相對(duì)論的天體物理學(xué)概論

李正禾，蔣騰慶

(1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院，山東 青島 266100；2.中國(guó)海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院，山東 青島 266100)

1 相對(duì)論天體物理學(xué)的學(xué)科架構(gòu)

天體物理學(xué)是天文學(xué)的一個(gè)分支，天體物理學(xué)運(yùn)用物理學(xué)規(guī)律來(lái)研究天體的物理學(xué)性質(zhì)，其中的天體可以包含行星、星系、黑洞乃至宇宙等各種天體[1-2]。

天體物理學(xué)將物理學(xué)史中形成的不同分支運(yùn)用到天文學(xué)中，形成許多天體物理學(xué)分支。研究相對(duì)論相關(guān)問(wèn)題的天體物理學(xué)為相對(duì)論天體物理學(xué)，研究粒子物理為主要目標(biāo)的方向稱(chēng)為粒子天體物理學(xué)，研究原子核物理的分枝被稱(chēng)為核天體物理。相對(duì)論天體物理學(xué)的發(fā)展是因?yàn)樵S多相對(duì)論所預(yù)言的現(xiàn)象或過(guò)程首先在天體上觀(guān)察到和得到證實(shí)。

2 理論物理史中的相對(duì)論

2.1 近代物理學(xué)的狹義相對(duì)論

相對(duì)論包含狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。一九零五年，愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論的兩個(gè)假設(shè)。對(duì)狹義相對(duì)論作出學(xué)科貢獻(xiàn)的，還有邁克爾遜、洛倫茲、龐加萊、麥克斯韋等物理學(xué)家。麥克斯韋的場(chǎng)方程基本與狹義相對(duì)論方程等效。

對(duì)于狹義相對(duì)論的物理貢獻(xiàn)，龐加萊印證了相對(duì)性原理的數(shù)論空間，并提出了基本的物理相對(duì)性原理。因此，在龐加萊和愛(ài)因斯坦之間在科學(xué)史上存在一定的爭(zhēng)論。但是，愛(ài)因斯坦之所以在狹義相對(duì)論方面的工作成為科學(xué)史中相對(duì)論的中心并為后人所知，很大程度上是由于愛(ài)因斯坦對(duì)狹義相對(duì)論方程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并用最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)。……