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第1章 绪论 1

1.1天体物理学的研究对象 1

1.1.1太阳系 3

1.1.2恒星世界 13

1.1.3星系和星系团 15

1.2天体物理学的观测方法简介 15

1.2.1地面观测 17

1.2.2空间望远镜 25

1.2.3空间飞船考察 31

第2章 基本天体物理量及其测量 41

2.1星等 41

2.1.1视星等 41

2.1.2绝对星等 42

2.1.3光度 43

2.2温度 44

2.2.1色指数与色温度 44

2.2.2有效温度 47

2.3光谱型 47

2.3.1天体光谱研究的开始与发展 47

2.3.2恒星光谱的分类 51

2.3.3不同光谱型谱线特征的成因 53

2.4赫罗图 56

2.5变星 58

2.5.1脉动变星 59

2.5.2爆发变星 62

2.6天体距离的测定 67

2.7恒星质量的测定 74

2.7.1双星系统 74

2.7.2质光关系 75

2.7.3位力定理 75

2.8恒星的年龄 77

第3章 恒星的形成与演化 79

3.1恒星的形成阶段 80

3.1.1星云坍缩的条件与金斯判据 80

3.1.2星云的快速收缩过程 84

3.1.3星云的慢收缩过程——原恒星阶段 85

3.2主序星阶段 87

3.3恒星结构的基本方程 90

3.4积分定理（位力定理） 99

3.5主序后的演化 101

3.5.1小质量恒星的演化1M＜2.3M⊙ 101

3.5.2中等质量恒星的演化2.3M⊙＜M＜8M⊙ 106

3.5.3大质量恒星的演化M＞8M⊙ 107

3.6超新星 110

3.6.1Ⅰa型超新星 111

3.6.2Ⅱ型超新星 112

3.6.3中微子及其探测 114

3.6.4中微子的未解之谜 117

3.6.5超新星遗迹 119

3.7密近双星的演化 121

3.7.1洛希等势面 121

3.7.2密近双星的演化 124

3.7.3几种典型的最终演化结果 126

3.8引力波辐射 130

第4章 致密星 134

4.1白矮星 135

4.1.1白矮星的质量上限——钱德拉塞卡极限 135

4.1.2白矮星的结构与冷却 137

4.2中子星 138

4.2.1中子星的结构 139

4.2.2中子星的自转与磁场 141

4.3脉冲星 143

4.3.1脉冲星的发现——一个期待了30多年的结果 143

4.3.2脉冲星的观测特征与理论模型 146

4.3.3脉冲星的距离测量 148

4.3.4有待进一步研究的问题 149

4.4黑洞 153

4.4.1引力半径与视界 153

4.4.2引力红移与时钟变慢 156

4.4.3宇宙飞船向黑洞下落的过程 157

4.4.4克尔黑洞，彭罗斯过程和宇宙监察猜想 160

4.4.5黑洞热力学简介 162

4.4.6黑洞量子力学简介 164

4.4.7搜寻黑洞 169

4.5宇宙γ射线暴 174

第5章 星际物质 178

5.1星际物质的概况 178

5.2中性氢区（HⅠ区）与射电21cm谱线 182

5.3电离氢区（HⅡ区）与斯特龙根球 184

5.4星际分子 187

5.4.1星际分子的发现 187

5.4.2星际分子的天体物理学意义 189

5.4.3天体分子脉泽 193

第6章 星系 195

6.1星系的主要特征 197

6.1.1形态与分类 197

6.1.2星系质量的测定 203

6.1.3旋涡星系和椭圆星系的“标准烛光” 206

6.1.4银河系的主要特征 207

6.1.5旋臂生成——密度波理论 210

6.2活动星系与活动星系核 212

6.2.1活动星系的主要观测特点 212

6.2.2活动星系核（AGN）的统一模型 223

6.3星系团和超星系团 228

6.3.1星系的大尺度成团结构 228

6.3.2星系的大尺度本动速度 231

6.3.3星系团的X射线辐射 232

6.4星系的形成与演化 233

6.4.1单个星系的形成与演化概况 233

6.4.2星系的相互作用与并合 235

第7章 宇宙学简介 239

7.1人类宇宙观的进化 239

7.2宇宙的有限与无限 243

7.2.1空间弯曲的观测效应 245

7.2.2空间膨胀的观测效应——哈勃关系 248

7.2.3时间有限的观测效应——视界 249

7.3宇宙学的基本观测事实 249

7.3.1大尺度上星系的分布 249

7.3.2星系距离与红移之间的哈勃关系 250

7.3.3宇宙微波背景辐射 254

7.3.4元素丰度 259

7.3.5宇宙的年龄 260

7.3.6正反物质粒子数之比 262

7.3.7光子数与重子数之比 263

7.4几何宇宙学 265

7.4.1宇宙学原理 265

7.4.2三维常曲率空间与罗伯森-沃克度规 265

7.4.3宇宙学红移 268

7.4.4宇宙学视界 269

7.4.5牛顿宇宙学 271

7.4.6宇宙减速因子q0 274

7.5标准宇宙学模型 275

7.5.1弗里德曼方程 275

7.5.2宇宙的年龄 279

7.6物理宇宙学——具有物质和辐射的宇宙 282

7.7宇宙演化简史 286

7.7.1时空创生 286

7.7.2宇宙热历史概述 287

7.7.3轻元素核合成 290

7.7.4宇宙背景辐射 294

7.7.5星系和宇宙大尺度结构的形成 297

7.8几个重要的前沿课题 307

7.8.1宇宙的暴胀 307

7.8.2宇宙中的暗物质 312

7.8.3引力透镜 315

7.8.4宇宙暗能量 320

7.8.5宇宙学与物理世界的统一 325

参考书目 333