Астрофизика [Литература для начинающих]

[andrew_potopolsky]

Добрый день! Прошу вашего совета - в последнее время очень понравились статьи по науке астрофизике. Я очень хочу действительно толково заниматься этой наукой, а одними статьями, как вы понимаете, прогресс я себе не заработаю. Поэтому вопрос - с чего лучше начать изучать астрофизику? Возможно есть какие то книги, или вообще лучше начать с простой физики? Заранее спасибо.

[Toucan]

Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[Munin]

andrew_potopolsky в сообщении #894396 писал(а):

Я очень хочу действительно толково заниматься этой наукой, а одними статьями, как вы понимаете, прогресс я себе не заработаю.

Статьи (научные) - это вершина обучения. Сначала изучают учебники, потом - более углублённые книги (монографии), и потом уже - статьи, обзорные и оригинальные.

andrew_potopolsky в сообщении #894396 писал(а):

Поэтому вопрос - с чего лучше начать изучать астрофизику? Возможно есть какие то книги, или вообще лучше начать с простой физики?

Ну конечно, простую физику знать необходимо. Астрофизика - это приложение простой физики к разным космическим объектам, явлениям и ситуациям.

Кроме физики, нужны базовые знания по астрономии, чтобы просто знать, что это такое, с чем едят, и с какой стороны на хлеб намазывают.

И дальше, есть учебники по астрофизике. От общих до специализированных.

Для начала, можно посоветовать вот эти темы: «Ищу литературу по…» и «Литература по астрономии: аннотированный список». Кроме того, на сайте Астронет собрана большая коллекция литературы по астрономии и астрофизике. Остальные книги можно скачать в библиотеках отсканированных книг, найдя гуглем.

Чтобы дать более конкретные советы, желательно знать:
- ваш базовый уровень подготовки по физике;
- ваш базовый уровень подготовки по астрономии;
- возможно, какой-то уровень уже по астрофизике.
- какие учебники и другую серьёзную литературу (глубже, чем популярную) вы уже прочитали.

-- 08.08.2014 23:24:19 --

Совсем навскидку:
По физике хорошо знать любой курс "Общая физика"; совсем хорошо - курс Ландау-Лифшица "Теоретическая физика".
По астрономии - как минимум, учебник Кононовича-Мороза "Общая астрономия".
С этой подготовкой - можно читать Постнова "Лекции по общей астрофизике", или более новую книжку Засова-Постнова "Общая астрофизика".

-- 08.08.2014 23:25:45 --

Ещё (для вопросов релятивистской астрофизики, астрофизики высоких энергий, космологии) пригодится в части физической подготовки книжка Окуня "Физика элементарных частиц".

[andrew_potopolsky]

Большое спасибо за ответ, Munin. Согласен с тем с вашем мнением, но все же хотелось углубленно изучать астрофизику, получить знания, а потом уже подкреплять статьями. Мои знания по физике и астрономии ограничиваются школьным курсом. Отдельное спасибо за литературу.

[Munin]

andrew_potopolsky в сообщении #894544 писал(а):

Мои знания по физике и астрономии ограничиваются школьным курсом.

Тогда вам надо сначала получить образование по физике примерно в объёме хотя бы 2-3 курсов физического факультета вуза. Это:
0. Математическая подготовка: матанализ, линейная алгебра, ТФКП, дифференциальные уравнения, ряды и преобразования Фурье, уравнения математической физики.
1. Курс "общей физики": механика (включая ньютоновскую гравитацию обязательно!), термодинамика, электродинамика, волны, квантовая физика, атомная и ядерная физика. Например, Матвеев.
2. На уровне теоретической физики: теоретическая механика, СТО, электродинамика, квантовая механика (это ЛЛ-1, ЛЛ-2, ЛЛ-3), стат. термодинамика (ЛЛ-5 или Киттель), гидродинамика и магнитогидродинамика (ЛЛ-6? не знаю, что ещё), кинетика, физика плазмы (??? ЛЛ-10?). Возможно, физика твёрдого тела (Ашкрофт-Мермин, Киттель, ЛЛ-9) для знакомства со сверхтекучестью.
3. Общие сведения о ядерной физике и о физике элементарных частиц. Мухин (пролистать, и держать под рукой как справочник), Окунь "Физика элементарных частиц", Любимов-Киш.
4. Опционально (для релятивистской астрофизики и космологии) ОТО.

Как видите, это довольно объёмно. Вряд ли получится быстро. Чтобы конкретнее скомпоновать программу, и по вопросам, возникающим во время её прохождения, рекомендую задавать отдельные вопросы в разделах форума "Математика" и "Физика", заводить отдельные темы.

-- 09.08.2014 12:07:28 --

Как видите, отдельные пункты варьируются в зависимости от того, какие направления астрофизических явлений вас больше интересуют. Как мне кажется, грубо говоря, можно выделить такие направления:
- гравитация (причём, два разных варианта: ньютоновская гравитация - для $N$ тел, - и релятивистская гравитация (ОТО) для компактных объектов (нейтронные звёзды, чёрные дыры) и для космологии);
- физика плазмы (всевозможные волны и другие явления в теле звёзд и в межзвёздном газе в галактике, газовые струи, аккреционные диски и т. п.);
- ядерная физика и физика элементарных частиц (ФЭЧ = физика высоких энергий HEP) (термоядерные реакции в недрах звёзд, взрывы звёзд, частицы и лучи в пустоте и в межзвёздной плазме, Большой Взрыв).
Причём, есть астрофизические объекты и явления, которые задействуют два или все три из этих направлений вместе.

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #894553 писал(а):

Как видите, это довольно объёмно.

Как известно, физики делятся на теоретиков и экспериментаторов. Впрочем, в астрофизике экспериментаторы называются наблюдателями. То, что перечислил Munin --- это, пожалуй, для теоретика. "Теоретический багаж" наблюдателя может быть поскромнее (по уровню, но не по набору тем), но ему надо знать еще другие вопросы, касающиеся аппаратуры.

[Munin]

Alex-Yu в сообщении #894601 писал(а):

Впрочем, в астрофизике экспериментаторы называются наблюдателями.

И вообще не астрофизиками, а астрономами, насколько я знаю.

"Астрофизик-экспериментатор" - это, наверное, в лучшем случае разработчик аппаратуры. Либо тот, кто занимается первичной обработкой данных со сложных приборов или при сложных методах: спектрометрия, интерферометрия, статистика и обработка шумов, и т. п.

Хотя, наверное, можно заниматься какой-нибудь сравнительно простой небесной механикой двойных звёзд, обрабатывать кучу данных (кстати, а не делает ли это сегодня компьютер?), и зваться астрофизиком.

[andrew_potopolsky]

Вы мне очень помогли) Теперь у меня есть много информации и много работы, я именно так и хотел) Я знаю, что процесс изучения будет длительным, но я никуда не спешу. Что ж, начнем все с нуля - с повтора физики и астрономии!) А затем перейдем и более сложному материалу. Еще раз спасибо за помощь.

[Munin]

Напоминаю:

Munin в сообщении #894553 писал(а):

рекомендую задавать отдельные вопросы в разделах форума "Математика" и "Физика", заводить отдельные темы.

-- 09.08.2014 22:21:55 --

А вообще, рабочий настрой - это хорошо. Надеюсь, он у вас сохранится.

[Pphantom]

Несколько запоздалых терминологических и акцентировочных поправок...

Munin в сообщении #894440 писал(а):

Кроме физики, нужны базовые знания по астрономии, чтобы просто знать, что это такое, с чем едят, и с какой стороны на хлеб намазывают.

Обычно астрофизика считается разделом астрономии, так что и сведения нужны, пожалуй, не базовые, их объем вполне сравним с перечисленным выше списком для физики.

Munin в сообщении #894553 писал(а):

Возможно, физика твёрдого тела (Ашкрофт-Мермин, Киттель, ЛЛ-9) для знакомства со сверхтекучестью.
3. Общие сведения о ядерной физике и о физике элементарных частиц.

Первое, пожалуй, нужно крайне редко, а вот второе входит в обязательный минимум.

Munin в сообщении #894553 писал(а):

Как мне кажется, грубо говоря, можно выделить такие направления:
- гравитация (причём, два разных варианта: ньютоновская гравитация - для $N$ тел, - и релятивистская гравитация (ОТО) для компактных объектов (нейтронные звёзды, чёрные дыры) и для космологии);
- физика плазмы (всевозможные волны и другие явления в теле звёзд и в межзвёздном газе в галактике, газовые струи, аккреционные диски и т. п.);
- ядерная физика и физика элементарных частиц (ФЭЧ = физика высоких энергий HEP) (термоядерные реакции в недрах звёзд, взрывы звёзд, частицы и лучи в пустоте и в межзвёздной плазме, Большой Взрыв).

Это, как уже говорили, вариант строго для теоретика, к тому же и он очень неполон и однобок. Не хватает еще как минимум:
- физики электромагнитного излучения (механизмы излучения и поглощения в различных спектральных диапазонах, процессы переноса излучения) - этот пункт в списке должен был бы стоять первым, он важнее всех остальных, вместе взятых;
- химии ("вакуумная химия" (жаргон, но прижился), газофазная химия, поверхностный катализ).

Кроме этого, есть еще одна начисто забытая область: очень полезно уметь пользоваться численнными методами и быть неплохим программистом. 95% теоретических работ сейчас без этого не обходятся, на одной аналитике далеко не уедешь.

Munin в сообщении #894640 писал(а):

И вообще не астрофизиками, а астрономами, насколько я знаю.

Нет. Соответствующий человек называется астрофизиком-наблюдателем и является частным подвидом астрофизика, который, в свою очередь, является подвидом астронома.

И, кстати, такому человеку нужно знать, помимо аппаратуры, еще кучу вещей, связанных с обработкой и анализом данных - от статистических методов и data mining (что, кстати, и теоретикам не помешает) до методов обработки изображений и "низкоуровневой" работы с базами данных.

Munin в сообщении #894640 писал(а):

"Астрофизик-экспериментатор" - это, наверное, в лучшем случае разработчик аппаратуры.

Разработкой аппаратуры в идеале должны заниматься инженеры. На практике, конечно, так получается не всегда, и наблюдатель-"заказчик" активно участвует по крайней мере в проектировании приборов.

Munin в сообщении #894640 писал(а):

Либо тот, кто занимается первичной обработкой данных со сложных приборов или при сложных методах: спектрометрия, интерферометрия, статистика и обработка шумов, и т. п.

А такой человек называется лаборантом. Иногда - студентом 1-3 курса. Хотя сейчас чаще такого человека уже просто нет, а есть соответствующий программный пакет.

Munin в сообщении #894640 писал(а):

Хотя, наверное, можно заниматься какой-нибудь сравнительно простой небесной механикой двойных звёзд, обрабатывать кучу данных (кстати, а не делает ли это сегодня компьютер?), и зваться астрофизиком.

Такой человек будет зваться либо звездным астрономом (если в основном обрабатывает и интерпретирует данные), либо астрометристом-наблюдателем (если в основном наблюдает), но не астрофизиком.

[Munin]

Очень большое спасибо!

Pphantom в сообщении #897005 писал(а):

Обычно астрофизика считается разделом астрономии, так что и сведения нужны, пожалуй, не базовые, их объем вполне сравним с перечисленным выше списком для физики.

Если можно, назовите список литературы по астрономии, примерно такого же объёма.

[Pphantom]

Munin в сообщении #897248 писал(а):

Если можно, назовите список литературы по астрономии, примерно такого же объёма.

Хм... ну попробуем. Самому писать такой список долго, поэтому сделаем нечто сборное, ограничившись чем-то вроде Л&Л - легкодоступной классикой на русском языке:

Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. М., 2004
Д.Я. Мартынов – Курс практической астрофизики, М.: Наука, 1977..
Дж. Уокер – Астрономические наблюдения, М.: Мир, 1990.
Д.Я. Мартынов – Курс общей астрофизики, М.: Наука, 1971.
В.Ю.Теребиж — Современные оптические телескопы,М.,Физматлит,2005.
В.В. Соболев – Курс теоретической астрофизики, М.: Наука, 1985.
Н.Н.Михельсон. Оптические телескопы. М., Наука, 1976.
В.Е. Жаров. Сферическая астрономия. М.:Фрязино, 2006.
В.К. Абалакин. Основы эфемеридной астрономии. М.: Наука, 1979
В.Б. Гуревич. Введение в сферическую астрономию. М.: Наука, 1979
Ж.Ковалевский. Современная астрометрия, 2004.
В.В.Подобед, В.В.Нестеров. Общая астрометрия. М.,1983.
М. Экелз и др.-- Детекторы слабого излучения в астрономии, М.,:Мир,1986.
В.Страйжис -- Многоцветная фотометрия звезд, Вильнус, Мокслас, 1977.
Л.С.Любимов -- Химический состав звезд
Б.А.Воронцов-Вельяминов, <<Внегалактическая астрономия>>, Наука, Москва, 1972.
В.Г.Горбацкий, <<Введение в физику галактик и скоплений галактик>>, Наука, Москва, 1986.
Пиблс П.Дж. Структура Вселенной в больших масштабах. М., Мир, 1983.
Гуревич Л. Э., Чернин А. Д. Введение в космогонию. М., Наука, 1978.
Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. М.,
Наука, 1975.
Куликовский П.Г. Звездная астрономия. М.: Наука, 1978.
Кинг А.Р. Введение в классическую звездную динамику. М.: УРСС, 2002.
Марочник Л.С., Сучков А.А. Галактика. М.: Наука, 1984.
К.Ф.Огородников - Динамика звездных систем. М.: 1958.
У.Саслау - Гравитационная физика звездных и галактических систем. М.: 1989.
Михалас Д. Звездные атмосферы. В 2-х частях. М., Мир, 1982.
Субботин М.Ф. Введение в теоретическую астрономию. М.: Наука, 1968.
Дубошин Г.Н. Небесная механика. Основные задачи и методы. М.: Наука, 1975.
Холшевников К.В. Асимптотические методы небесной механики. Л.: изд. ЛГУ, 1985.
Гребеников Е.А., Рябов Ю.А. Новые качественные методы в небесной механике. М.: Наука, 1971.
Аксенов Е.П. Теория движения искусственных спутников Земли. М.: Наука, 1977.
Антонов В.А., Тимошкова Е.И., Холшевников К.В. Введение в теорию ньютоновского потенциала. М.: Наука, 1988.
А.Г. Кисляков, В.А. Разин <<Введение в радиоастрономию>>, Н.Новгород: изд. Нижегородского ун-та, 1996.
Дж.Д. Краус <<Радиоастрономия>>, М.: Сов. Радио, 1973.
А. Крюгер <<Солнечная радиоастрономия и радиофизика>>, М.: Мир, 1984.
У. Христиансен, И. Хегбом <<Радиотелескопы>>, М.: Мир, 1988.
Р. Томпсон, Дж. Моран, Дж. Свенсон <<Интерферометрия и синтез в радиоастрономии>>, М.: Мир, 1989.
А. Пахольчик <<Радиогалактики>>, М.: Мир, 1980.
Н.Г.Бочкарев, Основы физики межзвездной среды, М., Изд. МГУ, 1992
В.В.Соболев. Перенос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет. М., ГИТТЛ, 1956.
В.В.Иванов. Перенос излучения и спектры небесных тел. М., Наука, 1969.

[Munin]

Спасибо огромное!

[danildushistov]

Munin в сообщении #894553 писал(а):

Тогда вам надо сначала получить образование по физике примерно в объёме хотя бы 2-3 курсов физического факультета вуза. Это:
0. Математическая подготовка: матанализ, линейная алгебра, ТФКП, дифференциальные уравнения, ряды и преобразования Фурье, уравнения математической физики.
1. Курс "общей физики": механика (включая ньютоновскую гравитацию обязательно!), термодинамика, электродинамика, волны, квантовая физика, атомная и ядерная физика. Например, Матвеев.
2. На уровне теоретической физики: теоретическая механика, СТО, электродинамика, квантовая механика (это ЛЛ-1, ЛЛ-2, ЛЛ-3), стат. термодинамика (ЛЛ-5 или Киттель), гидродинамика и магнитогидродинамика (ЛЛ-6? не знаю, что ещё), кинетика, физика плазмы (??? ЛЛ-10?). Возможно, физика твёрдого тела (Ашкрофт-Мермин, Киттель, ЛЛ-9) для знакомства со сверхтекучестью.
3. Общие сведения о ядерной физике и о физике элементарных частиц. Мухин (пролистать, и держать под рукой как справочник), Окунь "Физика элементарных частиц", Любимов-Киш.
4. Опционально (для релятивистской астрофизики и космологии) ОТО.

Очень информативно, спасибо!

Недавно я тоже решил углубить свои знания в области астрономии и астрофизики. У меня есть некоторая мат. подготовка (матанализ, линейная алгебра, ТФКП, дифференциальные уравнения, ряды Фурье, УМФ, УРЧП, численные методы, линейное программирование, теория управления), но вот с физикой не очень (семестровый курс - кинематика, динамика, статика). Изучал все это в Адыгейском государственном университете, сейчас 4 курс. В астрономии и астрофизике знания на уровне школьного учебника, а затем Википедии.

Решил остановиться на следующей литературе:

Физика:
- Курс общей физики А. Н. Матвеева:
Том 1. Механика и теория относительности. (Третье изд. М.: ОНИКС 21 век, 2003. 432с.)
Том 2. Молекулярная физика. (Первое изд. М.: Высшая школа, 1981. 401с.)
Том 3. Электричество и магнетизм. (Первое изд. М.: Высшая школа, 1983. 463с.)
Том 4. Оптика. (Первое изд. М.: Высшая школа, 1985. 351с.)
Том 5. Атомная физика. (Первое изд. М.: Высшая школа, 1989. 439с.)
- К. А. Постнов, А. В. Засов. Общая астрофизика. (М.: Век 2, 2006. 496с.) - вершина этой пирамиды.

Астрономия:
- Э. В. Кононович, В. И. Мороз. Общий курс астрономии. (М.: Едиториал УРСС, 2004. 544с.)
- Астрономия: век XXI. (М.: Век 2, 2007. 608с.) - очень занимательная книга

От курса Ландау и Лифшица пока пришлось отказаться, так как изложение материала в нем для меня слишком сложно. Это касается и других рекомендованных серьезных учебников. Правда, отдельные вопросы из них присуствуют в пятитомнике Матвеева (или я ошибаюсь?).

Единственное, что удручает - в моем наборе литературы не рассматривается ОТО и СТО, а понимание их необходимо для понимания определенных астрономических процессов. Не подскажете ли книгу с введением в эти теории?

И еще: хотелось бы узнать отношение участников форума к предметным статьям на Википедии. Насколько высоко вы оцениваете их багаж?

[Pphantom]

danildushistov в сообщении #955324 писал(а):

Единственное, что удручает - в моем наборе литературы не рассматривается ОТО и СТО, а понимание их необходимо для понимания определенных астрономических процессов.

Основы СТО есть в курсе Матвеева, а дальше, если ЛЛ-2 слишком сложен, то двигаться и не придется.

danildushistov в сообщении #955324 писал(а):

И еще: хотелось бы узнать отношение участников форума к предметным статьям на Википедии. Насколько высоко вы оцениваете их багаж?

Зависит от статьи. Встречаются и весьма неплохие, и полностью неверные. В англоязычной, как правило, ситуация получше (но не радикально).