天天射文学范文1
关键词 高能天体物理， 黑洞， 空间天文
Abstract :Using the universe as a unique laboratory for probing the laws of physics in regimes not accessible on Earth， such as the very early universe or strong gravity fields near the event horizon of a black hole， is a new common frontier between physics and astronomy. The hard X-ray modulation telescope (HXMT) mission is the first dedicated astronomy satellite in the 2006—2010 five-year plan for space science unveiled by the National Space Administration of China. The HXMT mission will perform a wide band (1—250 keV) all-sky survey with the best sensitivity and angular resolution in the hard X-ray range as a black hole finder and cosmic hard X-ray background observer， and make sensitive pointed timing and spectral observations for studying the underlying physics processes of black holes and other compact objects. Fifteen years have passed since the submission of the HXMT proposal based on a new imaging technique. It is still a challenge for China to see if the scientific opportunity created by such a technological innovation can be finally grasped.
Keywords :high-energy astrophysics， black hole， astronomy from space
1 X射线天文学的开拓
天体的高能辐射(X射线､γ射线)被地球大气吸收，必须在地外空间才能被观测到.1962年，美国科学工程公司一个青年核工程师贾科尼(R. Giacconi)，联合麻省理工学院的学者，用探空火箭把X射线计数器放到高空，探测月面被太阳照射时产生的荧光X射线，意外地在月亮和太阳以外的天区探测到一个很强的X射线源[1].当时用的X射线探测器不能成像，只能测得宽视场中的X射线光子计数，不能确定X射线天体的位置.1965年，在美国工作的日本学者小田(M. Oda)提出准直器调制定位方法[2]，可以利用简单的X射线计数器确定X射线源的方位.1966年，贾科尼､小田等将加了准直器的X射线探测器用火箭重新发射上天，测出这个X射线源在天蝎座，这就是人类发现的第一个宇宙X射线源天蝎座X-1.1970年，采用这一技术的X射线天文卫星“Uhuru(自由号)”上天.Uhuru实现了人类历史上首次X射线(2—20 keV)巡天，发现了400多个宇宙X射线源. 其后，贾科尼等发展了X射线掠射成像技术，发放了“爱因斯坦天文台”等X射线成像卫星，使X射线天文学走向成熟.2002年，贾科尼由于开拓了人类观测宇宙的新窗口——X射线天文学而被授予诺贝尔物理学奖.
2 硬X射线天文
对于研究天体极端条件下的高能过程，光子能量高于10—20 keV的硬X射线是比X射线更重要的窗口.例如，黑洞吸引周围物质形成吸积盘，其最后一个稳定轨道内边缘的温度达到数百万､上千万度，发射强烈的软X射线.而从吸积盘边缘到黑洞视界的高温等离子体温度高达数十亿度，这个区域主要发射比软X射线能量更高的硬X射线.所以，硬X射线是研究邻近黑洞强引力场区域时间､空间和物质性质的关键波段.而且很多巨型黑洞被尘埃包围，软X射线无法穿透，只能用硬X射线探测器去发现它们.上世级90年代初，美国科学研究委员会天体物理委员会在规划未来十年美国天体物理发展的报告中指出，高能天文观测存在一个重要的缺口，就是硬X射线波段，预期这个波段将是非常富有成果的领域，报告将硬X射线成像列为优先级最高的90年代空间高能项目;美国宇航局也把硬X射线巡天列为90年代空间高能天体物理的首要任务.
硬X射线成像比X射线成像困难得多.上世纪70年代开始发展了编码孔径成像技术， 它是用探测器阵列与编码孔板构成的编码孔径望远镜，记录不同方向入射的光子编码板投影的叠加，然后再借助于解调或者反演的数学方法求出影像.上世纪90年代，欧洲和美国先后开始研制编码孔径成像的硬X射线卫星.
3 直接解调方法
我们于上世纪90年代初提出直接解调方法[3]，用简单成熟的硬件技术可以实现高分辨和高灵敏度硬X射线巡天.自从高斯发明最小二乘法以来，人们总是借助一些简化的最优化条件(如最小二乘条件､最大熵条件或最大似然条件)或线性数学变换(如傅里叶变换)，实现由观测数据到真实对象的反演;直接解调方法则应用非线性的数学手段，直接解原始的测量方程，实现反演成像.由于更充分地利用了数据中有关测量对象和测量仪器的信息，同样的数据经直接解调可以得到比传统方法好得多的反演结果.把直接解调技术运用于实验设计，可以突破仪器内禀分辨的限制，用简单的非成像探测器扫描观测，实现高灵敏度和高分辨率的成像.与复杂和昂贵的编码孔径成像系统相比，简单的准直探测器扫描数据直接解调成像的，分辨率高，同时噪音干扰被有效抑制，背景异常干净.直接解调方法提出之初，用低分辨的非成像探测器能实现高分辨成像难以被接受，曾被称为“魔术”，直接解调成像结果甚至被怀疑为弄虚作假.新方法取得认可经历了一个长期的过程:论证了方法的数学基础;用地面实验和球载硬X射线望远镜飞行验证了直接解调成像的可行性;应用直接解调技术重新分析多种国际空间天文卫星的档案数据，大大提高了其结果的质量(利用一些非成像卫星的数据实现了高分辨成像，并获得一些重要的天文发现).经过十年左右的理论､实验和数据分析工作，国内外学者开始接受直接解调方法，例如，2002年7月，欧洲空间局在意大利举行空间科学暑期讲习班，将“直接解调方法”列为成像方法课程.
4 硬X射线天文卫星HXMT
1993年，中国科学院高能物理研究所高能天体物理实验室研制的非位置灵敏硬X射线探测器HAPI-4(见图1)，在高空气球飞行中对恒星级黑洞天鹅座X-1进行扫描观测，利用直接解调技术实现了高分辨硬X射线成像[4].在此基础上，作为“九五”重大科学工程侯选项目，我们提出用成熟廉价的探测技术建造和发放世界最高灵敏度和最高空间分辨本领的硬X射线调制望远镜HXMT的建议.HXMT望远镜由18个准直NaI/CsI 复合晶体单元构成，总面积为5000 cm2， 准直器视场为1°×6° ，探测能区为20—250 keV， 成像分辨率好于5角分.1994年5月，对该建议的评审结论是“ 空间高能X射线调制望远镜采用我国发展的直接解调成像方法，如能确认则可望成为世界上第一台高能X射线的高灵敏度､高分辨率的成像望远镜，在硬X射线天体的发现和研究方面作出重大贡献.技术(硬件)储备较好.主要问题是作为核心的方法有待确认”.
经过多年时间，直接解调方法慢慢地被较多人认可.1998年，为利用直接解调新技术开拓空间天文前沿，44位物理､天文和空间科学技术方面的学者(包括9位在海外的中国学者)联合提出国家重点基础研究发展规划(973)项目建议书.2000年，973项目“天体高能辐射的空间观测与研究”立项.2000—2005年，在973项目支持下，中国科学院高能物理研究所和清华大学合作建成HXMT望远镜主探测器1:1地面样机(见图2).地面样机对放射源扫描成像结果(如图3)，证实了用HXMT实现高分辨率成像的可行性.
5 硬X射线巡天
1993年提出的HXMT卫星项目，期望能在欧美之前，以好于5角分的分辨率实现硬X射线的首次成像巡天，发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和其他高能天体.当时，欧洲刚开始研制基于编码孔径成像技术的INTEGRAL卫星，由2500个硬X射线/γ射线探测单元组成，总面积2500 cm2，设计的成像角分辨率为15角分.HXMT的成像分辨率和灵敏度比INTEGRAL好得多，但技术难度和造价却低得多，领先实现硬X射线巡天是完全可能的. 可惜的是，由于对直接解调新方法的疑虑，HXMT项目立项被长期拖延，而INTEGRAL卫星却于2002年成功发射上天.INTEGRAL虽然不是为实现巡天设计的卫星，但鉴于硬X巡天的重要性，INTEGRAL上天后用累积大量局部天区成像的方式努力实现大天区成像，发现了几十个以前没有看到的超大质量黑洞. 随后，2004年美国又发射了可以实现硬X射线巡天的编码孔径成像望远镜SWIFT，角分辨率为14角分. 虽然HXMT仍然可以实现灵敏度､空间分辨率和曝光均匀性比INTEGRAL和SWIFT更好的巡天，能发现更多的硬X射线天体，但中国实现人类首次硬X射线巡天的难得的历史性机遇已经丧失.
6 超越爱因斯坦
“超越爱因斯坦”是21世纪美国NASA的一个重大的空间科学计划，其科学目标是了解:(1)是什么驱动了宇宙大爆炸;(2)黑洞附近时间､空间和物质的性质;(3)什么是暗能量.“超越爱因斯坦”计划通过对宇宙大爆炸､黑洞和暗能量的空间科学观测，寻求物理科学新的突破.
HXMT是发现黑洞和研究致密天体强引力场中动力学与高能过程的强有力的实验装置.在“超越爱因斯坦”计划的下一代黑洞搜寻者(Black Hole Finder Prob)之前，HXMT能够以最高灵敏度和分辨率发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和其他未知类型高能天体，并研究宇宙硬X射线背景的性质. HXMT卫星的低能(1—15 keV)､中能(5—30 keV)和高能(20—250 keV)三个望远镜都是准直型探测器，直接解调扫描数据可以实现高分辨和高灵敏度成像以及对弥散源的成像;而大面积准直探测器又能获得特定天体目标的高统计和高信噪比数据，使HXMT既能实现大天区成像，又能通过宽波段时变和能谱观测研究天体高能过程，有机会为实现“超越爱因斯坦”的目标作出独到的贡献.
HXMT建议提出3年后，笔者之一于1996年8月初在香港召开的“21世纪华人天文学会议”上介绍了这个项目[5].报告的结束语说:“由于在硬X波段具有前所未有的灵敏度和成像能力，HXMT卫星将对空间天文的发展做出重要贡献.对于中国，这是一个难得的机遇去实现人类首次硬X射线高灵敏度和高分辨率巡天，这也是对于中国科学界及其领导者的判断力､自信心与勇气的一个挑战”.
报告结束，来自台湾在美国NASA戈达特飞行中心工作的著名理论天体物理学家丘宏义教授从头排的座位站了起来，兴奋地挥动着手臂说:“太好了，我们可以超过美国人了!”他接着讲了一个故事:小田因为发明X射线调制器实现X射线天体定位和第一颗X射线卫星上天而变得很有名气;当他从美国回到日本时，受到天皇接见.天皇问他:“小田先生，你发明的这个调制器有什么用处?”小田答道:“没有什么用处，最重要的用处就是能够得到陛下的接见!”
小田于1965年提出准直调制方法时，在美国光学杂志发表的文章篇幅不足一页， 次年用火箭飞行测得第一个宇宙X射线源，4年后，X射线卫星Uhuru就升空了，实现了X射线巡天的开拓.我们在1992年建立直接解调方法，也用了1年时间由气球飞行实现了对天鹅座X-1的直接解调成像.但是，15年过去了，从丘先生激动地期待算起也已经过去了12年，至今硬X射线调制望远镜卫星的工程立项还未能完成.作为在中国从事科学研究的工作者，十多年来我们不断地聆听要努力创新的教导，或承受没本事创新的指责，无缘体味小田式的幽默洒脱.面对激烈的国际竟争，我们仍然在努力着和祈望着新方法所提供的科学机遇不至于最终被完全地丧失掉.
参考文献
[1] Giacconi R， Gursky H， Paolini F et al. Phys. Rev. Lett.， 1962， 9: 439
[2] Oda M. Appl. Opt.， 1965， 4: 143
[3] Li T P， Wu M. Astrophys. Space Sci.， 1994， 215: 213
天天射文学范文2
闻名于世的“诺贝尔奖”，每年一次授予在物理学、化学、生理学或医学，以及一些人文领域做出卓越贡献的人，至今已有100多年的历史。然而，诺贝尔并没有设立专门的天文学奖项，这导致了20世纪前70年天文学的成就与诺贝尔奖无缘。由于天体物理学的发展，特别是天文观测所发现的许多物理特性和物理过程是地面上的物理学实验所无法实现的，宇宙及各种天体已成为物理学的超级实验室。天体物理学的一些突出成果有力地推进了物理学的发展，这样，天文学成就获得“诺贝尔物理学奖”就成为很自然的事了。
诺贝尔奖与天文学的尴尬
诺贝尔奖是以瑞典著名化学家阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔（Alfred Bemhard Nobel，1833年10月21日～1896年12月10日）的部分遗产作为基金创立的。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金支票。诺贝尔在他的遗嘱中提出，将部分遗产（920万美元）作为基金，以其利息分设物理、化学、生理或医学、文学及和平5种奖金，授予世界各国在这些领域内对人类做出重大贡献的学者。1968年，瑞典中央银行于建行300周年之际，提供资金增设诺贝尔经济学奖，并于1969年开始与其它5种奖同时颁发。诺贝尔奖还有一个规定，即只有先前的诺贝尔奖获得者、诺贝尔奖评委会委员、特别指定的大学教授、诺贝尔奖评委会特邀教授才有资格推荐获奖的候选人。
由于没有设立诺贝尔天文学奖，在很多年里，天文学家既没有推荐权，也不会被人推荐。在这个世界公认的科学界最高奖面前，天文学和天文学家的处境不免有些尴尬。
天文学与物理学相互促进
天文学是研究地球之外天体和宇宙整体的性质、结构、运动和演化的科学，物理学是研究物质世界基本规律的科学。研究各种物质形态都会形成相应的物理学分支，其中包括研究天体形态和特性的天体物理学。很显然，天文学与物理学的关系十分密切，相互关联，密不可分。天文学成就可以归入诺贝尔物理学奖的范围是在情理之中的，但是要使这个道理得到公认很不容易，花费了好几十年的时间。
20世纪初，物理学家根据物理学规律提出了许多天文学预言：如广义相对论预言星光在太阳引力场中的弯曲、水星近日点的运动规律和引力场中的光谱红移现象；预言中子星、微波背景辐射、星际分子和黑洞的存在等。这些预言在证实的过程中曾走过艰难的历程甚至弯路，这些伟大的预言推动着天文学家和物理学家们为之奋斗，并且发展了一个个新的分支学科。
天文观测为物理学基本理论提供了认识地球上实验室无法得到的物理现象和物理过程的条件。开普勒发现了行星运动三定律以后，牛顿为解释这些经验规律才导出万有引力定律，而在地球上的物理实验室中是总结不出万有引力定律的。此后，从对太阳及恒星内部结构和能量来源的研究中获得了热核聚变反应的概念；对星云谱线的分析提供了原子禁线理论的线索；从恒星演化理论发展出了元素形成理论。天文学观测的新发现也给物理学以巨大的刺激和桃战：中子星的发现推动了致密态物理学的发展，而类星体、星系核、Y射线暴等现象的能量来源迄今还很难从现有的物理学规律中找到答案。
随着物理学的发展，物理学家必然要把宇宙及各种天体作为物理学的实验室。物理学家涉足天文学领域的研究成为一种必然。而天文学家也会密切地注视着物理学的发展，以期用物理学原理来解释宇宙的过去、现在和将来。
一批历史性天文学成就无缘诺贝尔奖
在1901年开始颁发诺贝尔奖以后，天文学上有很多重大的发现，其科学价值可与获得诺贝尔物理学奖的一些项目媲美。1912年，美国女天文学家勒维特（Henrietta Swan Leavitt）发现造父变星的周光关系，从而得出一种估计天体距离的方法，这直接导致了河外星系的发现；1911年～1913年，丹麦天文学家赫茨普龙（Ejnar Hertzsprung）和美国天文学家罗素（Henry Norris Russell）各自独立地得到了恒星光度和光谱型的关系图，即赫罗图，赫罗图在恒星起源和演化的研究中起到了举足轻重的作用；1918年，美国天文学家沙普利（Harlow Shapley）发现银河系中心在人马座方向，纠正了太阳是银河系中心的错误看法；1924年，美国天文学家哈勃（Edwin P.Hubble）确认“仙女座大星云”是银河系之外的恒星系统，继而在1929年发现了著名的哈勃定律，证明宇宙在膨胀；1926年，英国天文学家爱丁顿（ArthurStanley Eddington）出版专著《恒星内部结构》，这本书成为恒星结构理论的经典著作。然而，这些成果无一例外地被诺贝尔物理学奖拒之门外。
就像1927年诺贝尔物理学奖得主威尔逊发明的云雾室成为研究微观粒子的重要仪器一样，望远镜的发展使我们能够观测到更遥远、更暗弱的天体及天体现象。但是没有一项光学望远镜的成就获奖。其中如美国天文学家海尔（Alan Hale）研制的口径1.53米、2.54米和5.08米三架大型反射望远镜，1930年施密特研制的折反射望远镜，以及20世纪90年代研制完成的10米口径凯克Ⅰ号和Ⅱ号望远镜等，它们都代表了天文学观测手段的历史性成就。获诺贝尔物理学奖的与天文相关的课题
随着物理学的发展，物理学家必然要把宇宙及各种天体作为物理学的实验室。在宇宙中所发生的物理过程比地球上所能发生的多得多，条件往往更为典型或极端。在地球上做不到的物理实验，在宇宙中可以观测到。物理学家涉足天文学领域的研究成为必然。
赫斯发现宇宙线191 1年～1912年，奥地利物理学家赫斯（Victor Francis Hess）用气球把“电离室”送到距离地面5000多米的高空进行大气导电和电离的实验，发现了来自地球之外的宇宙线。1936年，赫斯因此获得诺贝尔物理学奖。实际上，宇宙线的发现既是一项物理学实验，更是天文学观测成果。
贝特提出太阳的能源机制1938年美国物理学家贝特（Hans Bethe）研究核反应理论的过程中，提出太阳和恒星的能量来源于核心的氢核聚变所释放出的巨大能量。1967年，他因此项研究成果获得诺贝尔物理学奖。
汤斯开创分子谱线天文学美国物理学家汤斯（Charles Townes）利用氨分子受激发射的方式代替传统的电子线路放大，研制出了波长为1，25厘米的氨分子振荡器，简称为脉泽。他由地球上的“脉泽”联想到太空中的分子，预言星际分子的存在。并计算出羟基（-OH）、一氧化碳（CO）等17种星际分子谱线频率。1963年，年轻的博士后巴瑞特观测到了预言中的羟基分子谱线，成为轰动全球的20世纪60年代四大发现之一。汤斯由此成为分子谱线天文学的拓荒人和首创者。1964年，他因氨分子振荡器成功研制而获该年度的诺贝尔物理学奖，而这项研究的副产品开创了一门新兴的天文学科，其科学意义不逊于氨分子振荡器的研制成功。
物理学家涉足天文学的研究所取得的成果能够登上诺贝尔奖的大雅之堂，那么天文学家的研究成果，自然也应该被诺贝尔物理学奖容纳。
天文学理论首先与诺贝尔奖结缘
天文学家们密切注视着物理学的发展，并在天文学的研究过程中发展了物理学。瑞典天文学家阿尔文首先于1970年用他的“太阳磁流体力学”的出色成果叩开了诺贝尔物理学奖的大门，接着又有钱德拉塞卡的“恒星结构和演化”和福勒等几人合作的“恒星演化元素形成理论”的获奖。这三项诺贝尔物理学奖的理论性很强，但都是建立在深入细致的天文观测基础上的。光学望远镜的长期观测提供了极其宝贵的资料，所获得的统计规律给理论研究指明了方向，提供了解决问题的线索。这三个项目也体现了物理学理论和天文学最完美的结合。
首次获诺贝尔奖的天文学家在太阳上发生的一切物理过程都与磁场和等离子体有关。磁流体力学成为太阳物理最重要的理论基础。瑞典的阿尔文（Hannes Alfv6n）是磁流体力学的奠基人，他首先应用这个理论研究太阳，因此也称为太阳磁流体力学。由于这一理论也适用于宇宙中其它天体和星际介质，因而也就成为宇宙磁流体力学。阿尔文因为对宇宙磁流体动力学的建立和发展所做出的卓越贡献而荣获1970年度诺贝尔物理学奖，这是历史上第一次以天文学研究成果获诺贝尔物理学奖。
印度裔美国天文学家钱德拉塞卡奋斗终生的成就在钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）还是剑桥大学研究生的时候，就获得了“白矮星质量上限”这一研究成果。这一成果意味着超过白矮星质量极限的老年恒星的演化归宿可能是密度比白矮星更大的中子星或者黑洞，其意义不同寻常。但由于受到权威学者错误的压制，这一成果未能得到进一步深入研究。在这之后，他仍几十年如一日地研究恒星结构和演化理论。1983年，他在73岁高龄时以特别丰硕的成就获得该年度的诺贝尔物理学奖。
B2FH元素形成理论宇宙中存在的各种元素是怎样来的？这是个天文学家应该回答、却很难回答的问题。但是由天文学家霍伊尔（Fred Hoyle）、伯比奇（G.Geoffrey Burbidge）夫妇和核物理学家福勒（William Fowler）合作完成的研究课题却揭示了这个自然之谜。人们按论文作者姓氏字母顺序称之为B2FH元素形成理论。这篇论文解决了在恒星中产生各种天然元素的难题，被视为经典科学论文。这是天文学家和核物理学家合作研究天文学重大课题的典型例子。
1983年，上述论文的第三作者福勒获得了诺贝尔物理学奖，这个结果显得很不公平，备受质疑。福勒的贡献的确很大，但是另外三位天文学家的贡献也不是可有可无的，特别是霍伊尔作为这个研究课题的提出者和组织者，其前期的研究已经提出“恒星内部聚变产生元素”的创新思想，把他排除在诺奖之外很有些匪夷所思。
射电天文学成为诺贝尔奖的摇篮
射电天文学是20世纪30年展起来的天文学新分支，其特点是利用射电天文望远镜观测天体的无线电波段的辐射。和光学望远镜400多年的历史相比，它仅有几十年历史，但却很快就步入了鼎盛时期。20世纪60年代射电天文学的“四大发现”，即脉冲星、星际分子、微波背景辐射、类星体，成为20世纪中最耀眼的天文学成就。射电天文已成为重大天文发现的发祥地和诺贝尔物理学奖的摇篮。
赖尔的突破物理学中因发明新器件而获诺贝尔物理学奖的事例屡见不鲜。然而在20世纪前几十年当中，光学天文望远镜的发展很快，导致了不少重要的天文发现，但却没有一项得奖。1974年，英国剑桥大学的赖尔（Martin Ryle）教授因发明综合孔径射电望远镜而获得了诺贝尔物理学奖，这是天文学家终于实现因研制天文观测设备而获诺奖的突破。射电望远镜开辟了观测的新波段，但是刚刚发展起来的射电天文十分幼稚，最大的问题是空间分辨率很低，且不能给出射电源的图像。1952年，赖尔提出综合孔径望远镜理论，这是一种化整为零的射电望远镜，用两面或多面小天线进行多次观测就可以达到大天线所具有的分辨率和灵敏度。而且，还能得到所观测的天区的射电图像。1971年，剑桥大学建成的等效直径为5千米的综合孔径望远镜，其分辨率已和大型光学望远镜相当，获得了一大批射电源的图像资料。
休伊什和贝尔发现脉冲星脉冲星的发现证实了中子星的存在。中子星具有和太阳相当的质量，但半径只有约10千米。因此具有非常高的密度，是一种典型的致密星。中子星还具有超高压、超高温、超强磁场和超强辐射的物理特性，成为地球上不可能有的极端物理条件下的空间实验室。它不仅为天文学开辟了一个新的领域，而且对现代物理学发展也产生了重大影响，导致了致密物质物理学的诞生。英国剑桥大学的天文学教授休伊什（AntonyHewish）和他的研究生乔丝琳·贝尔（Jocelyn BellBurnell）女士一起发现了脉冲星。休伊什因发现脉冲星并证认其为中子星而荣获1974年的诺贝尔物理奖是当之无愧的，但贝尔博士未能和休伊什一起获得诺贝尔奖却是一件憾事，目前天文学家公认她是发现脉冲星的第一人。
彭齐亚斯和威尔逊发现宇宙微波背景辐射1963年初，彭齐亚斯（Arno Allan Penzias）和威尔逊（Robert Woodrow Wilson）把一台卫星通讯接收设备改造为射电望远镜进行射电天文学研究。在观测过程中意外发现了多余的3.5开温度的辐射。这种辐射被确认是宇宙大爆炸时的辐射残余，成为宇宙大爆炸理论的重要观测证据。由此，他们获得了1978年度的诺贝尔物理学奖。彭齐亚斯和威尔逊发现宇宙微波背景辐射，所获得的黑体谱并不精确，而且他们得到的微波背景辐射的空间分布是各向同性的，这与大爆炸宇宙学的理论有着明显的差别。
赫尔斯和泰勒发现射电脉冲双星继1974年休伊什教授因发现脉冲星而获得诺贝尔物理学奖之后，1993年美国普林斯顿大学的赫尔斯（RussellA.Hulse）和泰勒（Joseph H.Taylor）两位教授又因发现射电脉冲双星而共同获得该年度诺贝尔物理学奖，引起了全世界的轰动。他们发现的脉冲双星系统之所以重要，不仅因为是第一个，还因为它是轨道椭率很大的双中子星系统，成为验证引力辐射存在的空间实验室。他们经过近20年坚持不懈的努力，上千次的观测，终于以无可争辩的观测事实，间接证实了引力波的存在，开辟了引力波天文学的新领域。
新世纪天文观测再续辉煌
观测是天文学研究的主要方法。观测手段越多、越好，所能得到的信息就越丰富。进入21世纪仅仅10余年，已有4个天文项目获得了诺贝尔物理学奖，分别属于X射线、中微子、射电和光学观测研究领域。
贾科尼创立x射线天文学
1901年，伦琴（Wilhelm Conrad R6ntgen）因为发现X射线荣获诺贝尔物理学奖。时隔102年，X射线天文学的创始人里卡尔多·贾科尼（Rieeardo Giaeeoni）又获诺奖殊荣。由于地球大气对X射线和Y射线的强烈吸收，只能把探测器送到大气层外才能接收天体的X射线和Y射线辐射。20世纪30年代以后，特别是到了90年代，空间探测的发展使得X射线天文学得到了发展，实现了天文学观测研究的又一次飞跃。美国天文学家贾科尼由于对X射线天文学的突出贡献荣获2002年度诺贝尔物理学奖。
贾科尼对X射线天文学的贡献是全面的，瑞典皇家科学院发表的新闻公报把他的贡献归纳为“发明了一种可以放置在太空中的探测器，从而第一次探测到了太阳系以外的X射线源，第一次证实宇宙中存在着隐蔽的X射线背景辐射，发现了可能来自黑洞的X射线，他还主持建造了第一台X射线天文望远镜，为观察宇宙提供了新的手段，为x射线天文学奠定了基础”。贾科尼被称为“X射线天文学之父”当之无愧。
戴维斯和小柴昌俊发现太阳中微子中微子是组成自然界的最基本的粒子之一，中微子不带电，质量只有电子的百万分之一，几乎不与任何物质发生作用，因此极难探测。理论推测，在太阳核心发生的氢核聚变为氦的反应中，每形成一个氦原子核就会释放出2个中微子。太阳每秒钟消耗5，6亿吨氢，要释放1.4×1038个中微子。太阳究竟会不会发射如此多的中微子？只能由观测来回答。
美国物理学家戴维斯（Raymond Davis）是20世纪50年代唯一敢于探测太阳中微子的科学家。他领导研制的中微子氯探测器，放置在地下深1500米的一个废弃金矿里。在30年漫长的探测中，他们共发现了来自太阳的约2000个中微子，平均每个月才探测到几个中微子。而日本东京大学的小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）教授创造了另一种中微子探测器。探测器放在很深的矿井中，并于1983年开始探测，1996年扩建，探测到了来自太阳的中微子。1987年，在邻近星系大麦哲伦云中出现了一次超新星爆发（SNl987A），理论预测在超新星爆发过程中会产生数量惊人的中微子。令人兴奋不已的是，他们成功地探测到了12个中微子。戴维斯和小柴昌俊因为成功地探测到中微子而荣获2002年度的诺贝尔物理学奖。
天天射文学范文3
（英国曼彻斯特大学射电天文学名誉教授）：
FAST是迄今为止世界上最大单口径望远镜，它将保持其纪录直到可预见的未来。FAST规划的科学目标非常宏大，而且补充了由组阵天线所要做的工作。FAST是极其适合寄望于发现新现象，但为了揭开这些“未知的未知”谜团，天文学家必须拥有机遇。FAST应秉承这样的理念来运行，即以最大化的机会使其国际用户群接近数据，这是FAST提供的“人类的带宽”，这一人类宽带从今天的成熟天文学家向明天的年轻人延伸！
严 俊（中科院国家天文台台长）：
500米口径球面射电望远镜建成，将为我国天文学跻身世界一流创造条件。随着我国空间站逐步具备维护在轨航天器功能，建造中国版“哈勃”太空望远镜的呼声也越来越高。立体化作战的望远镜集群，不仅将大幅提升我国在天文科学与技术方面的自主创新能力，还能广泛应用于导航、定位、航天、深空探测等领域。
郑晓年（中科院国家天文台副台长）：
天文学研究和天文设施都是开放的，先进的天文设施建起来了，就需要优秀的研究团队。国家天文台正千方百计吸引国内知名专家和学者，利用大射电等先进望远镜开展前沿科学和应用技术的研究，争取早出成果。
景益鹏（上海交通大学天文与天体物理中心主任）：
FAST预计能够用更高的光谱分辨率在更大的天区对星系开展中性氢观测，因此将有巨大的潜力来区分暗物质的候选者，这类观测同时非常有助于解决星系形成一些关键科学问题。
彭 勃（FAST工程副总经理）：
500米口径球面射电望远镜FAST于2007年获得国家发改委立项，是由国家天文台主持的重大科学工程。它可看成是美国阿雷西博改进型望远镜，有多项自主创新，其接收面积和观测天区均比阿雷西博大2倍。它采用轻型索驱动馈源舱、索网反射面照明口径从球面主动变为抛物面，以实现巨型望远镜的指向。在贵州黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼，FAST已伫立于喀斯特洼地这样的漏水地貌上。FAST从提出至今天“成人礼”， 经历了20多年艰辛和长征，其雄心勃勃的科学目标和独特的科学之旅才刚刚开始。
李 （国家天文台射电天文研究部首席科学家、“”专家）：
中国大射电在很多领域都具备超强的能力：发现气体星系有望在过去的基础上提高10倍，发现的脉冲星数量有望翻倍，有望发现新的星际分子。
李奇・科玛丽（西安交大留学生）：
中国人太聪明，太伟大了，大射电竟然用大山作支架；大射电实在太大了，大得我无法想象，太神奇了，奇得有点像科幻，这次我们共有10名留学生来旅游，回去后肯定有更多朋友来看大射电。
天天射文学范文4
中国科学院高能物理研究所的天体物理学家张双南表示：“当我翻阅天文类书籍时，书中几乎没有任何在中国工作的科学家的发现，没有看到任何一张照片是由中国的望远镜拍摄的，这让我非常沮丧。”中国科学院国家空间科学中心主任吴季也补充道：“在掌握新知识方面，我们面临着来自方方面面的越来越大的压力。”
2011年5月3日，吴季宣布中国科学院将在未来几年内承担五项空间探测任务，这预示着中国空间科学新时代的到来。过去5年中，中国科学院为这几个项目提供的预算已经达到5.54亿美元，并在去年成立了专门监管这些项目进展的国家空间科学中心。
在这些计划中，天体物理学居于核心地位。首先取得进展的将是“硬X射线调制望远镜”（HXMT），这个望远镜的构想可以追溯到20年前，它将利用黑洞、中子星等天体的X射线和伽马射线辐射，对这些天体展开观测。它将成为中国首个空间天文卫星，最早于2014年发射，届时它将成为中国的“黑洞探针”计划三大卫星中最早升空的一个。另外，“暗物质粒子探测卫星”也正由南京的中国科学院紫金山天文台研制，这一卫星将记录暗物质粒子彼此湮灭时产生的伽马射线。此外，还有更多的项目已经通过了初期论证，预计从2016年开始，在下一个五年计划里陆续完成研制、发射，它们的出现将大大加强中国在空间天体物理学领域的实力。其中一项是由中国科学院高能物理研究所设计的“X射线时变与偏振探测卫星”（XTP）。项目负责人张双南表示，作为空间震荡探测项目的主导设备，它将会“比‘硬X射线调制望远镜’更强有力并取得更大成就”。他指出，“X射线时变与偏振探测卫星”收集数据的区域更加广泛，具有能采集更多光子的高强镜面，因此可以观察到更微弱的天体并探测到它们的细节。全世界的天体物理学家们都期待出现这样一台空间望远镜，不过去年美国宇航局和欧洲空间局却取消了“国际X射线天文台”的计划，上个月，它的名为“雅典娜”的简化版望远镜也在欧洲空间局的内部竞争中输给了木星探测器项目，未能成功立项。中国的“X射线时变与偏振探测卫星”项目将研究旋转坠入黑洞的物质放射出的X射线，或者参考系拖曳（例如旋转黑洞拖拽时空）产生的X射线信号。张双南说：“我们将要研究的是极端条件下的物理学。”
作为“天体肖像”项目的核心，中国打算将其长期积累的技术能力移植到新的空间射电望远镜项目的“甚长基线干涉”（VLBI）观测中。中国计划发射相关飞行器，与地面天线串连或者组成阵列，这样就相当于一部极其巨大的单天线射电望远镜，其有效口径等于各台设备之间的最大距离。中国科学院上海天文台负责设计望远镜阵列系统并进行相关国际合作。上海天文台台长洪晓瑜介绍说，计划中的望远镜阵列最初将包括两个长毫米波天线，每个天线的口径为10米。这一望远镜阵列投入使用后，首要的目标将是绘制星系中心的特大质量黑洞及其吸积盘的精细结构，它们被普遍认为是活动星系核的能量来源。洪晓瑜说，他的团队希望在第一个望远镜阵列投入使用十年后，进一步发射普通毫米波天线卫星。这样，更长的基线和更短的波长将使射电源观测的分辨率大大提高。
今年6月的“神舟九号”任务是中国首次实现载人空间对接，这为中国科学家开启了一个新领域，使中国有能力向“天宫一号”运送仪器设备，并安装另外两个舱段。
目前，一系列设备已经为“天宫”做好准备。天体物理学家们也有理由为此欢呼。在已批准的项目中，中国和瑞士合作的“伽马暴偏振探测”（POLAR）项目作为中国空间天文“黑洞探针”计划的组成部分，预计将由2014年发射的空间实验室“天宫二号”搭载升空。它将帮助科学家确定伽马暴喷流的磁场结构，这又将反过来推进伽马暴成因的研究。对于伽马暴成因，有一种理论解释是，它是大质量恒星在演化晚期坍塌时发生的；另一种则认为是由中子星或者黑洞并合时产生的。“每个理论模型都预言了不同的磁场结构”，张双南表示。
天天射文学范文5
【关键词】广播电视；发射天线技术；原理
前言
自我国进入互联网＋时代后，我国的经济和文化取得了快速的发展，并且广播电视行业在科学技术的支持下，获得了突出性的成就。在人们日常生活中，广播和电视是人们最常见到的媒体传播方式，通过广播和电视，人们能够获得各区域的新闻信息，实时关注其所喜欢的行业动态。而在广播和电视的信息传播过程中，与信息相关的传播技术，对于广播和电视的发展尤为重要。只有借助于广播电视发射天线技术，完善其信息传播途径，提升信息传播能力，才能够充分促进广播电视在当前时代下的发展。因此，本文的研究，具有一定的现实研究价值和意义。
1广播电视发射天线技术相关内容分析
1.1广播电视发射天线技术的原理
广播电视发射天线技术，是针对当前信息时代下人们对媒体新要求和需求，而被研发出来的新兴技术。其发射天线技术的原理，主要是经由发射机实现对信息的发射[1]。其发射的具体步骤为，将相关新闻信息转化成天线电波，由天线对其相关信息进行发射，通过各区域相关部门的电视信号或是信息处理形式，对天线电波中的相关内容加以处理，借助天线系统，由广播额和电视的无线信号接收信息，从而实现对新闻信息的传递。广播电视发射天线技术在发展中，属于无线电设备，天线在新闻信息传播中的主要作用，是通过对电磁波所传递的新闻内容加以利用和接收，从而完成对信息信号的发送。
1.2广播电视发射天线技术的要求
在广播电视发射天线技术发展过程，受诸多外在因素的影响，对发射天线技术的要求相对加较高。其要求提高的主要原因在于，当前社会发展进程中，科学技术日益更新，广播电视行业取得迅猛发展，人们已经无法满足于当前广播电视的发展形式。因此，不断提高对广播电视发射天线技术的要求[2]。针对目前人们为了获取更好的广播电视接收信号和质量，将发射天线放置到屋顶尖端的现象，提出了对广播电视发射天线的避雷要求。主要是上述操作在正常天气下可以运行，但是若在雷雨天气，则容易受雷电的影响，限制广播电视发射天线技术的稳定性。
1.3广播电视发射天线技术的特点
广播电视发射天线技术，在发展中具有以下两方面特点广播电视发射天线技术具有传输特点。广播电视发射天线技术的传输性体现为电流失真下的图像传输，通常情况下，该技术下的传输特点能够有效支持发射天线技术下，其音频功能的频率振幅特性，继而从不同程度上降低传输信息中的电磁波杂音。②广播电视发射天线技术具有综合特点。发射天线技术的综合性特点，主要概括性的体现在输入特性和输出特性两点，从综合性方面角度来说，广播电视发射天线技术信息传播过程中，电磁波的稳定性、不同频段下广播和电视独特性以及视频和音频输出的变化性等，均是广播电视发射天线技术的显著特点。
2广播电视发射天线技术的应用探讨
2.1电视发射技术的应用
在广播电视发射天线技术应用过程中，能够发现不少发射天线性技术，均得到了广泛的应用。在广播电视发射天线技术发展中，电视发射技术的应用，是尤为重要的。电视发射技术在其构造方面，对广播电视发射天线技术的发展，具有较大的影响。主要表现在对新闻信息的视频和音频发展方面，在电视发射技术的支持下，能够充分实现对控制装置、冷却系统、天线系统和检测系统等内容的更新。通过电视发射技术，能够使电视将相应的信息，有效的传输到电视设备调试环节中，从而通过后驱动电源射频信号对相关信息的接收，有效将以电磁波形式传递的新闻信息加以接收，最终形成广播电视信息。可见，电视发射技术在广播电视发射天线技术中的应用，具有稳定性作用。
2.2广播调频发射技术的应用
在广播电视发射天线技术应用过程中，不仅电视发射技术得到了有效应用该，同时，广播调频发射技术也得到了显著的应用。在应用广播调频发射技术时，主要是利用调频广播电台发射器的通用性，以及其具有立体声的调频发射器，对相关新闻信息进行立体性的调频信息传递。通过单声道的调频立体声对新闻信息的调频，能够在不同程度上提升音频的清晰性。此外，通过广播调频发射技术，能够使广播电视发射天线技术始终保持规高效益、高效率的工作，在传播过程中，减小失真率、减少噪音率等。
天天射文学范文6
1 哈勃太空望远镜
发射时间：1990年
主要功能：深入了解宇宙
哈勃望远镜主镜直径2.4米，重量11.5吨，是一个完整的性能卓越的空间天文台。它可观测到宇宙中140亿光年之外发出的光；它能够单个地观测到星群中的任一颗星；它能研究和确定宇宙的年龄、大小和起源；它还能分析河外星系，对行星、黑洞、类星体和太阳系进行研究，并画出宇宙图和太阳系内各行星的气象图。总之，它重新改变了我们对宇宙的认识。
2 康普顿伽马射线太空望远镜
发射时间：1991年
主要功能：寻找高能伽马射线
宇宙中一些最狂暴的事件是肉眼所看不到的，它们发生在一种称为伽马射线的光谱环境下。伽马射线是电磁光谱中能量最大的光子。康普顿伽马射线太空望远镜重达17吨，于1991年经由“亚特兰蒂斯”号航天飞机发射升空，用其携带的先进仪器向世人揭示了高能伽马射线爆发的分布情况。2000年，在陀螺仪发生故障后，康普顿被安全地脱离了轨道。
3 铁德拉X射线太空望远镜
发射时间：1999年
主要功能：观测黑洞和超新星
人们一直津津乐道“超人。等虚构的科幻人物具有x射线般的视力，这种超能力可以使其看到普通人看不到的东西。在钱德拉x射线太空望远镜1999年发射后，现实世界的天文学家便具有了这种超能力。钱德拉望远镜用以观测黑洞和超新星等。它拍摄的具有340年历史的超新星残骸“仙后座A”向天文学家揭示了这种爆发的恒星可能是宇宙射线的重要来源。
4 XNIM-牛顿x射线太空望远镜
发射时间：1999年
主要功能：不间断观测深空
1999年12月，多镜片x射线观测卫星(现称XMM一牛顿)发射升空，欧洲天文学家从此拥有了他们自己的x射线观测台。这颗卫星装备了三部x射线望远镜，因其奇异的飞行轨道而著称，这种飞行轨道可令其长时间、不间断地观测深空。它观测到迄今在遥远宇宙看到的最大星系团，从而证明了一种称为暗能量的神秘力量的存在。暗能量被认为可能加速了宇宙的膨胀速度。
5 威尔金森微波各向异性探测器
发射时间：2001年
主要功能：探测早期宇宙结构
按照天文学理论，宇宙起源于大爆炸。大爆炸发生后约38万年，宇宙释放了大量辐射热，这种辐射热称为宇宙微波背景辐射。威尔金森微波各向异性探测器发射于2001年，多年来一直在研究宇宙微波背景辐射更为细微的变化，令科学家对大爆炸后宇宙状况有了初步了解。美宇航局在2003年公布了一幅根据威尔金森微波各向异性探测器数据绘制的早期宇宙地图，证实宇宙已拥有137亿年历史。
6 斯皮策太空望远镜
发射时间：2003年
主要功能：穿透星际气体和尘埃
密不透风的星际气体和尘埃给试图了解遥远恒星和星系的天文学家出了难题。发射于2003年的斯皮策太空望远镜通过收集红外光，为天文学家们解决了这个难道。红外光是与某个热量有关的电磁辐射的无形模式，这种热量是气云所不能阻挡的。通过斯皮策太空望远镜携带的摄像机，天文学家对星系、新形成的行星系及形成恒星的区域进行了前所未有的勘测。
7 费米伽马射线太空望远镜
发射时间：2008年
主要功能：研究黑洞，揭开暗物质神秘面纱
黑洞被称为太空中的旋涡，将一切东西吸引在其周围。但是，当黑洞吞噬恒星时，它们还会以近乎光速的速度向外喷涌释放伽马射线的气体。为何会发生这种情况?2008年7月发射的费米伽马射线太空望远镜有望揭开这个谜底，这部望远镜的目标是研究高能辐射，另外还有可能揭开暗物质的神秘面纱，暗物质是伽马射线爆发的来源。
8 詹姆斯・韦伯太空望远镜
发射时间：2013年
