論天體化學學及其對未來發展的重要作用1摘要:天體化學學是應用數學學的技術、方法和理論，研究天體的形態、結構、化學組成、物理狀態和演變規律的天文學分支學科。它分為：太陽化學學、太陽系化學學、恒星化學學、恒星天文學、星系天文學、宇宙學、宇宙物理、天體演物理等分支學科。另外，射電天文學、空間天文學、高能天體化學學也是它的分支。多年來，隨著世界人口的不斷降低，資源不斷的消耗，人們的生存環境漸趨削減，資源也日益短缺。越來越多的國家將希望寄寓于月球外部的空間，這進一步推動了天體化學學的發展，理論天體化學學的發展緊密地依賴于理論化學學的進步，幾乎理論化學學每一項重要突破，就會大大促進理論天體化學學的前進。二十世紀二十年代初量子理論的完善，使深入剖析星體的波譜成為可能，并由此構建了星體大氣的系統理論。三十年代原子核化學學的發展，使星體能源的疑惑獲得滿意的解決，因而使星體內部結構理論迅速發展；而且根據赫羅圖的實測結果，確立了星體演變的科學理論。關鍵詞：天體銀河系特殊行星星體集團核素引力原子核等離子體星體空間前言：本學期舉辦了數學學史著門課程,陳老師給我們述說了有關內容，以下是我對天體化學學及其對未來發展的重要作用的闡述。
（一）天體化學學的有關介紹從公元前129年古埃及天文學家喜帕恰斯目測星體光度起，中間經過1609年伽利略使用光學望遠鏡觀測天體，勾畫月面圖，1655～1656斯發覺木星光環和獵戶座星云，后來還有哈雷發覺星體自行，到十八世紀赫歇耳開創星體天文學，這是天體化學學的蘊育時期。十九世紀中葉，三種化學方式——分光學、光度學和拍照術廣泛應用于天體的觀測研究之后，對天體的結構、化學組成、物理狀態的研究產生了完整的科學體系，天體化學學開始成為天文學的一個獨立的分支學科。天體化學學是應用數學學的技術、方法和理論，研究天體的形態、結構、化學組成、物理狀態和演變規律的天文學分支學科。天體化學學分為：太陽化學學、太陽系化學學、恒星化學學、恒星天文學、星系天文學、宇宙學、宇宙物理、天體演物理等分支學科。另外，射電天文學、空間天文學、高能天體化學學也是它的分支。借助理論化學方式研究天體的化學性質和過程的一門學科。1859年基爾霍夫按照熱力學規律解釋太陽波譜的夫瑯和費線斷定在太陽上存在著個別和月球上一樣的物理元素這表明可以借助理論化學的普遍規律從天文實測結果短發析出天體的內在性質是為理論天體化學學的開端。理論天體化學學的發展緊密地依賴于理論化學學的進步幾乎理論化學學每一項重要突破就會大大加快理論天體化學學的前進。
二十世紀二十年代初量子理論的構建使深入剖析星體的波譜成為可能并由此構建了星體大氣的系統理論。三十年代原子核化學的發展使星體能源的疑惑獲得滿意的解決因而使星體內部結構理論迅速發展而且根據赫羅圖的實測結果確立了星體演變的科學理論。1917年愛因斯坦用廣義相對論剖析宇宙的結構成立了相對論宇宙學。1929年哈勃發覺了河外星系的譜線紅移與距離間的關系之后人們借助廣義相對論的引力理論來剖析有關河外天體的觀測資料探求大尺度上的物質結構和運動這就產生了現代宇宙學。對行星的研究是天體化學學的一個重要方面。近二六年來，對慧星的研究以及對星星及物質的分布、密度、溫度、磁場和物理組成等方面的研究，都取得了重要成果。隨著空間偵測的進展，太陽系的研究又成為最活躍的領域之一。銀河系有一、二千億顆星體，其數學狀態千差萬別。塊狀體、紅外星、天體微波眩目源、赫比格一阿羅天體，可能都是從星際云到星體之間的過渡天體。特殊行星更是多種多樣：造父變星的光變周期為1～500.1～2個星等；長周期變星的光變周期為90～1000星等；天龍座RR型變星的光變周期為0.05～1.5型變星光變不規則，沒有固定的周期；新星爆發時拋出大量物質，光度急遽降低幾萬到幾百萬倍；有的紅球星的直徑比太陽直徑1000倍以上；白矮星的密度為每立方分米一百公斤到十噸，中子星密度更高達每立方分米一億噸到一千億噸。
河外星系與銀河系屬于同三天體層次。星體按形態大致分為五類：漩渦星體、棒旋星體、透鏡型星體、橢圓星體、不規則星體。按星體的質量大小，又可分為矮星體、巨星系、超球星系，它們的質量依次約為太陽的一百萬到十億倍、幾百億倍和萬億倍以上。同銀河系一樣，星體也由星體和二氧化碳組成三、五個、十來個、幾十個因而成百上千個星體組成星體集團，稱星體群、星系團。通過各類觀測手段，人們的視野擴充到150億光年的宇宙“深處”。這就是“觀測到的宇宙”，或稱為“我們的宇宙”，也就是總星體。研究表明，宇宙物質由物理元素周期表中近百種物理元素和289種核素組成。在不同宇宙物質中發覺了月球上不存在的礦物和分子。用數學學的技術和技巧剖析來自天體的電磁幅射，可得到天體的各類化學參數。按照這種參數運用數學理論來闡述發生在天體上的化學過程，及其演化是實測天體化學學和理論天體化學學的任務。天體化學學從研究方式來說，可分為實測天體化學學和理論天體化學學。后者研究天體化學學中基本觀測技術、各種儀器設備的原理和結構，以及觀測資料的剖析處理，因而為理論研究提供資料或則檢驗理論模型。光學天文學是實測天體化學學的重要組成部份。前者則是對觀測資料進行理論剖析，構建理論模型，以解釋各類星象。
同時，還可預言仍未觀測到的天體和星象。天體化學學根據研究對象，可分為：太陽化學學陽系化學學星體數學學星體天文學星體天文學宇宙學天體演物理（二）天體化學學對未來的重要影響天體化學學的發展，使得天文觀測和研究不斷的出現新成果和新發覺。天體化學學的發展，使得天文觀測和研究不斷出現新成果和新發覺。1859年，基爾霍夫對太陽波譜的吸收線(即夫瑯和費譜線)做出科學解釋。他覺得吸收線是光球所發出的連續波譜被太陽大氣吸收而成的，這一發覺促進了天文學家用分光鏡研究星體；1864年，哈根斯用高色散度的攝譜儀觀測星體，證認出個別元素的譜線，之后按照多普勒效應又測定了一些星體的視向速率；1885年，皮克林首先使用物端棱鏡拍攝波譜，進行波譜分類。通過對行星狀星云和彌漫星云的研究，在仙女座星云中發覺新星。這種發覺使天體化學學不斷向廣度和深度發展。1905年，赫茨普龍在觀測基礎中將部份星體分為球星和矮星；1913羅素按絕對星等與波譜型勾畫星體分布圖，即赫羅圖；1916年天體物理學屬于物理嗎，亞當斯和科爾許特發覺相同波譜型的球星波譜和矮星波譜存在細微差異，并確立用波譜求距離的分光視差法。在天體化學理論方面，1920年，薩哈提出星體大氣電離理論，通過埃姆登、史瓦西、愛丁頓等人的研究，關于星體內部結構的理論漸趨成熟；1938年，貝特提出了氫聚變為氨的熱核反應理論，成功地解決了主序星的產能機制問題。
1929年，哈勃在研究河外星系波譜時，提出了哈勃定理，這極大地促進了星體天文學的發展；1931～1932年，央斯基發覺了來自銀河系中心方向的宇宙無線電波；四十年代，美國軍用雷達發覺了太陽的無線電幅射，自此射電天文蓬勃發展上去；六十年代用射電天文手段又發覺了類恒星、脈沖星、星際分子、微波背景幅射。1946年日本開始用尼克斯在離地面30～100公里高度處拍攝紫外波譜。1957年，蘇俄發射人造月球衛星，為大氣內層空間觀測創造了條件。之后，日本、西歐、日本也陸續發射用于觀測天體的人造衛星。現今世界各國已發射數目可觀的宇宙飛行器，其中裝有各種類型的偵測器，用以偵測天體的紫外線、x射線、β射線等波段的幅射。自此天文學步入全波段觀測時代.這種發覺使天體化學學不斷向廣度和深度發展。理論化學學中的幅射、原子核、引力、等離子體、固體和基本粒子等理論，為研究類恒星、宇宙線、黑洞脈沖星、星際塵埃、超新星爆發奠定了基礎。天體化學學的發展也進一步推動了理論化學學的發展，天體化學學對人類社會發展的重要性日漸降低。世界各國對天體的研究越來越重視，變革開放以來，非常是近年來，我國先后發射各類人造衛星包括神舟系列衛星，嫦娥系列衛星等，對太陽系天體進行實地取樣和剖析，以及尚在努力探求中的引力波觀測，目前關于天體的信息都來自電磁幅射。
通過對幅射譜線的剖析，可以得到關于天體表面水溫、質量以及內部結構、地理狀況等許多信息，還可以檢測天體與月球的距離。各類各樣的星體，為研究星體的產生和演變規律提供了樣品。另外，天體上特殊的數學條件，在月球上常常并不具備，借助天彰顯象探求數學規律，是天體化學學的重要職能。可以在外空間對特殊材料進行加工、合成，也可以在外空間進行生物變異處理，形成多種多樣的物種，來提升人們生活質量。通過天體化學學，對各類天體進行研究，除了使人們愈來愈深入地了解宇宙的結構和演變規律，同時也使得數學學在闡明微觀世界的奧秘方面取得進展，對未來發展有著非常重要的作用，幾乎涉及到人類生活的各個方面。首先，天體化學學對我們來說，可以挺好地運用到數學問題的解決中，例如天體運動中十分知名的雙星系統問題。行星圍繞星體做圓周運動，或則衛星繞行星做圓周運動時，萬有引力作用的距離，正好是行星(或衛星)圓周運動的軌道直徑，并且在雙星系統中的引力作用的距離與雙星運動的軌道半徑是不同的，雙星系統中兩星做圓周運動時的角速率和周期是一定相同的。通過這種信息，我們可以將雙星系統簡化為圓周運動的模型，進而估算出與此系統相關的萬有引力，向心力，周期等化學量并通過這種化學量之間的轉化和運算解決一些簡單的問題，如由雙星運動造成的類似月食的食雙星現象，簡略估算萬有引力常量等等。
另外，在研究天體化學學的過程中，觀察是一個必不可少的過程，所以在觀察中用到的儀器也就成為了可以影響我們生活和學習的一大應用方向。天文望遠鏡是搜集天體幅射并能確定輻射源方向的天文觀測裝置天體物理學屬于物理嗎，一般指有聚光和成像功能的天文光學望遠鏡。天文望遠鏡的發展和使用原理結合了光學和力學的好多內容，從最早的伽利略式天文望遠鏡到現代小型光學望遠鏡，通過對透鏡焦距的不斷調整和其他光學套件的復雜組合，讓我們有機會觀察到更多的天文現象，所以可以說，天文望遠鏡的出現和發展就是現代天文學的基礎。同時，天體化學學還可以應用到許多其他有趣的方面。近些年來非常受人關注2012末日理論似乎也與天體化學學有著密不可分的關系。一些占星學家認為，2012年將可能會出現“天體重疊”，太陽在天空中的線路將會穿過銀河系的最中央，將會讓月球處于更為強悍的未知宇宙力量的牽引之下，會加速月球的毀滅。但事實上，天體化學學的知識告訴我們，2012年絕對不會出現這些可怕的‘天體重疊’現象，或則說只會出現一些正常的天彰顯象。例如每年夏至時，從月球上看太陽，太陽看上去好似是處于銀河系的中央。一些占星學家似乎會對保存這些現象很激動，但對于科學家來說，這些現象毫無非常之處。
它不會導致月球引力、太陽幅射、行星軌道等事物的變化，也不會對月球上的生命引起任何影響。沒有任何奇怪之處。只有覺得世界將要面臨末日的人就會把這種普通的天文現象看作是一種威脅。另外，關于2012世界末日的一些其他預言，如行星撞擊月球，太陽風暴襲擊等等，我們也可以用并不復雜的天體化學學知識對其加以抨擊。其次，月球目前正面臨著能源短缺問題，通過對外空間探求，我們或許能找到新能源來減緩月球能源問題。熱核聚變概念是在研究星體能源時