布爾克、克·富蘭克林）。
公元1957年
公元1959年
美國首次探測了太陽(yáng)的輻射。
蘇聯(lián)發(fā)射宇宙火箭擊中月球，發(fā)現它無(wú)磁場(chǎng)和輻射帶。
公元1960年
根據1952年第八屆國際天文協(xié)會(huì )決議，從1960年起采用歷書(shū)時(shí)。
20世紀60年代，取得了稱(chēng)為“天文學(xué)四大發(fā)現”的成就：微波背景輻射、脈沖星、類(lèi)星體和星際有機分子。而與此同時(shí)，人類(lèi)也突破了地球束縛，可到天空中觀(guān)測天體。除可見(jiàn)光外，天體的紫外線(xiàn)、紅外線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電波、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)等都能觀(guān)測到了。這些使得空間天文學(xué)得到巨大發(fā)展，也對現代天文學(xué)成就產(chǎn)生很大影響。
公元2015年
新視野號拍攝冥王星迄今為止最清晰照片
21世紀
介紹放大倍率
多年來(lái)，天文觀(guān)測手段已從傳統的光學(xué)觀(guān)測擴展到了從射電、紅外、紫外到X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的全部電磁波段。這導致一大批新天體和新天象的發(fā)現：類(lèi)星體、活動(dòng)星系、脈沖星、微波背景輻射、星際分子、X射線(xiàn)雙星、γ射線(xiàn)源等等，使得天文研究空前繁榮和活躍。
口徑2米級的空間望遠鏡已經(jīng)進(jìn)入軌道開(kāi)始工作。一批口徑10米級的光學(xué)望遠鏡將建成。射電方面的甚長(cháng)基線(xiàn)干涉陣和空間甚長(cháng)基線(xiàn)干涉儀，紅外方面的空間外望遠鏡設施，X射線(xiàn)方面的高級X射線(xiàn)天文設施等不久都將問(wèn)世。γ射線(xiàn)天文臺已經(jīng)投入工作。這些儀器的威力巨大，遠遠超過(guò)現有的天文設備。可以預料，這些天文儀器的投入使用必將使天文學(xué)注入新的生命力，使人們對宇宙的認識提高到一個(gè)新的水平，天文學(xué)正處在大飛躍的前夜。
總結
天文學(xué)是研究天體、宇宙的結構和發(fā)展的自然科學(xué)，內容包括天體的構造、性質(zhì)和運行規律等。
人類(lèi)生在天地之間，從很早的年代就在探索宇宙的奧秘，因此天文學(xué)是一門(mén)最古老的科學(xué)，它一開(kāi)始就同人類(lèi)的勞動(dòng)和生存密切相關(guān)。它同數學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地學(xué)同為六大基礎學(xué)科。
天文學(xué)的研究對于我們的生活有很大的實(shí)際意義，如授時(shí)、編制歷法、測定方位等。天文學(xué)的發(fā)展對于人類(lèi)的自然觀(guān)有很大的影響。
天文學(xué)的一個(gè)重大課題是各類(lèi)天體的起源和演化。天文學(xué)的主要研究方法是觀(guān)測，不斷地創(chuàng )造和改良觀(guān)測手段，也就成了天文學(xué)家們不懈努力的一個(gè)課題。
未解決的問(wèn)題
天文學(xué)在對于了解宇宙及其相關(guān)特性上，已有很大的進(jìn)展。但仍有些天文學(xué)上的問(wèn)題找不到解答。若要回答這些問(wèn)題，可能要有新的地面或太空的天文儀器，也許在理論天文學(xué)或是觀(guān)測天文學(xué)上需有新的進(jìn)展。
恒星質(zhì)量譜的來(lái)源是什么？為什么不論初始條件如何，天文學(xué)家都會(huì )觀(guān)測到相同的恒星質(zhì)量分布（初始質(zhì)量函數）？可能需要對于星球及行星的形成有更深的了解。
是什么導致了宇宙形成？微調宇宙假說(shuō)是否正確？是正確，這是宇宙自然選擇的結果嗎？什么造成宇宙暴脹，導致一個(gè)均勻的宇宙？為何會(huì )有重子不對稱(chēng)性？
第一個(gè)星系是如何形成的？超質(zhì)量黑洞是如何形成的？
什么造成了超高能宇宙射線(xiàn)？
開(kāi)設院校
本一級學(xué)科中，全國具有“博士一級”授權的高校共3所，2012年教育部學(xué)科評估有3所參評；還有部分具有“博士二級”授權和碩士授權的高校參加了評估；參評高校共計5所。注：以下得分相同的高校按學(xué)校代碼順序排列。
天文[天文學(xué)]
發(fā)展前景
據了解，國內目前在本科階段開(kāi)設天文學(xué)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)并不多，僅有南京大學(xué)、北京大學(xué)、中國科技大學(xué)和北京師范大學(xué)、廣州大學(xué)等寥寥幾所，而在這個(gè)領(lǐng)域工作的研究員也大多是碩博出身，可以說(shuō)，天文學(xué)是一門(mén)需要長(cháng)期研究和扎實(shí)的理科功底的學(xué)科。天文學(xué)是和航天、測地、國防等應用學(xué)科有交叉的學(xué)科，學(xué)生畢業(yè)后可在這些領(lǐng)域一展才華。按天文學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)職位統計，天文學(xué)專(zhuān)業(yè)就業(yè)前景最好的地區是：武漢。在“天文學(xué)類(lèi)”中排名第 1。
二十世紀以后
二十世紀現代物理學(xué)和技術(shù)高度發(fā)展，并在天文學(xué)觀(guān)測研究中找到了廣闊的用武之地，使天體物理學(xué)成為天文學(xué)中的主流學(xué)科，同時(shí)促使經(jīng)典的天體力學(xué)和天體測量學(xué)也有了新的發(fā)展，人們對宇宙及宇宙中各類(lèi)天體和天文現象的認識達到了前所未有的深度和廣度。
天文學(xué)就本質(zhì)上說(shuō)是一門(mén)觀(guān)測科學(xué)。天文學(xué)上的一切發(fā)現和研究成果，離不開(kāi)天文觀(guān)測工具——望遠鏡及其后端接收設備。在十七世紀之前，人們盡管已制作了不少天文觀(guān)測儀器，如中國的渾儀、簡(jiǎn)儀，但觀(guān)測工作只能靠肉眼。1608年，荷蘭人李波爾賽發(fā)明了望遠鏡，1609年伽利略制成第一架天文望遠鏡，并作出許多重要發(fā)現，從此天文學(xué)跨入了用望遠鏡時(shí)代。在此后人們對望遠鏡的性能不斷加以改進(jìn)，以期觀(guān)測到更暗的天體和取得更高的分辨率。1932年美國人央斯基用他的旋轉天線(xiàn)陣觀(guān)測到了來(lái)自天體的射電波，開(kāi)創(chuàng )了射電天文學(xué)。1937年誕生第一臺拋物反射面射電望遠鏡。之后，隨著(zhù)射電望遠鏡在口徑和接收波長(cháng)、靈敏度等性能上的不斷擴展、提高，射電天文觀(guān)測技術(shù)為天文學(xué)的發(fā)展作出了重要的貢獻。
二十世紀后50年中，隨著(zhù)探測器和空間技術(shù)的發(fā)展以及研究工作的深入，天文觀(guān)測進(jìn)一步從可見(jiàn)光、射電波段擴展到包括紅外、紫外、X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)在內的電磁波各個(gè)波段，形成了多波段天文學(xué)，并為探索各類(lèi)天體和天文現象的物理本質(zhì)提供了強有力的觀(guān)測手段，天文學(xué)發(fā)展到了一個(gè)全新的階段。而在望遠鏡后端的接收設備方面，十九世紀中葉，照相、分光和光度技術(shù)廣泛應用于天文觀(guān)測，對于探索天體的運動(dòng)、結構、化學(xué)組成和物理狀態(tài)起了極大的推動(dòng)作用，可以說(shuō)天體物理學(xué)正是在這些技術(shù)得以應用后才逐步發(fā)展成為天文學(xué)的主流學(xué)科。
著(zhù)名天文學(xué)家
波蘭天文學(xué)家、日心說(shuō)的創(chuàng )立者哥白尼(1473年-1543年)。
1572超新星發(fā)現者、星圖專(zhuān)家第谷(1546年-1601年)。
制成第一架天文望遠鏡的意大利天文學(xué)家伽利略(1564年-1642年)。
德國著(zhù)名天文學(xué)家開(kāi)普勒(1571年-1630年)。
著(zhù)名土衛的發(fā)現者喬治·卡西尼(1625年-1712年)。
英國天文學(xué)家哈雷(1656年-1742年)。
法國天文學(xué)家梅西耶(1730年-1817年)。
美國天文學(xué)家埃德溫·哈勃(1889年-1953年)。
射電天文學(xué)的奠基人、從事無(wú)線(xiàn)電工作的美國工程師央斯基(1905年-1950年)。
天文望遠鏡
折射式望遠鏡
1608年，荷蘭眼鏡商人李波爾賽偶然發(fā)現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發(fā)，他制造了人類(lèi)歷史第一架望遠鏡。
1609年，伽利略制作了一架口徑4.2厘米，長(cháng)約1.2米的望遠鏡。他是用平凸透鏡作為物鏡，凹透鏡作為目鏡，這種光學(xué)系統稱(chēng)為伽利略式望遠鏡。伽利略用這架望遠鏡指向天空，得到了一系列的重要發(fā)現，天文學(xué)從此進(jìn)入了望遠鏡時(shí)代。
1611年，德國天文學(xué)家開(kāi)普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，使放大倍數有了明顯的提高，以后人們將這種光學(xué)系統稱(chēng)為開(kāi)普勒式望遠鏡。人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式，天文望遠鏡是采用開(kāi)普勒式。
需要指出的是，由于當時(shí)的望遠鏡采用單個(gè)透鏡作為物鏡，存在嚴重的色差，為了獲得好的觀(guān)測效果，需要用曲率非常小的透鏡，這勢必會(huì )造成鏡身的加長(cháng)。所以在很長(cháng)的一段時(shí)間內，天文學(xué)家一直在夢(mèng)想制作更長(cháng)的望遠鏡，許多嘗試均以失敗告終。
1757年，杜隆通過(guò)研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透鏡的理論基礎，并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透鏡。從此，消色差折射望遠鏡完全取代了長(cháng)鏡身望遠鏡。但是，由于技術(shù)方面的限制，很難鑄造較大的火石玻璃，在消色差望遠鏡的初期，最多只能磨制出10厘米的透鏡。
十九世紀末，隨著(zhù)制造技術(shù)的提高，制造較大口徑的折射望遠鏡成為可能，隨之就出現了一個(gè)制造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。
反射式望遠鏡
第一架反射式望遠鏡誕生于1668年。牛頓經(jīng)過(guò)多次磨制非球面的透鏡均告失敗后，決定采用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點(diǎn)前面放置了一個(gè)與主鏡成45°角的反射鏡，使經(jīng)主鏡反射后的會(huì )聚光經(jīng)反射鏡以90°角反射出鏡筒后到達目鏡。這種系統稱(chēng)為牛頓式反射望遠鏡。它的球面鏡雖然會(huì )產(chǎn)生一定的象差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個(gè)巨大的成功。
詹姆斯·格雷戈里在1663年提出一種方案：利用一面主鏡，一面副鏡，它們均為凹面鏡，副鏡置于主鏡的焦點(diǎn)之外，并在主鏡的中央留有小孔，使光線(xiàn)經(jīng)主鏡和副鏡兩次反射后從小孔中射出，到達目鏡。這種設計的目的是要同時(shí)消除球差和色差，這就需要一個(gè)拋物面的主鏡和一個(gè)橢球面的副鏡，這在理論上是正確的，但當時(shí)的制造水平卻無(wú)法達到這種要求，所以格雷戈里無(wú)法得到對他有用的鏡子。
1672年，法國人卡塞格林提出了反射式望遠鏡的第三種設計方案，結構與格雷戈里望遠鏡相似，不同的是副鏡提前到主鏡焦點(diǎn)之前，并為凸面鏡，這就是今最常用的卡賽格林式反射望遠鏡。這樣使經(jīng)副鏡鏡反射的光稍有些發(fā)散，降低了放大率，但是它消除了球差，這樣制作望遠鏡還可以使焦距很短。
卡塞格林式望遠鏡的主鏡和副鏡可以有多種不同的形式，光學(xué)性能也有所差異。由于卡塞格林式望遠鏡焦距長(cháng)而鏡身短，放大倍率也大，所得圖象清晰；既有卡塞格林焦點(diǎn)，可用來(lái)研究小視場(chǎng)內的天體，又可配置牛頓焦點(diǎn)，用以拍攝大面積的天體。因此，卡塞格林式望遠鏡得到了非常廣泛的應用。
赫歇爾是制作反射式望遠鏡的大師，他早年為音樂(lè )師，因為愛(ài)好天文，從1773年開(kāi)始磨制望遠鏡，一生中制作的望遠鏡達數百架。赫歇爾制作的望遠鏡是把物鏡斜放在鏡筒中，它使平行光經(jīng)反射后匯聚于鏡筒的一側。
在反射式望遠鏡發(fā)明后的近200年中，反射材料一直是其發(fā)展的障礙：鑄鏡用的青銅易于腐蝕，不得不定期拋光，需要耗費大量財力和時(shí)間，而耐腐蝕性好的金屬，比青銅密度高且十分昂貴。1856年德國化學(xué)家尤斯圖斯·馮·利比希研究出一種方法，能在玻璃上涂一薄層銀，經(jīng)輕輕的拋光后，可以高效率地反射光。這樣，就使得制造更好、更大的反射式望遠鏡成為可能。
1918年末，口徑為254厘米的胡克望遠鏡投入使用，這是由海爾主持建造的。天文學(xué)家用這架望遠鏡第一次揭示了銀河系的真實(shí)大小和我們在其中所處的位置，更為重要的是，哈勃的宇宙膨脹理論就是用胡克望遠鏡觀(guān)測的結果。
二十世紀二三十年代，胡克望遠鏡的成功激發(fā)了天文學(xué)家建造更大反射式望遠鏡的熱情。1948年，美國建造了口徑為508厘米望遠鏡，為了紀念望遠鏡制造大師海爾，將它命名為海爾望遠鏡。從設計到制造完成海爾望遠鏡經(jīng)歷了二十多年，盡管它比胡克望遠鏡看得更遠，分辨能力更強，但它并沒(méi)有使人類(lèi)對宇宙的有更新的認識。正如阿西摩夫所說(shuō)：“海爾望遠鏡（1948年）就象半個(gè)世紀以前的葉凱士望遠鏡（1897年）一樣，似乎預兆著(zhù)一種特定類(lèi)型的望遠鏡已經(jīng)快發(fā)展到它的盡頭了。”在1976年前蘇聯(lián)建造了一架600厘米的望遠鏡，但它發(fā)揮的作用還不如海爾望遠鏡，這也印證了阿西摩夫所說(shuō)的話(huà)。
反射式望遠鏡有許多優(yōu)點(diǎn)，比如：沒(méi)有色差，能在廣泛的可見(jiàn)光范圍內記錄天體發(fā)出的信息，且相對于折射望遠鏡比較容易制作。但由于它也存在固有的不足：如口徑越大，視場(chǎng)越小，物鏡需要定期鍍膜等。
折反射式望遠鏡
折反射式望遠鏡最早出現于1814年。1931年，德國光學(xué)家施密特用一塊別具一格的接近于平行板的非球面薄透鏡作為改正鏡，與球面反射鏡配合，制成了可以消除球差和軸外象差的施密特式折反射望遠鏡，這種望遠鏡光力強、視場(chǎng)大、象差小，適合于拍攝大面積的天區照片，尤其是對暗弱星云的拍照效果非常突出。施密特望遠鏡已經(jīng)成了天文觀(guān)測的重要工具。
1940年馬克蘇托夫用一個(gè)彎月形狀透鏡作為改正透鏡，制造出另一種類(lèi)型的折反射望遠鏡，它的兩個(gè)表面是兩個(gè)曲率不同的球面，相差不大，但曲率和厚度都很大。它的所有表面均為球面，比施密特式望遠鏡的改正板容易磨制，鏡筒也比較短，但視場(chǎng)比施密特式望遠鏡小，對玻璃的要求也高一些。
由于折反射式望遠鏡能兼顧折射和反射兩種望遠鏡的優(yōu)點(diǎn)，非常適合業(yè)余的天文觀(guān)測和天文攝影，并且得到了廣大天文愛(ài)好者的喜愛(ài)。
望遠鏡的集光能力隨著(zhù)口徑的增大而增強，望遠鏡的集光能力越強，就能夠看到更暗更遠的天體，這其實(shí)就是能夠看到了更早期的宇宙。天體物理的發(fā)展需要更大口徑的望遠鏡。
但是，隨著(zhù)望遠鏡口徑的增大，一系列的技術(shù)問(wèn)題接踵而來(lái)。海爾望遠鏡的鏡頭自重達14.5噸，可動(dòng)部分的重量為530噸，而6米鏡更是重達800噸。望遠鏡的自重引起的鏡頭變形相當可觀(guān)，溫度的不均勻使鏡面產(chǎn)生畸變也影響了成象質(zhì)量。從制造方面看，傳統方法制造望遠鏡的費用幾乎與口徑的平方或立方成正比，所以制造更大口徑的望遠鏡必須另辟新徑。
自七十年代以來(lái)，在望遠鏡的制造方面發(fā)展了許多新技術(shù)，涉及光學(xué)、力學(xué)、計算機、自動(dòng)控制和精密機械等領(lǐng)域。這些技術(shù)使望遠鏡的制造突破了鏡面口徑的局限，并且降低造價(jià)和簡(jiǎn)化望遠鏡結構。特別是主動(dòng)光學(xué)技術(shù)的出現和應用，使望遠鏡的設計思想有了一個(gè)飛躍。
從八十年代開(kāi)始，國際上掀起了制造新一代大型望遠鏡的熱潮。其中，歐洲南方天文臺的VLT，美、英、加合作的GEMINI，日本的SUBARU的主鏡采用了薄鏡面；美國的Keck I、Keck II和HET望遠鏡的主鏡采用了拼接技術(shù)。
優(yōu)秀的傳統望遠鏡卡塞格林焦點(diǎn)在最好的工作狀態(tài)下，可以將80%的幾何光能集中在0″.6范圍內，而采用新技術(shù)制造的新一代大型望遠鏡可保持80%的光能集中在0″.2~0″.4，甚至更好。
下面對幾個(gè)有代表性的大型望遠鏡分別作一些介紹：
凱克望遠鏡
凱克望遠鏡Keck I 和Keck II分別在1991年和1996年建成，這是當前世界上已投入工作的最大口徑的光學(xué)望遠鏡，因其經(jīng)費主要由企業(yè)家凱克（Keck W M）捐贈（Keck I為9400萬(wàn)美元，Keck II為7460萬(wàn)美元）而命名。這兩臺完全相同的望遠鏡都放置在夏威夷的莫納克亞，將它們放在一起是為了做干涉觀(guān)測。
甚大望遠鏡
歐洲南方天文臺自1986 年開(kāi)始研制由4臺8米口徑望遠鏡組成一臺等效口徑為16米的光學(xué)望遠鏡。這4臺8米望遠鏡排列在一條直線(xiàn)上，它們均為RC光學(xué)系統，焦比是F/2，采用地平裝置，主鏡采用主動(dòng)光學(xué)系統支撐，指向精度為1″，跟蹤精度為0.05″，鏡筒重量為100噸，叉臂重量不到120噸。這4臺望遠鏡可以組成一個(gè)干涉陣，做兩兩干涉觀(guān)測，也可以單獨使用每一臺望遠鏡。
已完成了其中的兩臺，預計于2000年可全部完成。
雙子望遠鏡
雙子望遠鏡是以美國為主的一項國際設備（其中，美國占50%，英國占25%，加拿大占15%，智利占5%，阿根廷占2.5%，巴西占2.5%），由美國大學(xué)天文聯(lián)盟（AURA）負責實(shí)施。它由兩個(gè)8米望遠鏡組成，一個(gè)放在北半球，一個(gè)放在南半球，以進(jìn)行全天系統觀(guān)測。其主鏡采用主動(dòng)光學(xué)控制，副鏡作傾斜鏡快速改正，還將通過(guò)自適應光學(xué)系統使紅外區接近衍射極限。
該工程于1993年9月開(kāi)始啟動(dòng)，第一臺在1998年7月在夏威夷開(kāi)光，第二臺于2000年9月在智利賽拉帕瓊臺址開(kāi)光，整個(gè)系統預計在2001年驗收后正式投入使用。
昴星團望遠鏡
這是一臺8米口徑的光學(xué)/紅外望遠鏡。它有三個(gè)特點(diǎn)：一是鏡面薄，通過(guò)主動(dòng)光學(xué)和自適應光學(xué)獲得較高的成象質(zhì)量；二是可實(shí)現0.1″的高精度跟蹤；三是采用圓柱形觀(guān)測室，自動(dòng)控制通風(fēng)和空氣過(guò)濾器，使熱湍流的排除達到最佳條件。此望遠鏡采用Serrurier桁架，可使主鏡框與副鏡框在移動(dòng)中保持平行。
此望遠鏡將安裝在夏威夷的莫納克亞，從1991年開(kāi)始，預計9年完成。
光譜望遠鏡
這是我國于1996年開(kāi)始啟動(dòng)，并于2008年底完成研制并試運行的一架有效通光口徑為4米、焦距為20米、視場(chǎng)達20平方度的中星儀式的反射施密特望遠鏡。它的技術(shù)特色是：
1．把主動(dòng)光學(xué)技術(shù)應用在反射施密特系統，在跟蹤天體運動(dòng)中作實(shí)時(shí)球差改正，實(shí)現大口徑和大視場(chǎng)兼備的功能。
2．球面主鏡和反射鏡均采用拼接技術(shù)。
3．多目標光纖（可達4000根，一般望遠鏡只有600根）的光譜技術(shù)將是一個(gè)重要突破。
1932年央斯基（Jansky. K. G）用無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)探測到來(lái)自銀河系中心（人馬座方向）的射電輻射，這標志著(zhù)人類(lèi)打開(kāi)了在傳統光學(xué)波段之外進(jìn)行觀(guān)測的第一個(gè)窗口。
第二次世界大戰結束后，射電天文學(xué)脫穎而出，射電望遠鏡為射電天文學(xué)的發(fā)展起了關(guān)鍵的作用，比如：六十年代天文學(xué)的四大發(fā)現，類(lèi)星體，脈沖星，星際分子和宇宙微波背景輻射，都是用射電望遠鏡觀(guān)測得到的。射電望遠鏡的每一次長(cháng)足的進(jìn)步都會(huì )毫無(wú)例外地為射電天文學(xué)的發(fā)展樹(shù)立一個(gè)里程碑。
六十年代，美國在波多黎各阿雷西博鎮建造了直徑達305米的拋物面射電望遠鏡，它是順著(zhù)山坡固定在地表面上的，不能轉動(dòng)，這是世界上最大的單孔徑射電望遠鏡。
1962年，Ryle發(fā)明了綜合孔徑射電望遠鏡，他也因此獲得了1974年諾貝爾物理學(xué)獎。綜合孔徑射電望遠鏡實(shí)現了由多個(gè)較小天線(xiàn)結構獲得相當于大口徑單天線(xiàn)所能取得的效果。
八十年代以來(lái)，歐洲的VLBI網(wǎng)（EVN），美國的VLBA陣，日本的空間VLBI（VSOP）相繼投入使用，這是新一代射電望遠鏡的代表，它們在靈敏度、分辨率和觀(guān)測波段上都大大超過(guò)了以往的望遠鏡。
中國科學(xué)院上海天文臺和烏魯木齊天文站的兩架25米射電望遠鏡作為正式成員參加了美國的地球自轉連續觀(guān)測計劃（CORE）和歐洲的甚長(cháng)基線(xiàn)干涉網(wǎng)（EVN），這兩個(gè)計劃分別用于地球自轉和高精度天體測量研究（CORE）和天體物理研究（EVN）。這種由各國射電望遠鏡聯(lián)合進(jìn)行長(cháng)基線(xiàn)干涉觀(guān)測的方式，起到了任何一個(gè)國家單獨使用大望遠鏡都不能達到的效果。
另外，美國國立四大天文臺（NARO）研制的100米單天線(xiàn)望遠鏡（GBT），采用無(wú)遮擋（偏饋），主動(dòng)光學(xué)等設計，該天線(xiàn)正在安裝中，2000年有可能投入使用。
國際上將聯(lián)合發(fā)展接收面積為1平方公里的低頻射電望遠鏡陣（SKA），該計劃將使低頻射電觀(guān)測的靈敏度約有兩個(gè)量級的提高，有關(guān)各國正在進(jìn)行各種預研究。
在增加射電觀(guān)測波段覆蓋方面，美國史密松天體物理天文臺和中國臺灣天文與天體物理研究院正在夏威夷建造國際上第一個(gè)亞毫米波干涉陣（SMA），它由8個(gè)6米的天線(xiàn)組成，工作頻率從190GHz到85z，部分設備已經(jīng)安裝。美國的毫米波陣（MMA）和歐洲的大南天陣（LAS）將合并成為一個(gè)新的毫米波陣計劃――ALMA。這個(gè)計劃將有64個(gè)12米天線(xiàn)組成，最長(cháng)基線(xiàn)達到10公里以上，工作頻率從70到950GHz，放在智利的Atacama附近，如果合并順利，將在2001年開(kāi)始建造，日本方面也在考慮參加該計劃的可能性。
在提高射電觀(guān)測的角分辨率方面，新一代的大型設備大多數考慮干涉陣的方案；為了進(jìn)一步提高空間VLBI觀(guān)測的角分辨率和靈敏度，第二代空間VLBI計劃――ARISE（25米口徑）已經(jīng)提出。
相信這些設備的建成并投入使用將會(huì )使射電天文成為天文學(xué)的重要研究手段，并會(huì )為天文學(xué)發(fā)展帶來(lái)難以預料的機會(huì )。
我們知道，在地球表面有一層濃厚的大氣，由于地球大氣中各種粒子與天體輻射的相互作用（主要是吸收和反射），使得大部分波段范圍內的天體輻射無(wú)法到達地面。人們把能到達地面的波段形象地稱(chēng)為“大氣窗口”，這種“窗口”有三個(gè)。
光學(xué)窗口：這是最重要的一個(gè)窗口，波長(cháng)在300～700納米之間，包括了可見(jiàn)光波段（400～700納米），光學(xué)望遠鏡一直是地面天文觀(guān)測的主要工具。
紅外窗口：紅外波段的范圍在0.7～1000微米之間，由于地球大氣中不同分子吸收紅外線(xiàn)波長(cháng)不一致，造成紅外波段的情況比較復雜。對于天文研究常用的有七個(gè)紅外窗口。
射電窗口：射電波段是指波長(cháng)大于1毫米的電磁波。大氣對射電波段也有少量的吸收，但在40毫米～30米的范圍內大氣幾乎是完全透明的，我們一般把1毫米～30米的范圍稱(chēng)為射電窗口。
大氣對于其它波段，比如紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)等均為不透明的，在人造衛星上天后才實(shí)現這些波段的天文觀(guān)測。
紅外望遠鏡
最早的紅外觀(guān)測可以追溯到十八世紀末。但是，由于地球大氣的吸收和散射造成在地面進(jìn)行的紅外觀(guān)測只局限于幾個(gè)近紅外窗口，要獲得更多紅外波段的信息，就必須進(jìn)行空間紅外觀(guān)測。現代的紅外天文觀(guān)測興盛于十九世紀六、七十年代，當時(shí)是采用高空氣球和飛機運載的紅外望遠鏡或探測器進(jìn)行觀(guān)測。
1983年1月23日由美英荷聯(lián)合發(fā)射了第一顆紅外天文衛星IRAS。其主體是一個(gè)口徑為57厘米的望遠鏡，主要從事巡天工作。IRAS的成功極大地推動(dòng)了紅外天文在各個(gè)層次的發(fā)展。直到現今，IRAS的觀(guān)測源仍然是天文學(xué)家研究的熱點(diǎn)目標。
1995年11月17日由歐洲、美國和日本合作的紅外空間天文臺（ISO）發(fā)射升空并進(jìn)入預定軌道。ISO的主體是一個(gè)口徑為60厘米的R-C式望遠鏡，它的功能和性能均比IRAS有許多提高，它攜帶了四臺觀(guān)測儀器，分別實(shí)現成象、偏振、分光、光柵分光、F－P干涉分光、測光等功能。與IRAS相比， ISO從近紅外到遠紅外，更寬的波段范圍；有更高的空間分辨率；更高的靈敏度（約為IRAS的100倍）；以及更多的功能。
ISO的實(shí)際工作壽命為30個(gè)月，對目標進(jìn)行定點(diǎn)觀(guān)測（IRAS的觀(guān)測是巡天觀(guān)測），這能有的放矢地解決天文學(xué)家提出的問(wèn)題。預計在今后的幾年中，以ISO數據為基礎的研究將會(huì )成為天文學(xué)的熱點(diǎn)之一。
從太陽(yáng)系到宇宙大尺度紅外望遠鏡與光學(xué)望遠鏡有許多相同或相似之處，因此可以對地面的光學(xué)望遠鏡進(jìn)行一些改裝，使它能同時(shí)也可從事紅外觀(guān)測。這樣就可以用這些望遠鏡在月夜或白天進(jìn)行紅外觀(guān)測，更大地發(fā)揮觀(guān)測設備的效率。
紫外望遠鏡
紫外波段是介于X射線(xiàn)和可見(jiàn)光之間的頻率范圍，觀(guān)測波段為3100～100埃。紫外觀(guān)測要放在150公里的高度才能進(jìn)行，以避開(kāi)臭氧層和大氣的吸收。第一次紫外觀(guān)測是用氣球將望遠鏡載上高空，以后用了火箭，航天飛機和衛星等空間技術(shù)才使紫外觀(guān)測有了真正的發(fā)展。
紫外波段的觀(guān)測在天體物理上有重要的意義。紫外波段是介于X射線(xiàn)和可見(jiàn)光之間的頻率范圍，在歷史上紫外和可見(jiàn)光的劃分界限在3900埃，當時(shí)的劃分標準是肉眼能否看到。現代紫外天文學(xué)的觀(guān)測波段為3100～100埃，和X射線(xiàn)相接，這是因為臭氧層對電磁波的吸收界限在這里。
1968年，美國發(fā)射了OAO-2，之后歐洲也發(fā)射了TD-1A，它們的任務(wù)是對天空的紫外輻射作一般性的普查觀(guān)測。被命名為哥白尼號的OAO-3于1972年發(fā)射升空，它攜帶了一架0.8米的紫外望遠鏡，正常運行了9年，觀(guān)測了天體的950～3500埃的紫外譜。
1978年，發(fā)射了國際紫外探測者（IUE），雖然其望遠鏡的口徑比哥白尼號小，但檢測靈敏度有了極大的提高。IUE的觀(guān)測數據成為重要的天體物理研究資源。
1990年12月2～11日，哥倫比亞號航天飛機搭載Astro-1天文臺作了空間實(shí)驗室第一次紫外光譜上的天文觀(guān)測；1995年3月2日開(kāi)始，Astro-2天文臺完成了為期16天的紫外天文觀(guān)測。
1999年6月24日，FUSE衛星發(fā)射升空，這是NASA的“起源計劃”項目之一，其任務(wù)是要回答天文學(xué)有關(guān)宇宙演化的基本問(wèn)題。
紫外天文學(xué)是全波段天文學(xué)的重要組成部分，自哥白尼號升空到今的30年中，已經(jīng)發(fā)展了紫外波段的EUV（極端紫外）、FUV（遠紫外）、UV（紫外）等多種探測衛星，覆蓋了全部紫外波段。
X射線(xiàn)望遠鏡
X射線(xiàn)輻射的波段范圍是0.01-10納米，其中波長(cháng)較短（能量較高）的稱(chēng)為硬X射線(xiàn)，波長(cháng)較長(cháng)的稱(chēng)為軟X射線(xiàn)。天體的X射線(xiàn)是根本無(wú)法到達地面的，因此只有在六十年代人造地球衛星上天后，天文學(xué)家才獲得了重要的觀(guān)測成果，X射線(xiàn)天文學(xué)才發(fā)展起來(lái)。早期主要是對太陽(yáng)的X射線(xiàn)進(jìn)行觀(guān)測。
1962年6月，美國麻省理工學(xué)院的研究小組第一次發(fā)現來(lái)自天蝎座方向的強大X射線(xiàn)源，這使非太陽(yáng)X射線(xiàn)天文學(xué)進(jìn)入了較快的發(fā)展階段。七十年代，高能天文臺1號、2號兩顆衛星發(fā)射成功，首次進(jìn)行了X射線(xiàn)波段的巡天觀(guān)測，使X射線(xiàn)的觀(guān)測研究向前邁進(jìn)了一大步，形成對X射線(xiàn)觀(guān)測的熱潮。進(jìn)入八十年代以來(lái)，各國相繼發(fā)射衛星，對X射線(xiàn)波段進(jìn)行研究：
1987年，日本的X射線(xiàn)探測衛星GINGA發(fā)射升空；
1989年，前蘇聯(lián)發(fā)射了一顆高能天體物理實(shí)驗衛星――GRANAT，它載有前蘇聯(lián)、法國、保加利亞和丹麥等國研制的7臺探測儀器，主要工作為成象、光譜和對爆發(fā)現象的觀(guān)測與監測；
1990年6月，倫琴X射線(xiàn)天文衛星（簡(jiǎn)稱(chēng)ROSAT）進(jìn)入地球軌道，為研究工作取得大批重要的觀(guān)測資料，它已基本完成預定的觀(guān)測任務(wù)；
1990年12月，“哥倫比亞”號航天飛機將美國的“寬帶X射線(xiàn)望遠鏡”帶入太空進(jìn)行了為期9天的觀(guān)測；
1993年2月，日本的“飛鳥(niǎo)”X射線(xiàn)探測衛星由火箭送入軌道；
1996年，美國發(fā)射了“X射線(xiàn)光度探測衛星”（XTE），
1999年7月23日，美國成功發(fā)射了高等X射線(xiàn)天體物理設備（CHANDRA）中的一顆衛星，另一顆將在2000年發(fā)射；
2000年，日本也將發(fā)射一顆X射線(xiàn)的觀(guān)測設備。
以上這些項目和計劃表明，未來(lái)幾年將會(huì )是一個(gè)X射線(xiàn)觀(guān)測和研究的高潮。
γ射線(xiàn)望遠鏡
γ射線(xiàn)比硬X射線(xiàn)的波長(cháng)更短，能量更高，由于地球大氣的吸收，γ射線(xiàn)天文觀(guān)測只能通過(guò)高空氣球和人造衛星搭載的儀器進(jìn)行。
1991年，美國的康普頓（γ射線(xiàn)）空間天文臺（Compton GRO或CGRO）由航天飛機送入地球軌道。它的主要任務(wù)是進(jìn)行γ波段的首次巡天觀(guān)測，同時(shí)也對較強的宇宙γ射線(xiàn)源進(jìn)行高靈敏度、高分辨率的成象、能譜測量和光變測量，取得了許多有重大科學(xué)價(jià)值的結果。
CGRO配備了4臺儀器，它們在規模和性能上都比以往的探測設備有量級上的提高，這些設備的研制成功為高能天體物理學(xué)的研究帶來(lái)了深刻的變化，也標志著(zhù)γ 射線(xiàn)天文學(xué)開(kāi)始逐漸進(jìn)入成熟階段。CGRO攜帶的四臺儀器分別是：爆發(fā)和暫時(shí)源實(shí)驗（BATSE），可變向閃爍光譜儀實(shí)驗（OSSE），1Mev~30Mev范圍內工作的成象望遠鏡（COMPTEL）。
受到康普頓空間天文臺成功的鼓舞，歐洲和美國的科研機構合作制訂了一個(gè)新的γ射線(xiàn)望遠鏡計劃－INTEGRAL，準備在2001年送入太空，它的上天將為康普頓空間天文臺之后的γ射線(xiàn)天文學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎。
我們知道，地球大氣對電磁波有嚴重的吸收，我們在地面上只能進(jìn)行射電、可見(jiàn)光和部分紅外波段的觀(guān)測。隨著(zhù)空間技術(shù)的發(fā)展，在大氣外進(jìn)行觀(guān)測已成為可能，所以就有了可以在大氣層外觀(guān)測的空間望遠鏡（Space telescope）。空間觀(guān)測設備與地面觀(guān)測設備相比，有極大的優(yōu)勢：以光學(xué)望遠鏡為例，望遠鏡可以接收到寬得多的波段，短波甚至可以延伸到100納米。沒(méi)有大氣抖動(dòng)后，分辨本領(lǐng)可以得到很大的提高，空間沒(méi)有重力，儀器就不會(huì )因自重而變形。前面介紹的紫外望遠鏡、X射線(xiàn)望遠鏡、γ射線(xiàn)望遠鏡以及部分紅外望遠鏡的觀(guān)測都都是在地球大氣層外進(jìn)行的，也屬于空間望遠鏡。
空間望遠鏡
這是由美國宇航局主持建造的四座巨型空間天文臺中的第一座，也是所有天文觀(guān)測項目中規模最大、投資最多、最受到公眾注目的一項。它籌建于1978年，設計歷時(shí)7年，1989年完成，并于1990年4月25日由航天飛機運載升空，耗資30億美元。但是由于人為原因造成的主鏡光學(xué)系統的球差，不得不在1993 年12月2日進(jìn)行了規模浩大的修復工作。成功的修復使HST性能達到甚至超過(guò)了原先設計的目標，觀(guān)測結果表明，它的分辨率比地面的大型望遠鏡高出幾十倍。
HST對國際天文學(xué)界的發(fā)展有非常重要的影響。
二十一世紀初的空間天文望遠鏡：
“下一代大型空間望遠鏡”（NGST）和“空間干涉測量飛行任務(wù)”（SIM）是NASA“起源計劃”的關(guān)鍵項目，用于探索在宇宙最早期形成的第一批星系和星團。其中，NGST是大孔徑被動(dòng)制冷望遠鏡，口徑在4～8米之間，是HST和SIRTF（紅外空間望遠鏡）的后續項目。它強大的觀(guān)測能力特別體現于光學(xué)、近紅外和中紅外的大視場(chǎng)、衍射限成圖方面。將運行于近地軌道的SIM采用邁克爾干涉方案，提供毫角秒級精度的恒星的精密絕對定位測量，同時(shí)由于具有綜合成圖能力，能產(chǎn)生高分辨率的圖象，所以可以用于實(shí)現搜索其它行星等科學(xué)目的。
“天體物理的全天球天體測量干涉儀”（GAIA）將會(huì )在對銀河系的總體幾何結構及其運動(dòng)學(xué)做全面和徹底的普查，在此基礎上開(kāi)辟廣闊的天體物理研究領(lǐng)域。GAIA采用Fizeau干涉方案，視場(chǎng)為1°。GAIA和SIM的任務(wù)在很大程度上是互補的。
月基天文臺
由于無(wú)人的空間天文觀(guān)測只能依靠事先設計的觀(guān)測模式自動(dòng)進(jìn)行，非常被動(dòng)，如果在月球表面上建立月基天文臺，就能化被動(dòng)為主動(dòng)，大大提高觀(guān)測精度。“阿波羅16號”登月時(shí)宇航員在月面上拍攝的大麥哲倫星云照片表明，月面是理想的天文觀(guān)測場(chǎng)所。建立月基天文臺具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1．月球上為高度真空狀態(tài)，比空間天文觀(guān)測設備所處還要低百萬(wàn)倍。
2．月球為天文望遠鏡提供了一個(gè)穩定、堅固和巨大的觀(guān)測平臺，在月球上觀(guān)測只需極簡(jiǎn)單的跟蹤系統。
4．月球表面上的重力只有地球表面重力的1/6，這會(huì )給天文臺的建造帶來(lái)方便。另外，在地球上所有影響天文觀(guān)測的因素，比如大氣折射、散射和吸收，無(wú)線(xiàn)電干擾等，在月球上均不存在。
美國、歐洲和日本都計劃在未來(lái)的幾年內再次登月并在月球上建立永久居住區，可以預料，人類(lèi)在月球上建立永久性基地后，建立月基天文臺是必然的。
對于天文和天體物理的科研領(lǐng)域來(lái)講，空間觀(guān)測項目無(wú)論從人員規模上還是經(jīng)費上都是相當可觀(guān)的，如世界上最大的地面光學(xué)望遠鏡象Keck的建設費用（7000~9000萬(wàn)美元）只相當于一顆普通的空間探測衛星的研制和發(fā)射費用。并且，空間天文觀(guān)測的難度高，儀器的接收面積小，運行壽命短，難于維修，所以它并不能取代地面天文觀(guān)測。在二十一世紀，空間觀(guān)測與地面觀(guān)測將是天文觀(guān)測相輔相成的兩翼。
開(kāi)普勒定律
2.對任意的一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等時(shí)間內掃過(guò)面積相等；
相關(guān)理論
大爆炸宇宙學(xué)（Big-bang Cosmology）是現代宇宙系中最有影響的一種學(xué)說(shuō)。與其他宇宙模型相比，它能說(shuō)明較多的觀(guān)測事實(shí)。它的主要觀(guān)點(diǎn)是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系并不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過(guò)程如同一次規模巨大的爆發(fā)。
根據大爆炸宇宙學(xué)的觀(guān)點(diǎn)，大爆炸的整個(gè)過(guò)程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質(zhì)密度也相當大，整個(gè)宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態(tài)的物質(zhì)。但是因為整個(gè)體系在不斷膨脹，結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時(shí)，中子開(kāi)始失去自由存在的條件，它要么發(fā)生衰變，要么與質(zhì)子結合成重氫、氦等元素；化學(xué)元素就是從這一時(shí)期開(kāi)始形成的。溫度進(jìn)一步下降到100萬(wàn)度后，早期形成化學(xué)元素的過(guò)程結束（見(jiàn)元素合成理論）。
宇宙間的物質(zhì)主要是質(zhì)子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時(shí)，輻射減退，宇宙間主要是氣態(tài)物質(zhì)，氣體逐漸凝聚成氣云，再進(jìn)一步形成各種各樣的恒星體系，成為我們今看到的宇宙。大爆炸模型能統一地說(shuō)明以下幾個(gè)觀(guān)測事實(shí)：
（1）大爆炸理論主張所有恒星都是在溫度下降后產(chǎn)生的，因而任何天體的年齡都應比自溫度下降到今這一段時(shí)間為短，即應小于137億年。各種天體年齡的測量證明了這一點(diǎn)。
（3）在各種不同天體上，氦豐度相當大，而且大都是30%。用恒星核反應機制不足以說(shuō)明為什么有如此多的氦。而根據大爆炸理論，早期溫度很高，產(chǎn)生氦的效率也很高，則可以說(shuō)明這一事實(shí)。
（4）根據宇宙膨脹速度以及氦豐度等，可以具體計算宇宙每一歷史時(shí)期的溫度。大爆炸理論的創(chuàng )始人之一伽莫夫曾預言，今宇宙已經(jīng)很冷，只有絕對溫度幾度。1965年，果然在微波波段上探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度約為3K。
此外還有穩恒態(tài)宇宙學(xué)，等級式宇宙學(xué)，反物質(zhì)宇宙學(xué)，暴脹宇宙學(xué)。
參考資料
[1]
2012年全國高校學(xué)科評估結果 · 學(xué)位與研究生教育信息網(wǎng)[引用日期2013-06-13]
[2]
世界十二個(gè)古天文臺：英國巨石陣 · 新浪網(wǎng)[引用日期2013-03-13]
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