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Applied Mathmatics1-2.pdf
1.2 Introduction to the Analysis of
Galactic Structure
1. 宇宙的构造和控制星系行为的物理规律
2. 星系动力学
3. 穿过一个盘形星系的星球分布
25
1. 宇宙的构造和控制星系行为的物理规律
当前盛行的宇宙学观点认为：宇宙起源于大约150
亿年前一次大爆炸。当时所有物质高度密集于硬
币大小的一点，因为温度极高发生大爆炸。爆炸
发生后，物质向外膨胀形成宇宙，先后诞生星系
团、星系、银河系、恒星和太阳系，以及包括地
球和人类在内的一切。
银河系
26
1
膨胀的宇宙
历史：1010 年
星系：1010 个
恒星：109-1010 个/星系
宇宙 — 星团 — 星系 — 恒星 — 行星 — 卫星
27
星系的分类：
椭圆形
正常螺旋状 体 气 转 旋
棒状螺旋
不规则
物理参数不同：气体含量，旋转
28
2
形 圆 椭 状 旋 螺 常 正
旋 螺 状 棒 则 规 不
29
银河系
位于17个星系组成的星团内
薄圆盘＋中心核
太阳距中心3.3万光年
太阳附近的线速度250km/s
距太阳最近的恒星4光年
太阳系直径～10－3光年
（稀薄气体）
30
3
控制星系行为的物理规律
牛顿运动定律和万有引力定律
电动力学规律（Maxwell方程）
热力学定律
31
2.星系动力学
银河系的能量密度（10－12erg cm-3 ）
总转动能 1300
磁场（10－5高斯） 4
宇宙线 1
总辐射（星光） 0.7
气体的湍流运动 0.5
首先可仅考虑星球系统的动力学
32
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