天體物理學

天體物理學（英語：astrophysics）， 閣稱天文物理學，是研究宇宙的物件理學，這包括星體的物理性質（光度，密度，溫度，化學成分等等）和星體和星體彼此之間的交互作用。應用物理論佮方法，天體物理學探討恆星演化、恆星結構、星際物質、宇宙微波背景、日頭系的起源佮真濟佮宇宙學相關的問題。因為天體物理學是一門足廣的學問，天文物理學家通常應用誠濟無仝的學術領域，包括力學、電磁學、統計力學、磅子力學、相對論、粒子物理學佮原子分子佮光物理學等等。因為近代跨學科的發展，佮化學、生物、歷史、計算機、工程、古生物學、考古學、氣象學等等學科的混合，天體物理學目前大細分支三百—五百門主要專業分支，成做物理學當中上前沿的龐大領導學科，是引𤆬近代科學佮科技重大發展的前導科學，仝時陣嘛是歷史上蓋久的古老傳統科學。

天體物理實驗數據大多數攏是依賴觀測電磁輻射獲得。較冷的星體，像星際物質或者是星際雲會發射無線電波。大爆炸了後，經過紅移，留落來的微波，叫做宇宙微波背景輻射。研究這微波需要非常大的無線電望遠鏡。

太空探索大大地擴展了天文學的薑界。太空中的觀測通予觀測結果避免受著地球大氣層的干擾，科學家定透過使用人造衛星佇地球大氣層外進行紅外線、紫外線、伽瑪射線佮 X 射線天文學等等電磁波段的觀測實驗，閣較好的觀測結果。

光學天文學通常使用加裝電錢被合元件佮光譜儀的召鏡來做觀測。因為大氣層的擾動會干涉觀測數據的品質，故佇咧地球頂懸的觀測儀器通常著愛配備調適光學系統，抑是改由大氣層外的太空召鏡來觀測，才會當得著上優良的影像。佇這頻域內底，恆星的可見度蓋懸。藉著觀測化學頻譜，會當分析恆星、星系佮星雲的化學成份。

理論天體物理學家的工具包括分析模型佮計算機模擬。天文過程的分析模型的時常會當予學者閣較深刻的地理解保中奧妙；計算機模擬會當顯現出一寡非常複雜的現象或者是效應背後的機制。

咱佇實踐中，現代天文學研究通常牽涉著理論佮觀測物理領域的大量工作。天體物理學家的一寡研究領域包括試圖確定暗物質，暗能量，烏空佮其他天體的性質   ; 以及宇宙的起源和最終命運。理論天文學家閣研究太陽系的形成佮演化。恆星動力學佮演化   ; 星系的形成佮演化   ; 磁流體力學   ; 宇宙中物質的大尺度結構；宇宙線的起源；廣義相對論，狹義相對論，量仔佮物理宇宙學，其中包括弦宇宙學和天體粒仔物理學。

大爆炸模型的兩个理論棟梁是廣義相對論佮宇宙學原理。因為太初核合成理論的成功佮宇宙微波背景輻射實驗證實，科學家確定大爆炸模型是正確無誤。最近，學者閣創立了 ΛCDM 模型來解說宇宙的演化，這模型涵蓋了宇宙暴脹（cosmic inflation）、 暗能量、暗物質等等概念。

理論天體物理學家佮實測天體物理學家分別扮演這門學科當中的兩大主力研究者，兩个人專業分工。理論天體物理學家通常扮演大膽假設的研究者，理論不斷推陳出新。實測天體物理學家扮演細膩求證的研究者，通常是物理實證主義的奉行者，干焦信觀測的數據。

歷史

天文學的歷史紀錄雖然真久長矣，但是伊長期以來攏佮物理學分開，一直到物理學發展才開始結合起來，你主要發展的目的是曆法。

天文學佇咧歷史內底，中國、歐洲、非洲、中東、印度、美洲攏有獨立的發展歷史，其中以中國的歷史紀錄長度上蓋久，但是中國並無發展出天體物理學，上早有天體物理學研究的紀錄是印度。

天文學佇古早歷史上的發展分支：

• 中國古早天文學
• 印度古早天文學
• 非洲古早天文學
• 埃及古早天文學
• 非洲部落天文學
• 近東古早天文學
• 兩河流域天文學
• 美索無達米亞天文學
• 巴比倫天文學
• 阿拉伯天文學
• 巴格達學派
• 開羅學派
• 西阿拉伯學派
• 美洲古早天文學
• 瑪雅天文學
• 歐洲古早天文學
• 希臘古早天文學嘛有一種看法認為非洲古早天文學、兩河流域天文學佮美洲古早天文學攏是由傳說中的姆大陸佮亞特蘭提斯所流傳來的，毋過這項講法欠缺考古學上的證據，雖然無法度證偽，但是嘛無法度證實。歐洲天文學主要源自非洲古早天文學佮兩河流域天文學，現代天體物理學是由歐洲天文學建立起來的。

中國古早天文學

中國古早研究天文學的目的主要是曆法、占卦佮氣象，用途多數攏是封建時代的權威創造抑是製造傳說。因為中國封建制度維持不止仔久長，所致擁有全球歷史上上完整的天文記錄。

中國天文學史上早會當達到四千年以前，並且是首個計算出木禮拜的民族，木星佇咧古早中國叫做「歲星」，占卦用途的重要輔星。由公元前十八世紀起，中國歷朝各代攏有專屬的正式天文觀測單位，其特色是因為記錄，誠利用佇政治目的，並且發展過一百幾種的曆法，同時對哈雷雷公記錄多達三十一遍，對天象的紀錄，項目種類繁多，由日食、月吃、彗星、流星、日頭烏子等等，無一而足，甚至詳細至濟濟不明飛行物體的記載，是世界上上豐富完整的天文記錄。獨獨中國古早天文學無求其背景發生原因，干焦用佇政治目的，所以，四千年來毋捌有任何系統理論上的進展。因為記錄詳細，現代多數共中國古早天文記錄用佇歷史天文學當中的考證，用補足歐洲因為烏暗時代所造成的大破壞時期的天文資料不足。

中國的天文記錄依地區閣會當分做中原地區、西南地區佮北部地區天文記錄：

• 中原地區：主要是由漢族來記載，長度差不多四千年，是全球天文史內底上完整的記載。
• 西南地區：主要是由此族佮藏族的記載。
• 北部地區：主要由蒙古及韃肪族記載。

中國天文學的發展，因為長期的政教分離制，毋捌受著宗教的影響，其實記錄客觀詳實、四千年來毋捌斷節；毋過也因為皇權佮政治上的需求，致使其他無重視理論研究，佇系統理論方面一直毋捌進步。此外，中國地區的一寡少數民族天文學史亦相當的發達。

中國古早天體物理學

據考證，古早中國捌有兩批人企圖建立親像歐洲的現代物理學，分別是戰國時代的墨家佮宋明理學家。墨家因為戰亂來致使所有文獻遺失，宋明理學家是因政治壓迫而無閣繼續發展落去，因為喪失建立並且發展現代天文學的先機。先秦時代的道家是干焦對彼當陣已知影的天體運行規律做矣總結式的講，並無詳細解說其觀測的過程、其理論推導過程，故而且會當做為一種中國古早天文學的資料、煞袂當參現代天文學接軌，具體資料會當參見《淮南子 ・ 天文訓》等於是古典。

中國佮印度、非洲一寡地區的文明，是現存已經發現的上早建立日頭系結構推測記錄的地區文明。

印度古早天文學

印度古早天文學，佇上早期的吠陀經當中就有零星的記載。

非洲古早天文學

非洲古早天文學主要分做埃及古早天文學佮部落天文學兩个分支。埃及古早天文學本身有發展的歷史紀錄，非洲部分地區的部落天文學是天文學其趣味，有真濟根本上無可能發現的精準天文智識，加上鄰近地區近代發現的藍種人、綠種人、茶鳥人佮法老王系的人種變化，此外佮瑪雅曆法仝源的天狼星曆法，予遮的濟濟學者認為遮的部落有其他的高級的文明影響來制定遮的部份其他的天文學佮曆法。

近東古早天文學

近東古早天文學分做阿拉伯天文學佮兩河流域天文學。

兩河流域天文學上早是由蘇美人佇大水了後所開始發展，前後發展出美索無達米亞天文學佮巴比倫天文學。

米索無達米亞天文學是有記載以來的上舊的天文學，估計公元前三十世紀的後期就已經有曆日法，離這馬大約五千年。

阿拉伯天文學一般也叫穆斯林天文學，公元七世紀伊斯蘭教興了後一直到十五世紀左右各伊斯蘭文化地區的天文學。阿拉伯天文學大體形成做三个學派，即巴格達學派、開羅學派和西阿拉伯學派。

美洲古早天文學

美洲古早天文學主要指的是印加民族天文學，內底有包括瑪雅族的瑪雅曆。

美洲地區的某一寡部份天文學佮非洲地區的部落天文學敢若有背景共通條件，被懷疑是全新世後五千年當中，有歷史記載進前的消失文明所創造來流傳落來的天文學，而且予普遍懷疑並毋是由地球上發展出來的天文學，特別是天狼星曆法。

歐洲天文學

歐洲天文學主要是希臘古早天文學，一般認為希臘古早天文學受著非洲佮近東的天文學影響是誠深。此外，北歐神話體系當中，亦有少量的天文學含量。

亞里斯多德學派的世界觀認為，天體世界佇咧天頂行向佇咧完美的物體內底，理應做球形。

歷史天體物理

歷史天體物理學主要利用古早歷史記錄、古溫佮古地質猶原天體狀態，用佇古生物學、地質學、考古學佮部份天體物理學說的驗證上，這門學科最近這幾年來漸漸成做天體物理當中一門重要的學科，有相當程度的實用性。

因為天體運動具有袂當越頭算性，天體挵會致使原本的軌道痕跡完全消失去無法度進行逆計算，天體狀態的還原精確度通常只能回算到一定的年代為止，年代較久長的逆運算干焦會當透過古溫粗略計算地球軌道位置，用佇咧估計地質的年代內底的古溫佮軌道影響。

考古學方面，年代佇全新世以內的天文年代學這幾年來成做真重要的參考，使用佇計算古早氣候變化對社會發展的影響幫助非常大。比如講，古早大水的考證問題，天文年代學佮地質學做為上重要的參考依據。另外閣有土耳其地下墓穴嘛為是考古確定天文年代的例。

理論天體物理

理論天體物理學的起點會使由十六世紀開始共算起，真大部份的理論提出另外「物理建模方法」提出假使講，建立物理模型，驗證方法則多數以「波普爾論證法」來做確認，主要採取「證實主義」抑是「證偽主義」兩種手法交雜並用。理論的狀態多數有以下幾種：

• 全部理論證實：目前不存在。
• 部份理論證實：比如講「廣義相對論」佮「牛頓力學」。
• 理論證偽：為數遐爾大，比如講，中國的「渾天講」。
• 技術力無法度驗證理論：比如講，「 夸克星」，通常攏是理論當中存在猶未驗證的物理假講。
• 理論錯判證實：比如講，「 牛頓力學」捌被錯判證實。「夸克星」是曾經有兩冬的時間予人認為已經揣著（SN 一千九百八十七 A，差不多一千九百八十九-一九九空年之間予人錯誤地認為存在夸克星）。
• 偽科學：數量傷過大的民間學講，譬如講規批用科幻小說做基礎的幻想學講、科普遍的神學天體物理，通常的特徵是理論家己非常的方式。比如講，「 星際之門蟲洞物理」，「 星際之門」內底的「蟲洞物理」佮現實研究中的「蟲洞物理」差距非常的大，踮目前現實中的「蟲洞物理」，實際嘛並無予人列入合格的天體物理論，實際的「蟲洞物理」認為講「蟲洞」的大細若小於一光年，是無任何可能傳送任何物質進行太空旅行，「 星際之門蟲洞物理」佮此差距極大，開啟蟲洞頷頸的維持能量是「負能量」，「 星際之門蟲洞物理」煞是使用「正能量」來維持，「 量子蟲洞」是採用「虛粒子對交互作用」來維持「量子蟲洞」的恆穩態，會當迵過「量子蟲洞」干焦超流體，而且「星際之門蟲洞物理」煞是啥物物質攏會當傳送。事實上兩个人的講法攏無經過檢驗。
• 未經檢驗的假說：比如講，「 人造月球就假講」佮「平行宇宙」和規批和霍金鬥陣有關係的講法。因為通俗易了解、貌像合理，檢驗方法煞需要了大量的金錢，因為大批無經驗的假影講民間流傳，予人誤認已經檢驗的正統科學，透過大眾文化傳播，成做非專業信徒型學科。

真濟數的天體物理論攏得欲處「部份理論證實」佮「技術力無法度驗證理論」的狀態，基本的過濾方式是「證實方法」抑是「證偽方法」，繼續過濾到每一个步驟攏佮數據吻合。

現代理論天體物理學家使用多樣的研究工具，包括分析模型佮計算機數值模擬，分析模型會當提供每一个步驟是毋是同齊到現行抑是假使用的物理定律，計算機數值模擬無主要用佇推算出物理數學模型敢有矛盾的所在。理論天體物理學家佮拍拚咧發展理論模型佮便理解遮的模型佮觀測的擬合程度，這會使觀測者證實抑是證偽某一个模型敢有正確，而且按模型當中選擇一个拄好的理論來說明觀測數據。

一旦某一个物理模型大體上被驗證，實測天體物理學家就會依據這該模型輸入觀測資料，一旦發現某一寡仔不符合的所在，該理論伊會做修正，到全面呼，所有的觀測數據攏合理論預測了後，就會當講應該理論做已經證實的天體物理論。若是，理論和數據有大批無符合，該理論會先予人限定做有限理論，一直到發展出其他會當全面呼籲的理論以後，該理論會廢棄。

理論天體物理研究的範圍非常廣泛，包括著矣：「 星體動力」、「 星體演化」、「 河溪生成和演化」、「 電磁動力」、「 廣義相對論」、「 宇宙學」、「 弦宇宙論」、「 天體粒仔物理」、「 重力波」、「 宇宙性命」、「 宇宙航行」、「 宇宙通訊」等咧，課題包羅萬象。

實測天體物理

現代天體物理的發展方式多數採取物理數學的方法，先發展相關的理論，然後才閣透過實測天體物理學的技術手段來驗證，並且透過觀測數據來修正理論上的缺失。 實測天體物理目前持有全球尖端的科技來進行研究，技術的演進，天體物理實驗數據已經會當採取濟種的管道得著，包括著地面各類望遠鏡、太空召鏡佮太空探測器。此外，因為需求的緣故，實測天體物理學家是目前建造超級電腦的積極人士，而且定定會透過全球虛擬天文台的數據相換來進行研究，有夠運算的領域當中，有真濟出身佇咧實測天體物理學的工作者。

地面召鏡

• 射電天體物理學通常使用數毫米的波長來研究天體，是實測天體物理學研究當中上主要的重要研究手段。譬論研究星間氣體的冷物質佮塵埃、宇宙微波背景輻射、紅位徙、波熹，按呢的研究通常需要超大型無線電望遠鏡陣列。
• 紅外線天體物理學通常使用會當見光以外的長波來研究天體。紅外線觀測通常使用類似光學召鏡的構造，寒光天體通常使用紅外線來探測，比如講矮星抑是系外行星探測。
• 干焦學天體物理學是上古早的天文學。光學望講遠鏡通常會當用加裝 CCD 佮光譜儀的召鏡來做觀測。因為大氣層會干涉觀測數據的品質，猶閣著愛配備調適光學系統，抑是使用太空召鏡，才會當得著上優良的影像。佇光譜的頻域內底，恆星的可見度蓋懸。藉著觀測化學頻譜，會當分析恆星、星系佮星雲的化學成份。
• 紫外線天體物理學、X 射線天體物理學佮 γ 射線天體物理學研究高能量的星體活動，比如講「雙星波抹著」、「 烏櫳櫳」、「 磁星」等咧，這寡類型的輻射通常無法度有效迵過地球的大氣。通常有兩類型的召鏡用佇咧研究這類的星體活動，塗跤的切倫可夫召鏡（IACT）佮太空的電磁光譜召鏡。切倫可夫望遠鏡（IACT）譬如講地面的 RXTE、錢德搝 X 射線天文台佮康普頓伽瑪射線天文台。太空的電磁光譜召鏡，譬如講高能立體視野望遠鏡（H . E . S . S .）佮 MAGIC。

太空召鏡

因為大氣層會干涉觀測，佇咧太空中進行觀測會使取得較無干擾的數據，太空召鏡成做最佳的探測方式之一。

太空探測器

目前全球各國已經發射數百个太空探測器佇咧太空中進行天體物理研究。

全球虛擬天文台

因為網際網路的熟，目前大部份實測天體物理學家攏會當透過全球連線的虛擬天文台來得著天文的數據，並且佇咧任意四序的地點進行數據分析研究，目前的天文資料庫數量驚人，猶未進行分析的天文數據，估計會當供研究達數百年。干焦星系相片就有數千萬粒，百分之九十五以上攏無分類，大部份攏猶未進行過初級的辨識分析，絕大多數的已知星體均猶未進行測距。

其他種類的觀測技術

• 重力波觀測
• 微中子觀測
• 宇宙射線觀測
• 日頭物理觀測

數據分析

現代因為觀測數據傷過大，估計數百年來攏無法度分析完成，實測天體物理學家亦開始分工進行數據分析，分做專職進行觀測的研究者佮專職進行數據分析的研究者，分工項目相當的幼路，並且多數使用分散式運算或者是超級電腦來進行分析，目前通常一批觀測數據攏愛處理濟年才會當完成，往往某類天文重大發現攏是佇兩三冬前就已經取得觀測數據。

分支學科

按照研究方法分：

• 歷史天體物理學
• 理論天體物理學
• 實測天體物理學佮天體物理學相關的跨學科的分支學科，會當分做：

• 宇宙學
• 物理宇宙學
• 理論宇宙學
• 宇宙結構學
• 觀測宇宙學
• 高能天體物理
• 粒子天體物理
• 核天體物理
• 微中子天體物理
• 蟲洞物理
• 量子蟲洞場物理
• 時間場物理
• 類星體物理
• 實測天體物理
• 射電天體物理學
• 紅外線天體物理學
• 光學天體物理學
• 紫外線天體物理學
• X 射線天體物理學
• γ 射線天體物理學
• 衛星軌道學
• 系外行星觀測學
• 電漿天體物理
• 天體動力學
• 天體演化學
• 星震學
• 緻密星天體物理
• 烏空物理
• 奇異點物理
• 中子星物理
• 多中子核物理
• 奇異原子物理
• 夸克星物理
• 加夸克物理
• 奇異物質理論
• 孤子星物理
• 非拓樸性孤子
• 玻色星物理
• 前子星物理
• 暗物質物理
• 天體化學
• 天體生物學
• 計算天體物理
• 天體能源物理
• 星系天文學，閣稱河外天文學
• 星系動力學
• 星系演化學
• 星系結構學
• 恆星物理學
• 恆星動力學
• 恆星天文學
• 行星物理學
• 行星鐵枝路物理學
• 行星重力學
• 行星電磁學
• 行星演化學
• 行星氣候學
• 行星地質學
• 行星礦物學
• 行星物理化學
• 行星性命物理學
• 行星生態學
• 小行星物理學
• 太陽物理學
• 太陽圈物理學
• 日地關係物理學
• 日震學
• 日冕學
• 日頭微中子物理學
• 太陽系物理學
• 地球科學
• 大地測量學
• 大氣科學
• 氣象學
• 海洋學
• 水文學
• 地球物理學
• 地球化學
• 地質學
• 礦物學
• 地形學
• 塗壤學
• 沉底學
• 古生物學
• 環境科學
• 自然地理學
• 月球學
• 月球地質學
• 火星學
• 火星氣候學
• 火星地質學
• 火星性命學
• 火星環境改造學
• 類木行星物理學
• 黃道離散天體物理學
• 分石頭學
• 彗星學
• 古柏𤆬天體物理學
• 歷史天文學
• 考古天文學
• 天文年代學
• 天文歷史年代學
• 古氣候天體物理學
• 古地質天體物理學
• 古化石天體物理學
• 古生物天體物理學
• 太空飛行器工程
• 太空通訊技術