天文都研究哪些東西呢（宇宙空間天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展）

天文學(xué)家不預(yù)報(bào)天氣，也不算命。那么天文到底研究什么呢？一句話，天文學(xué)的任務(wù)是：看太陽(yáng)、看月亮、看星星。

在我們太陽(yáng)系內(nèi)，有太陽(yáng)、月亮、大小行星、彗星與衛(wèi)星。在太陽(yáng)系外，有很多恒星與恒星殘�。ò装�星、中子星與黑洞），以及環(huán)繞其中一部分恒星的“系外行星”。太陽(yáng)與周圍幾千億顆恒星構(gòu)成銀河系；宇宙中還有其他無(wú)數(shù)星星各自會(huì)聚，構(gòu)成大量類似于銀河系的星系。有些星系中心的巨大黑洞快速吸食周圍的氣體與塵埃，形成"活動(dòng)星系核"。

以上所有，都屬于太陽(yáng)、月亮與星星及其會(huì)聚成的團(tuán)體。天文學(xué)研究的就是它們的位置、運(yùn)動(dòng)路線、物理性質(zhì)，還有它們的出生、變化與死亡以及這些過(guò)程發(fā)出的各種各樣的信息。至于宇宙中的那些分子云，算是孕育恒星的育嬰室；彌漫在宇宙中的“宇宙大爆炸”的輻射余燼，則是宇宙學(xué)的研究對(duì)象。

除了黑洞之外，天體要么發(fā)出光，要么反射光。光，是天體給人類的最容易接收的信息。長(zhǎng)期以來(lái)，人們只能觀測(cè)肉眼可見的那類光——可見光。

觀測(cè)可見光的方式一開始當(dāng)然是用肉眼。1609年，伽利略用自己制造的天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)星空，從此人類進(jìn)入了天文望遠(yuǎn)鏡時(shí)代。直到今天，接收可見光的天文望遠(yuǎn)鏡依然是天文觀測(cè)中的最重要的幾個(gè)主力之一。我們熟知的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的對(duì)象也主要為可見光。

除了可見光望遠(yuǎn)鏡之外，天文學(xué)家與工程師們還設(shè)計(jì)、制造了紫外望遠(yuǎn)鏡、紅外望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡、X射線望遠(yuǎn)鏡與伽瑪射線望遠(yuǎn)鏡，分別觀測(cè)天體發(fā)出的紫外線、紅外線、射電輻射、X射線與伽瑪射線，這些輻射與可見光共同構(gòu)成了“電磁波”這個(gè)統(tǒng)一概念，換句話說(shuō)，它們都是某個(gè)波段的電磁波。

除了電磁波之外，有些天體還會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的宇宙線、中微子、引力波。比如：太陽(yáng)在不斷發(fā)出大量中微子；太陽(yáng)上劇烈的爆發(fā)過(guò)程會(huì)發(fā)出大量宇宙線；有些超新星爆發(fā)會(huì)也會(huì)發(fā)出大量中微子與宇宙線；黑洞與黑洞并合、中子星與中子星并合以及黑洞與中子星并合都會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的引力波。宇宙線、中微子、引力波與電磁波一樣，都攜帶著天體內(nèi)部的重要信息，甚至是原始的重要信息，因此對(duì)于這些信息，天文學(xué)家自然會(huì)說(shuō)：我全都要。

為了那句“我全都要”，天文學(xué)家、物理學(xué)家與工程師設(shè)計(jì)、制造出宇宙線探測(cè)器、中微子探測(cè)器與引力波探測(cè)器。其中，宇宙線探測(cè)器于1912年在5300米高山上首次探測(cè)到宇宙線；中微子探測(cè)器在1987年首次探測(cè)到銀河系外發(fā)射過(guò)來(lái)的中微子，引力波探測(cè)器在2015年首次探測(cè)到兩個(gè)黑洞并合發(fā)出的引力波。

天文雖然是觀測(cè)學(xué)科，但也需要大量的理論分析與計(jì)算，因此雖然有的天文學(xué)家一輩子都沒(méi)摸過(guò)望遠(yuǎn)鏡和其他觀測(cè)儀器，卻依然是合格甚至杰出的天文學(xué)家，他們是理論天文學(xué)家。理論天文學(xué)家的主要工具是紙、筆、黑板/白板，個(gè)人計(jì)算機(jī)或超級(jí)計(jì)算機(jī)，別人開發(fā)的程序或自己開發(fā)的程序。對(duì)于想成為理論天文學(xué)家的人而言，過(guò)硬的數(shù)學(xué)、物理與編程的能力，是必不可少的技能，也是必修課。