什么是天文学家?
行星、恒星、星系和太阳系让你着迷吗?你想知道宇宙是如何以及为什么以这样的方式运行吗?
天文学研究是最古老的自然科学。这是唯一一门你可以研究和观察在整个宇宙中工作的物理学,但却不能从身体上接触到被研究的东西的科学。有趣的是,正是望远镜的发明使天文学发展成为一门现代科学。
天文学家将花时间分析数据、撰写研究论文或编写计算机程序,以便对收集到的数据进行更有效的搜索。
天文学家是做什么的?
天文学家是科学家他主要专注于太空研究,包括恒星、行星和我们上方的星系。恒星的演化也被研究,以了解太阳和我们太阳系的行星是如何形成的,以及随着它们年龄的增长会发生什么。
天文学家的大部分工作都是基于研究,因为他们的重点是理解宇宙是如何运行的,并试图发现宇宙中被认为是科学突破的事情。
天文学家使用的主要工具是:
望远镜——用来收集光的发射
摄谱仪——用于将光分解成光谱,以告诉空间物体的温度、成分和速度
相机-连接到望远镜,用于收集图像
航天器-相机和望远镜被放置在航天器上,以收集太空物体的图像
计算机——用来分析从望远镜和宇宙飞船接收到的数据
天文学家经常使用所有这些工具,尤其是望远镜(同时还应用了大量的物理和数学。他们能够使用各种各样的望远镜来观察宇宙中的物体——其中一些望远镜位于地球上,另一些则被送入太空。
只有距离我们最近的行星(都在太阳系内)才能被宇宙飞船到达。因此,我们依靠望远镜或地球轨道卫星,通过观测天体发射或反射的光,间接地向我们提供有关所有其他天体的信息。
望远镜收集来自遥远物体的光,让我们“近距离”看到它们。正是通过对这些光的收集和详细分析,天文学家才能解开宇宙的许多谜团。事实上,使用望远镜的主要目的是收集这些光,这样天文学家就可以分析和解释这些数据。
天文学家使用的望远镜的一个例子是哈勃太空望远镜。它能看到几十亿光年的距离(一光年是光在一年里传播的距离,约为5,865,696,000,000英里)。到目前为止,哈勃太空望远镜观测到的最远距离大约是100 - 150亿光年。天文学家能够看到的几个哈勃深空星系是数十亿年前的样子,因为这是光到达我们所需的时间。
天文学有不同的领域,大多数天文学家会选择只专注于一个领域。这些领域的一些例子是太阳天文学、行星天文学、恒星天文学、星系天文学、河外天文学和宇宙学。
每个领域然后分支成一个观察或理论类型的研究。观测分支使用物理学的基本原理,专注于获取和分析数据。另一方面,理论分支通过计算机或分析模型的发展来描述天文物体和现象。这两个分支是相辅相成的,理论天文学专注于解释观测结果,而观测天文学则被用来证实理论结果。
天文学也可以根据它与其他科学分支的联系来划分,因为它可以应用物理学、生物学和地质学来解释空间、恒星和天体的起源和演化。这四个子领域分别是:天体物理学、天体测量学、天体地质学和天体生物学。
天文学家的工作场所是什么样的?
天文学家的工作场所各不相同。典型的课堂环境对于教师来说很常见。通常,天文学家被邀请到其他机构做个人演讲。大多数大学(有天文系)每周举行一次会议,从其他大学邀请科学家来讨论他们的研究。
天文台也是典型的工作场所,为天文学家提供实验室。然而,几乎可以肯定,任何天文学家的终极目标都是在NASA工作。美国国家航空航天局是美国政府机构,负责与航空和太空有关的科学和技术。
在办公室工作通常涉及行政工作或研究工作。研究可能意味着各种各样的事情,比如校准和分析数据,运行数值模型,或测试理论。大部分时间都是在电脑前度过的,因此熟悉电脑和编程是这个职业的必要条件。
旅行包括每年参加几个会议,这些会议在世界各地举行。例如,美国天文学会(AAS)和国际天文联盟(IAU)会议每年都在不同的地点举行。世界上只有不到2万名天文学家,因此这些会议提供了与其他天文学家互动的绝佳机会,并了解他们正在从事的研究。
观测天文学家经常需要前往不同的天文台进行研究,因为这些天文台分布在世界各地,从波多黎各到夏威夷、欧洲、澳大利亚、智利,甚至南极。
例如,天文学家花大量时间阅读《天体物理学杂志》等出版物,要么学习新的学科,要么跟上天文学领域的主要发展和当前研究。通常,一天的第一部分是用来查看上传到arXiv上的新的天文学论文,arXiv是一个开放获取的新期刊文章档案。
天文学家还花费大量时间撰写论文和提案,因为为了展示和分享研究和成果,撰写和发表论文是必要的。为了从各种来源获得研究资金,撰写拨款建议也是必要的。为了获得使用不同望远镜和设备进行进一步研究的许可,需要撰写观测建议。
常见问题
天文学有哪些子领域?
天文学是研究地球大气层以外一切事物的学科。它应用物理学、生物学和地质学来解释空间、恒星和天体的起源和演化。想要进入这一研究领域的人可能希望专门关注一个子领域。
天文学的四个子领域是:天体物理学;天体测量学;太空地质学;和天体生物学。以下是对每个子领域及其重点的简要描述。
天体物理学
天体物理学作为一门科学学科,诞生于19世纪中叶的欧洲。观测天体物理学的重点是通过使用望远镜和其他天文设备来记录数据,以观测天体。理论天体物理学的重点是创建理论模型,并找出这些模型的观测含义和结果。
与研究地球物理的地球物理学类似,天体物理学是天文学的一个分支,它应用物理定律来解释宇宙中物体(如行星、恒星、星系和星云)的诞生、生命和死亡。与太空中物体的相互作用是通过研究它们发射的辐射量来完成的。行星、恒星等发出的这些辐射,可以通过观察某些性质来检查,如温度、密度、光度和化学成分。
天体物理学的大部分研究都集中在发展理论,以帮助我们理解辐射是如何产生的。天体物理学家运用了许多物理学学科来做到这一点,包括原子核和粒子物理学、原子和分子物理学、电磁学、相对论、热力学、经典力学、统计力学和量子力学。
天体物理学与天文学和宇宙学紧密相连。这三者之间的区别是:天体物理学创造了宇宙中小到中等尺寸结构的物理理论;天文学计算运动、位置和光度;宇宙学创造了宇宙中最大结构的物理理论,并研究宇宙作为一个整体的膨胀和演化。
天体测量学
天体测量学是天文学的一个分支,专注于精确测量恒星和其他天体在空间中的位置和运动。这是用来绘制和探测太阳系外行星位置和运动的最古老的科学方法(太阳系外行星是太阳系外的任何行星体,通常围绕太阳以外的恒星运行)。天体测量可以提供关于太阳系和银河系的运动和起源的宝贵信息,这是空间中恒星和单个物体运动的参考框架,还可以帮助确定星系中暗物质的分布。
天体测量学的另一个方面是误差校正,因为有一些因素会在测量恒星位置时引入误差。这些因素包括:观测者的误差、测量仪器的缺陷和大气条件。对仪器进行改进和对数据进行补偿可以减少这些误差。然后,通过使用统计过程来计算数据估计和误差范围,可以研究和分析结果。
太空地质学
天体地质学可以被看作是地球科学的母科学。这与地球科学非常相似,只不过是针对太阳系中的其他天体。天体地质学(也称为行星地质学或外地质学),主要研究行星及其卫星、小行星、彗星和陨石的地质(岩石、地形和物质)。天体地质学研究的是了解类地行星(类地行星是主要由岩石或金属组成的行星,如水星、金星、地球和火星)的内部结构,并研究这些行星上的火山、熔岩流、陨石坑、裂谷和风活动。巨型行星及其卫星的结构以及太阳系小天体的构成也被研究。
这一领域的研究正在进行中,每一项发现都有助于科学家更好地了解地球与太阳系邻居的演化。我们太阳系中的每一颗行星都有独特的地质特征,这些特征是科学家多年来通过望远镜观测或太空探测器返回的数据发现的。
太阳系中的每个行星都有自己的专门研究:
太阳学——研究太阳的学科
水银学:研究水银的科学
金星学:研究金星的学科
月球学——研究月球的学科
火星学——研究火星的学科
天顶学——研究木星的学科
土星学——研究土星的学科
天王星学—研究天王星的学科
海神学——研究海神的学科
Hedeology -冥王星的研究
天体生物学
天体生物学(以前称为外星生物学)是天文学的一个分支,专注于寻找地球以外的生命。它研究宇宙中生命的起源、演化、分布和未来,并考虑地外生命是否存在的问题,如果存在,人类如何探测到它。美国宇航局目前的天体生物学项目解决了三个基本问题:生命是如何开始和进化的?地球以外有生命吗?如果有,我们如何探测到它?地球和宇宙中生命的未来是什么?
虽然天体生物学在很大程度上是一个新兴和发展中的领域,但关于宇宙其他地方是否存在外星生命的问题是一个合理的理论,因此是一个有效的科学探索。行星科学家大卫·格林斯彭(David Grinspoon)称天体生物学是“自然哲学的一个领域,以已知的科学理论为基础,对未知事物进行推测”。天体生物学领域已经做出了巨大的努力来强调教育的重要性,既要培养下一代科学家,也要让公众知道任何突破。
这个领域曾经被认为是科学探索的主流之外,但现在已经成为一个正式的研究领域。20年前,没有一所大学专门开设天体生物学学位课程,甚至很少有大学开设这一领域的课程。今天,美国的每一所主要大学都至少有一门天体生物学课程,许多大学还设有学位课程。
这些任务刚刚开始将天体生物学提升到一个新的理解水平。鉴于人们对生命起源和流行问题的无尽迷恋,天体生物学将持续很长一段时间。
天文学家高兴吗?
天文学家是最幸福的职业之一。总体而言,他们在职业满意度得分上排在第九十个百分位。请注意,此数字仅来自我们从我们的索卡努会员收集的数据。
对天文学家来说,最大的挑战可能是不断地要钱来进行研究。为了获得访问天文台的资金,支付学生帮助减少大量数据,以及发表论文,天文学家不得不频繁地撰写提案。
这些请求有时相当冗长,解释他们项目的科学细节,他们要实现的目标,以及所涉及的估计成本。这个过程是竞争性的——只有最好的提案才能获得资金——而且占用了天文学家实际进行科学研究的时间。
我应该成为一名天文学家吗?
如果你想成为一名天文学家,你需要对这个世界有强烈的好奇心。你必须是个很有条理的人。你需要能够查看大量的信息并挑选出有用的模式。首先,你需要富有想象力来发现这些模式,并以一种有意义的方式将零碎的信息组合在一起,既细致又富有创造性。你需要一种反思和沉思学习的能力。
你需要有极大的耐心,花很长时间来努力揭示宇宙的新事物。只有这样,你才能成功地从事一门你无法称量、触摸或闻到你的主题的科学。
除了这些性格特征和天文学领域特有的技术技能外,天文学家还普遍拥有一些天文学学生需要培养的一般才能:
计算机技能
所有的天文学家需要使用电脑的不仅仅是电子邮件和互联网访问。他们的工作通常需要对宇宙的增长进行数值模拟,处理极其庞大的数据集,或者设计下一代仪器。同样重要的是,天文学家通常不使用基于windows的系统;它们通常依赖于类unix系统。本科期间在这一领域获得的经验和技能可以为研究生学习的开始阶段铺平道路。
科学写作技巧
所有的科学家都被要求写论文和报告。科学写作技巧比许多人想象的要难掌握得多。它最好通过实践来获得。因此,在本科期间阅读和撰写科学报告将为研究生学习和以后的学习提供重要的经验。
公众演讲技巧
天文学家必须能够向同行口头陈述他们的发现。虽然有些人有公共演讲的天赋,但其他人需要通过反复的练习和经验来学习这项技能。本科期间的研究项目展示为未来的天文学家提供了几个磨练公开演讲能力的机会。
这样的演讲对于最终成为一名有成就的科学演讲者来说是无价的。你可以通过在当地天文俱乐部演讲或利用一些大学提供的拓展机会来获得额外的经验。
成为一名天文学家需要多长时间?
大多数天文学家都有天文学或物理学的博士学位,以及这些相同物理科学的学士和硕士学位。要成为一名天文学家,需要在普通高中教育之外接受大约10年的教育。
在完成博士课程后,有抱负的天文学家通常会进入一个或多个博士后研究岗位,通常需要两到三年的时间才能完成。
天文学家是什么样的?
根据我们的用户池,天文学家往往是主要的调查人员。他们被发现新事物的能力和机会所激励,去识别新的模式和结构,去理解以前没有人理解的东西。然而,应该指出的是,与普遍的看法相反,天文学家用望远镜观察的时间很少。据估计,使用这样的设备只占天文学家平均时间的不到2%。
天文学家也被称为:
天文学教授