Transcript 张同杰老师课件――天文

2008-9年----天文学的全波段观测
1609年，伽利略用一部古老的望远镜，发
现了太阳上的黑点、月球表面上的撞击坑
和山峰以及绕木星运行的卫星等。
Galileo (1564-1642)
“以天之语，解物之道”
李政道 1957年诺贝尔物理学奖得主、美国哥伦比亚大学教授
科学新视野400: 关注望远镜发明四百年后天文学和宇宙观的重大问题
缘起
• ……由耶稣会士送天文望远镜到中国，是
有历史的。据记载，第一架天文望远镜，
即伽利略于1609年在威尼斯用来发现木卫星
的望远镜，只隔了五年，1614年，就由耶稣
会士J. Terrentius带进广州。所以，中国的第
一台架天文望远镜应就是世界第一架天文
望远镜。……
我们的进展---与师大历史系扬龚乐教授合作
•
最早，中国的第一台望远镜是由西方传教士邓玉函
（Johann Terrenz Schreck ，1576－1630）把伽利略望远镜以及使
用望远镜所获得的新发现于万历46年（1618年），介绍到中国。
当时，徐光启就敏感地认识到，望远镜确是进行天象观测的有力
工具；朝廷的有识之士力荐西方传教士来京著书立说，“首将陪
臣庞迪我等所有历法照依原文译成书，进臣御览，责令畴人子弟
习学，依法测验”（孙承泽《春明梦馀录》卷五八）。明崇祯初
年，“礼部尚书徐光启疏荐汤若望、邓玉函、罗雅谷三人，召至
京，开局长安街，作观星台，推测著书，每月赐卓儿银两”（张
维华《明史欧洲四国传注释》）。自然，有关望远镜的史料文献，
也随着西方传教士的布教活动带到了中国或在中国编撰著述，再
由中国学者将其翻译成汉文。
而正式由朝顶表帅，并刊印翻译的文章于1622年（天启七年）左
右刊印发行，豪无疑问，中国的第一架望远镜是1622年由徐光启，
邓玉函介绍传入中国的，我国自制的第一台望远镜应该是1622年
之前由徐光启牵头研制生产的，直到《镜书》的出现（崇祯年
间），算是我国明代光学仪器最高峰的体现！
宇宙的’黑暗’
Our world is ‘dark［暗］’!!!－冰山一角
• Dark Matter[暗物质] + Dark Energy［暗能量］=96%
WMAP
Our Universe—Dark energy
3-D Universe: 3 dark sides
[宇宙学中3朵乌云]
• 1. Dark Matter [暗物质]
• 2. Dark Energy［暗能量］
• 3. Dark Ages［暗时代］
关于本科生科研训练的探讨
天文系
张同杰
2009年7月1日
张同杰 [Tong-Jie Zhang] 简历[CV]
2009年度 北京大学高能物理研究中心青年学者
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1968/07出生 汉族 中共党员（1988年---至今）
1986-88, 1990-92 山东省德州师专物理系和山东教育学院数学物理系
1999/07
获得中国科学院上海天文台 天体物理博士学位
2006/07-至今 北京师范大学天文系 教授; 2007/07-至尽 博士生导师
2000年—至今 国际天文联合会(IAU) 宇宙学分会会员
2003/09--至今 北京师范天文系 天体物理教研室主任
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1998 /03
国际数值天体物理会议 日本 东京
2002/06—2002/07 意大利国际理论物理中心(ICTP) 宇宙学暑期讲习班
2002/06---2002/07 法国巴黎天体物理研究所(IAP) 访问
2002/05—2003/05 加拿大理论天体物理所(CITA)访问合作研究
2005/06—2006/05 美国亚利桑那大学物理系和天文系访问与博士后研究
2006/07和2007/07 第3和4届中意相对论天体物理研讨会（Pescara）
研究兴趣：天体物理与宇宙学
[Astrophysics and cosmology]
• 0阶与高阶宇宙学: 标准宇宙学的理论和宇宙学的观测效应；引力理论与
宇宙动力学；量子宇宙学；宇宙大尺度结构的形成和演化；宇宙微波背
景辐射极其SZ效应；宇宙的黑暗时代与早期宇宙的再电离；宇宙中的引
力透镜；宇宙学尺度上的高精度计算机数值模拟。
研究项目
• (1). 利用弱引力透镜限制宇宙学模型 10473002（项目批准号），国家自
然科学基金，2005年01月—2007年12月，主持
• (2). 暗能量宇宙学研究 10533010（项目批准号）， 国家自然科学基金，
2005年01月—2008年12月，主要参加人员
• (3). 2007年10月获得教育部“新世纪优秀人才支持计划”， 独立主持
• (4). 2009年 国家973项目，项目名称：宇宙第一缕曙光; 项目编号：
2009CB824900；课题编号：2009CB24901；课题名称：理论模型和数值模
拟 主要参加者
Collaboration Groups
讲授课程[4 门]和教学获奖[4项]
1.
天文系本科生： <<Theoretical Astrophysics>>
2.
天文系和物理系本科生： <<Introduction to Cosmological Physics >>（自编英文教材）
3.
天文系和物理系硕博研究生： << Cosmological Physics>> （自编英文教材）
4. 全校文理本科生（公共选修课）：<<Cosmology: The Creation, Evolution and End of the
Universe >>（中英文PPT）
教学获奖情况
(1). 北京师范大学教育教学成果奖：观测宇宙学 二等奖（2004年）
何香涛，张同杰，孙艳春，陈阳（第二）
(2). 第三届国家电子出版物奖提名奖（2004年10月30日）：《探索宇宙》。 张燕平，杨静，
杜升云，刘学富，张同杰（第五策划者: 实际是98级本科生王钥本科论文）[出版光盘3张]
(3). 天体物理本科生科研训练的实践与研究---北师大教育教学成果奖二等奖（2008年）张同杰
(4). 北京师范大学精品课程：宇宙学 （2009年） 张同杰，陈阳
指导研究生名单[共计13人]
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(1). 2004级 王晓明
硕士生[毕业]
(1). 2005级 万昊宜
硕士生[毕业]
(2). 2006级 兰天
直博士生
(3). 2008级 武朝剑和张明键
硕士生
(4). 2009级 于浩然和孟晓磊
硕士生
(5). 2009级 Fatemeh Jamali [Physics Dept. at
University of Shiraz, Iran ] 硕士生
• (6). 2009级 王静 博士生
指导本科生毕业论文名单[共计13人]
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(1). 97级 周玮---获得学校和市级优秀论文
(2). 97级 武志
(3). 98级 王悦
(4). 00级 万昊宜
(5). 00级 梁宏
(6). 00级 彭影杰
(7). 01级 袁强---获得学校级优秀论文
(8). 01级 岳斌
(9). 03级 弋泽龙---获得学校级优秀论文
(10).04级 徐强
(11).04级 赵冬瑶
(12).05级 于浩然
(13).05级 刘倩
指导本科生基金小组名单[共计9个]
(1). 天文系01级袁强，曾辉和宋乔（校级）
• 项目名称：利用高红移星系的年龄和宇宙减速参量限制宇宙学模型
(2). 物理系01级邓艳平和李玉香（校级）
• 项目名称：利用强引力透镜分离角的观测限制宇宙学模型
(3). 天文系03级弋泽龙（系级）
(4). 天文系05级马聪（励耘班）（校级）
• 项目名称：宇宙动力学和暗能量模型的非参数化研究
(5). 天文系05级刘倩和李洁（系级）
(6). 天文系05级刘倩（励耘班）、李洁和解远波（校级）
• 项目名称：利用哈勃参量和其他观测数据联合限制暗能量宇宙学模型
(7). 数学学院05级林荟（校级）
• 项目名称：参数估计在天体物理中的应用
(8). 数学学院05级林荟（05231113）、郝诚 （05231156）、翟忠旭
（0610130047）（北京市大学生创新计划）
• 项目名称：参数估计与天体物理中宇宙密度参量限制的研究
(9). 天文系05级刘倩（05251020）、彭荣辉（0610160009）、李洁
（05251019）（北京市大学生创新计划）
• 项目名称：宇宙动力学和暗能量模型的联合观测限制
指导本科生参与的论文名单[共计9
人]
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1．天文系98级 扬帆，姚鹃，李丹丹
2．天文系99级 屈艳，李抒璘，李楠, 黄玉梅
3．天文系01级 曾辉
4. 数学系03级 周杰
资助本科生参加的会议
• 1.天文系2003级弋泽龙参加2006年上海天文
学年会
本科生发表文章目录
（共计21篇+探索宇宙光盘1张）
• 投出-4篇
• 接受待发表-1篇
• 发表文章[第一作者共9篇]
• 参与的文章（共计9篇）
• 天文多媒体系列软件
投出文章目录（共计2篇）
(1). Loiter Universe with matter creation cosmological
mode
• Xu Qiang[04级天文系], Ze-Long, Yi; Zhang, Tong-Jie
• Submitted to Physical Review D [4.852]
(2). COSMOLOGICAL CONSTRAINTS FROM
EFFECTIVE OPTICAL DEPTH OF HIGH
REDSHIFT QUASARS
• Dong-Yao Zhao [04级天文系], Tong-Jie Zhang, and
Xiao-Hui Fan
• Submitted to Astrophysical Journal [6.2]
接受待发表-1篇
(1). Cosmological Constraints from Hubble parameter
$H(z)$ and SN Ia observations (指导数学系和天文系
本科生文章)
• Lin, Hui; Hao, Cheng; Wang, Xiao; Yuan, Qiang;
Yi, Ze-Long; Zhang, Tong-Jie; Wang, Bao-Quan
• Accepted for publication in Modern Physics Letters
A (SCI)[ eprint arXiv:[email protected]]
• 被引用4次，其中他引3次，自引1次
发表文章[第一作者共9篇]
(1). Statefinder diagnostic for the modified polytropic Cardassian universe
• Ze-Long Yi[03级弋泽龙] and Tong-Jie Zhang 被引用10次，其中他引10次
• The American Physical Society
• Physical Review D 75, 083515 (2007)
(SCI) [4.852]
(2). Constraints on holographic dark energy models using the differential ages of passively
evolving galaxies
• Yi, Ze-Long[03级弋泽龙]; Zhang, Tong-Jie
• Modern Physics Letters A, Vol. 22, No. 1 (2007) 41-53
(SCI) [1.564]
• 被引用30次，其中他引27次，自引3次
[Samushia, Lado; Ratra, Bharat The Astrophysical Journal, Volume 650, pp. L5-L8
(2006)-astro-ph/0607301 ]
(3). Constraint on Cosmological Model with Matter Creation Using
• Type Ia Supernovae Observations.
被引用6次，其中他引6次
• Yuan Qiang[01级袁强], Tong-Jie Zhang, Ze-Long, Yi[03级弋泽龙]
• Springer. Astrophysics and Space Science (2007) 311:407-411 (SCI) [0.771]
(4). The OmegaDE-OmegaM Plane in Dark Energy Cosmology
• Qiang Yuan[01级袁强]; Zhang Tong-Jie
（他引1次）
• Modern Physics Letters A, Vol. 21, No. 1 (2006) 75-87
(SCI) [1.564]
(5). The Largest Virialized Dark Halo in the Universe
• Zhou, Wei[97级周玮]; Zhang, Tong-Jie; He, Xiang-Tao; Huang, Yu-Mei
• International Journal of Modern Physics D, Volume 11, Issue 08, pp. 1189-1193 (2002).
(SCI) [1.651]
• (6). 利用S-Z效应构建星系团电子气体数密度和温度分布
• 弋泽龙[03级] 袁强[01级] 别张同杰 北京师范大学学报（自然科学版）
[JOURNAL OF BEIJING NORMAL UNIVERSITY (NATURAL
SCIENCE)] 2006年6月 第42卷第3期 (Vol. 42 No.3 Jul. 2006)
• (7). 利用超新星和伽玛暴观测限制宇宙学模型：物质创生模型
• 袁 强[01级] 王宝泉 张同杰 北京师范大学学报（自然科学版）
[JOURNAL OF BEIJING NORMAL UNIVERSITY (NATURAL
SCIENCE)] 2005年6月 第41卷第3期 (Vol. 41 No.3 Jun. 2005)
• (8). 原初连续功率谱宇宙模型下暗物质晕的质量函数
• 梁 宏[00级] 王宝泉 张同杰
• 北京师范大学学报（自然科学版）[JOURNAL OF BEIJING NORMAL
UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE)] 2005年10月 第41卷第5期 Vol.41
No.5 Aug. 2005
• (9). 北美大学物理天文系宇宙学课程设置研究
• 万昊宜[00级] 张同杰 北京师范大学学报（自然科学版）[JOURNAL
OF BEIJING NORMAL UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE)] 2005年6月
第41卷第3期 (Vol. 41 No.3 Jun. 2005)
参与的文章（共计9篇）
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(10). Constraints on the DGP Universe using observational Hubble parameter
Wan, Hao-Yi; Yi, Ze-Long; Zhang, Tong-Jie; Zhou, Jie
Elsevier B.V 被引用3次, 其中他引3次
Physics Letters B, Volume 651, Issue 5-6, p. 352-356
(SCI) [5.043]
• (11). Thermodynamical properties of dark energy with the equation of state
omega=omega0+omega1z
（他引1次）
• Yong-Ping Zhang，Ze-Long Yi, Tong-Jie Zhang, Wen-Biao Liu
• The American Physical Society
• Physical Review D 77, 023502 (2008)
(SCI) [4.852]
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• (12). The Mass Function of Dark Matter Haloes in a Cosmological Model with a
Running Primordial Power Spectrum
• Zhang Tong-Jie; Liang Hong; Liu Wen-Zhong; Wang Bao-Quan
• World Scientific Publishing Company (WSPC)，
• International Journal of Modern Physics D, Vol. 14, No. 8 (2005) 1305-1312
(SCI) [1.651]
• (13). S-Z效应的宇宙学研究
张同杰 李丹丹 崔建华
• (14). 非尺度无关谱宇宙学模型的强引力透镜效应
• 王宝泉 曾 辉 张同杰
• 北京师范大学学报（自然科学版）2005年6月 第41卷第3期
• (15). 弱引力透镜的最优窗函数（研究快报）
• 张同杰, Pen Ue-Li(彭威礼), 袁强
• 北京师范大学学报（自然科学版）2005年2月 第41卷第1期
• (16). 短程自引力步长的选取在分子云数值模拟中的效应
• 崔建华，张同杰，扬帆，姚鹃，屈艳，
• 北京师范大学学报（自然科学版）2001,37(6):769-774
• (17).巨分子云聚合形成N体模拟中粒子数的效应
张同杰 宋国玄 扬志良 陈黎 张保洲 李楠 崔建华
• 天文学报, 2002,43(2)p.131-139]
• (18). 引力不稳定性在星系中巨分子云的形成和演化中的作用
• 刘文中，张燕平，范玉林，崔建华，张同杰，李抒璘
• 北京师范大学学报（自然科学版），2002,38(1):63-69
天文多媒体系列软件
• 探索宇宙(Exploring the Universe) 第五策划宇宙学部分总策划 98级 王悦本科论文
2004年6月 北京师范大学出版社出版
教改文章目录
[1] 北美大学物理天文系宇宙学课程设置研究
• 万昊宜 张同杰 ( 指导学生文章)
• 北京师范大学学报（自然科学版）2005年6月 第41卷第3期
[2] 多媒体教学手段在天文教育中的应用——天文教学系列软件“探索宇宙”
简介
• 张燕平 杨 静 杜升云 刘学富 张同杰
• 北京师范大学学报（自然科学版）2005年6月 第41卷第3期
[3]关于本科生科研能力的培养
• 张同杰 北京师范大学励耘班刊《丛游》 2006年总第2期
[4]浅谈本科生科研能力的培养
• 张同杰 北京师范大学校报 2007年1月10日第3版
[5]一位青年教师眼中的本科人才培养
• 张同杰 北京师范大学校报 2008年2月25日第2版
[6] 关于本科生科研训练的探讨
• 张同杰 投《中国大学教学》，在审阅中
天文系03级本科生弋泽龙同学获奖情况
(1).2006年宝钢教育基金优秀学生特等奖（全国高校12名，北京
高校5名，北师大1名）
(2).第四届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛一等奖
(2007) （北师大3人，其中理科1人）
(3).北京师范大学天文系优秀毕业论文。
(4).第十届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖
(2007) （北师大文理科1人）---论文《利用Statefinder方法检
验Modified Polytropic Cardassian宇宙》
（北师大理科仅一人获奖）。
学校层面上的影响
1. 钟秉林校长和韩震副校长学校迎评总
结报告中对天文系的评价
2. 钟秉林校长北京市教学成果特等奖
本科生科研的训练
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1). 双语教学
2). 高水平高起点训练产生高水平论文
3). 恰当地使用好本科生基金项目
4). 学生科研品质的培养
在研究生教学中的应用
• 鉴于本科生科研取得的一些经验，我在研
究生“物理宇宙学”教学中也大胆改革。
除讲解用双语外，其他全是英文。考核的
一部分是提交一篇论文，可以是某些领域
的综述，也可以在申请者的指导下做一些
前沿研究。许多外校，如邮电大学、国家
天文台和本校物理系的学生旁听了我的宇
宙学课。其中物理系03级硕士生张永平在我
指导下发表一篇高水平文章在Physics Review
D上, 已经被国外同行引用1次。
天文、物理和数学系本科生的合作
• 体物理宇宙学是物理在宇宙天体中的应用，理论基于广义
相对论，理论物理和数学等 。天文系与物理系学生一样具
备了扎实的数学物理知识，但在一些科研中数学方法的拓
展显得非常重要，并使科研工作更具理论依据。天文系05
级硕士万昊宜与03级弋泽龙，数学院03级周杰合作完成了
一项很重要的工作。我也曾经指导物理系01级邓艳平校级
本科生基金项目。最近05级林荟同学与天文系01级袁强合
作完成一项工作，已经被Modern Physics Letters A接受待发
表，被国内外同行引用6次。物理系06级翟忠旭旁听了宇
宙学课，完成的一篇科研工作投Physics Review D。天文系
05级于浩然同学也完成了一篇科研工作投Physics Review D。
实践表明，数学、物理和天文系同学合作在科研中显示了
强大的合力作用。
本科生科研训练方法的探讨
• 在指导本科生科研的同时，积极思考本科生科研
训练的规律，发表了多篇教改文章。指导本科生
万昊宜发表了关于北美宇宙学课设置的文章；与
张燕平老师等人合作发表了关于“探索宇宙”的
文章；受励耘班刊《丛游》约稿介绍了关于本科
生科研的文章；在师大校报发表了关于本科生科
研的体会；校报今年初专为迎评特采访了我，并
就科研与本科生谈话发表在校刊上；关于本科生
科研的体会的文章投《中国大学教学》，在审阅
中。
未来计划
• 指导本科生科研, 发表高水平文章
• 探讨本科生科研的规律, 撰写教改文章
• 本科生科研教学成果奖
仰望星空
作者：温家宝总理
‘一个民族有一些关注天空的
人，他们才有希望’
谢谢!
谢谢同学们!