课程大纲：星系动力学

第一周：宇宙概览与基础

  • 主题：宇宙的起源与发展，天体物理学简介
  • 学习目标：
    • 理解宇宙的基本结构和尺度
    • 介绍天体物理学的基本概念和研究方法
  • 阅读/资源：
  • 教学方法：讲座、讨论

第二周：引力理论与牛顿运动定律

  • 主题：万有引力定律与开普勒定律
  • 学习目标：
    • 掌握牛顿引力定律
    • 理解开普勒行星运动定律
  • 阅读/资源：
    • 《天体力学基础》(Goldstein) 第一章
  • 教学方法：讲座、小测验

第三周：星系的动力学基础

  • 主题：星系的形态与动力学模型
  • 学习目标：
    • 了解基本的星系动力学模型（如旋转曲线）
  • 阅读/资源：
    • 《星系的形成与演化》(Binney & Tremaine) 第二章
  • 教学方法：小组讨论、模拟活动

第四周：暗物质与暗能量

  • 主题：现代宇宙学中的谜团：暗物质与暗能量
  • 学习目标：
    • 理解暗物质对星系动力学的影响
  • 阅读/资源：
  • 教学方法：讲座、小型研讨会

第五周：螺旋星系的形成与演化

  • 主题：螺旋星系的动态结构与演化
  • 学习目标：
    • 分析螺旋星系的动态平衡
  • 阅读/资源：
    • 《螺旋星系的形成》(Sellwood & Carlberg)
  • 教学方法：案例研究、小组报告

第六周：黑洞与星系合并

  • 主题：超大质量黑洞与星系合并事件
  • 学习目标：
    • 了解黑洞对星系动力学的影响
  • 阅读/资源：
    • 《黑洞和时间扭曲》(Kip Thorne)
  • 教学方法：讲座、观看相关纪录片

评估方法：

  • 作业：每周阅读笔记与问题解答
  • 小测验：每两周一次，检查理论理解
  • 项目：设计并分析一个星系动力学模型或研究论文报告
  • 期末论文：深度探讨一个特定的星系动力学话题

通过这个课程，学生将逐步掌握星系动力学的核心概念，同时培养批判性思维和问题解决能力。