黑洞火了,冷门的天文学专业都研究什么呢

填报技巧 | www.co03.com 2019-04-12 11:59
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  4月10日,人类历史上首张黑洞照片面世!北京时间4月10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据,证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。

  图片来自新华视点

  这张黑洞照片瞬间刷爆了新闻媒体和朋友圈,连百度都赶紧做了个应景的图,不得不说这是一个大热点,有才的中国人把它做成了蜂窝煤在燃烧的样子,还有人在幻想黑洞是不是甜甜圈的模样。

  从那些描述黑洞的巨大数据我们又一次看到地球的渺小和人类的渺小。启发我们从更深层次去思考生命的意义。黑洞本身小编确实不懂,不过这张照片也引发了我们的兴趣,与这张最火的图最直接的专业,应该是那个号称最冷门的天文学专业,这个专业都研究个啥呢?

  天文学由来已久

  在古代小说中记载,一般能夜观天象的人,都是一些智谋超群的能人,这些人通过天象,就能窥测出一些将要发生的事。如三国中多次提到诸葛亮夜观天象。诸葛亮刚刚出山时,曾对刘备言:“亮夜观天象,刘表必不久于人世,荆州日后必归将军。”诸葛亮去世的前一天晚上,他夜观天象后十分惊慌,对身边的姜维说:“吾命不久矣!”可见,夜观天象这一技能确有其玄妙之处。古代能夜观天象的这些人,都会有一些特殊的地位,也都会有一些不为人知的神秘感。当然这些小说中的人物有很多演义的成分,不足相信。但是古代确实有相关部门来处理相关问题。古代掌管天文机构的官员叫太史令,太史令手下一般会配有几十名下属,这些人每天的日常工作就是观察星象,并且详细的记录太阳、月亮、彗星的运动轨迹,并且由专门的人员进行计算,最后将这些结果交给太史令。

  天文学最近有点火?!

  天文学专业其实是人类科学的六大基础学科之一,也就是大家常说的“数理化天地生”。但是此前,天文学在中国高校中属于比较稀少的专业(主要问题是就业面比较窄),也就是所谓的冷门专业,较有口碑的包括南京大学、中国科大、北京大学、北京师范大学等高校。情况在这几年有了比较大的变化。2012年,厦门大学恢复了天文学系;上海交通大学也在2013年将物理系更名为物理与天文系,并于今年改为物理与天文学院;2013年云南大学天文学系成立;2015年,中山大学成立了物理与天文学院。清华大学也成立了天体物理中心。此外,西华师范大学,河北师范大学等高校近年也纷纷设立了天文学专业。

  随着国力提升,我国对天文事业的投入加大,大量天文和空间项目的建成,对天文学人才的需求正变得旺盛。此外,随着我国对科普工作的重视和深入,各种天文场馆,中小学基础教育在天文学方面的投入,都需要这方面的人才。天文学是一门古老的科学。自有人类文明史以来,人类对于浩瀚星空的探索从未停止。2014年11月12日,欧洲空间局菲莱着陆器成功登陆彗星,在天文界引发了轰动。2015年12月17日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”成功升空。虽然人类对于宇宙的认识逐步加深,但宇宙中仍然有许多未解之谜等待我们去探索。

  “高冷”的天文学?

  天文学比较高冷,“高”主要是学科入门门槛也比较高,一般人还真学不来;“冷”二是冷门,远离人间烟火,尤其是那些相对论,时空折叠、光年等概念,仿佛在讲神话故事,就业的时候,也很难有宽的适应面,所以一直是个高冷的形象。

  天文学主要研究啥呢:

  1.Cosmology—宇宙学

  宇宙学是对宇宙起源,演化和基本结构的研究,一般天文学是侧重在某一个单独的天体的研究和学习,宇宙学关注的是和整个宇宙有关的事。另外,这个细分和物理学息息相关,所以如果你物理不够好就要慎选了。

  2.Astrophysics—天体物理学

  天体物理学是天文学里极富哲学气质的一个分类,它涉及天体的物理和物理特性,包括星星,行星和星系,它们的属性以及它们的表现。 对于天体物理学家来说,一些最有趣的研究领域,往往对公众感兴趣,包括确定暗物质,黑暗能量和黑洞的性质的尝试; 无论时间旅行是否可行,是否可以形成虫洞,还是存在多种多样的; 以及宇宙的起源和终极命运。

  3.Astrobiology—天体生物学

  这个专业总觉得这是在找外星人的节奏。。天体生物学领域是研究宇宙中生物体的起源,进化和可能的未来,无论是在地球上,还是其他星球上。 超越这个跨学科领域包括寻找在我们自己的太阳系内外的可居住环境。 许多人将对这一专业很感兴趣,特别是那些渴望寻找地外生命的人!

  4.Solar astrophysics—太阳能天体物理学

  如果你选择专注于太阳能天体物理学,你会学习太阳的属性和行为,并利用这些知识来了解其他恒星和系统。 太阳能物理学的研究非常重要,因为相信太阳大气和太阳活动的变化可能对地球的气候产生重大影响。

  5.Planetary geology—行星地质学

  那些专门从事行星地质学专业的人,应用地质学研究来了解行星,卫星,彗星,小行星的组成和行为,以及其他任何在这些空间周围的东西,这个研究领域与地球地质学密切相关。

  天文学专业天天仰望星空?恐怕远远不够,看那些巨大的数据,就知道数理化的要求肯定不低,一般来说,天文学专业在本科阶段的主要课程大体包括基础天文、天体物理(理论、实测)、量子力学、天文技术与方法、电动力学、理论力学、原子物理、恒星物理、计算天文学以及大学英语、线性代数、微积分、高等数学等公共课程。

  以南京大学为例,天文学专业的必修课包括:普通天文学、普通天文学实习、原子物理、天体力学基础、球面天文、实测天体物理、实测天体物理实习、理论天体物理、量子力学、电动力学、统计物理、理论力学、大学物理等。另外,还包括C语言程序设计、高等数学、微积分、线性代数、大学英语等公共课程。

  在系内选修课方面,天文学专业的学生选择也很丰富:宇宙学导论、初等数理天文、星系物理、X射线双星、航天器轨道力学、中子星物理、轨道设计基础、射电天体物理、高能宇宙探索、光学与红外实测天文、大学计算机应用等都可以自由选择。

  鉴于天文学专业都是研究的宇宙、星系、天体等等现象,每天挂在嘴边的数据也都是天文量级的,哈勃太空望远镜自1990年开始运行,已经完成了130多万次观测,每周传输大约20 GB的原始数据。要知道,这台望远镜是在20世纪70年代设计出来的,如今还在正常工作。位于智利的阿塔卡玛大型毫米阵列现在预计每天会增加2 TB(2048 GB)的观测数据。目前正在智利建造的大口径全景巡天望远镜是一种光学望远镜,每隔几个晚上,就能绘制整个天空的图像。它的灵敏度极高,每晚将会发现1000万个新的信号源,10年后会产生超过15 PB(1 PB=1024 TB)的数据。拍照的这个黑洞距离我们5500万光年,质量大约是60~70亿个太阳。但从地球上观察它肯定得用很牛逼的望远镜啊!仅仅是这几个简单的数据,让我们这些文科生的脑瓜壳就嗡嗡响了,完全不了解这些数字代表的意义,蒙圈了。

  另外值得注意的是,目前物理学的最前沿领域,很大一部分与天文相关。比如中微子、宇宙加速膨胀、暗物质、暗能量等研究,都与天文学、空间科学密不可分。所以,很多高校将物理与天文放在同一个院系中,至少在物理系中设立天文的相关专业。目前国内除了西华师大和河北师大以外,其余开设了天文学的高校均是985高校,也就是天文学的门槛其实不低。从侧面也证明这个仰望星空的专业,可真不一定好学,没有好的头脑,确实没法研究爱因斯坦每天想的问题。

  北师大和南大的天文专业历史较久,老牌天文强校,较有口碑,特别是南大,无需多说。都聚集了一批有侧重方向的学者。附近都有镜子,有专门的天文台、研究院。南京紫台影响非常广泛,不过最近几年好像有点起伏。北师大附近还有中科院、各种中央。听说南大的好就业……

  中科大和北大的天文系是最近几年开的,势头很猛,特别是北大的听说很强大。两家无论是学术还是其他各种资源都很集中,聚集的人才方向稍微多些,研究方向也比较杂。本身学校很强,大家都懂的。附近都有镜子,有天文台研究院、还有中科院、各种中央,特别是北大。北大和中科大各有千秋,无论去哪个都很好。听说中科大的优势是天体物理。中科大本身校内偏理工,汇聚各种理工科学神,科研学习氛围很好。北大的优势方向不太清楚。

  看看网上对天文学专业的排名,也知道这个专业门槛比较高:

  天文学真的冷门吗?

  一般来说,柴米油盐酱醋茶的生活,是评判专业冷暖的世俗标准,从这个标准来说,天文学确实比较冷门,开设的大学比较少,报考的学生也不多,其实天文学专业的就业并非那么冷门,还是有很多条路可以走:

  1、继续读研深造。

  对于那些有志于长期从事天文学研究、教学工作的同学来说,继续读研深造,提升知识储备和研究能力无疑是最好的也是必须的选择。目前,南京大学、清华大学、北京大学、厦门大学、上海交通大学等多所国内知名高校和麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等多所外国知名高校以及中科院国家天文台、紫金山天文台、德国马克思普朗克天文与宇宙物理研究所等多个国际国内知名科研院所都在招收相关专业的研究生。

  2、进入交叉学科相关部门、企业工作。

  天文学专业与航空航天、测地、国防等应用型学科属于交叉学科,而这些学科的相关企业单位(例如中国电子科技集团公司第十四研究所,上海宇航系统工程研究所,北京市遥感信息研究所等)每年对于优秀的天文学专业毕业生也有较大的需求。学生毕业后可以选择到这些地方工作。

  3、进入科技类杂志社、出版社、网站等从事编辑类工作。

  考取公务员也是可以的,现在许多公务员单位(例如地震局、气象局、海关等)都对在专业领域能力较强的优秀高校毕业生有一定需求。本专业学生毕业后也可选择考取公务员。天文学专业在本科阶段非常注重培养学生的资料收集、海量数据处理以及过硬的计算机操作能力。而一些科技类的杂志社、出版社、网站(例如中国科学技术大学出版社、上海世纪出版股份有限公司科技教育出版社以及各大商业网站的科技频道)都对具备专业知识的人才有大量需求。所以,这也是天进入中等学校从事自然科学教学或进入科技馆、博物馆从事社会教学工作等。这些单位现在对于在专业领域有较强能力的人才也有大量需求。文学本科毕业生的一个就业方向。

  5、进入金融行业就业。

  天文学专业的毕业生大都拥有坚实的数理基础和逻辑运算、分析能力。而许多金融类企业(例如普华永道中天会计师事务所、上海浦东发展银行、中国银行股份有限公司、国联证券等)都对具有这些优势的优秀毕业生求贤若渴。这也不失为一个选择方向。

  6、还是可以去写科幻小说的啊,比较火的《星际穿越》这部小说,没有足够的天体物理以及时空概念,是写不出这么好的小说的,随着人类科技的发展,以及中国科幻电影的起步,《流浪地球》的热映,都在使得天文学这门冷学问在不断升温。

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