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现代科学发展最重大的意义在于远远超出书房和实验室的范围，它不仅深入到无限小的物体内部，而且也扩大到无限大的宇宙空间，把从微观到宏观的整个世界联成了一个整体。本世纪初，原子物理学、量子力学、相对论等现代物理学理论的发展，极大地推动了现代天文学的发展，使天文学从观察、研究天体的机械运动深入到探索天体的内部本质和演变规律，由此便产生了标志现代天文学新的发展水平的天体物理学。
天体物理学对传统天文学的突破，主要表现在研究工具和研究方法上从单纯利用望远镜观测发展到进行光谱分析。由于量子论从理论上解释了元素的光谱现象，不同元素在不同状态下其发光频率是特定的，因而天文学家就可以根据天体的光谱，知道发光体是由哪些元素组成的，并计算出这些元素含量的比例。维恩、普朗克等人还通过对辐射的研究，提供了根据光谱强度和波长分布来求出发光体温度的办法。这样，天文学家们就可以在地球上对天体进行元素分析和温度推算;也正是在此基础上建立起了有关恒星演化的理论。 在谈到20世纪初恒星演化理论的奠基人和奠基之作时，必然要提到丹麦天文学家赫兹伯伦和美国天文学家罗素以及他们创制的“赫罗图”。 赫兹伯伦1873年出生于腓特烈堡，毕业于哥本哈根工科大学。早先从事化学工作，后转而研究天文学。曾在哥本哈根天文台、德国的波茨坦天文台以及丹麦的布鲁尔菲尔德天文台从事研究工作，是丹麦科学院、荷兰科学院、美国艺术与科学院的院士，英国皇家天文学会、美国天文学会的会员。1905—1907年间，他发现了巨星和白矮星，证明了相同温度的星可能具有不同的光度。他最重要的成就是在1911年最先绘制成恒星光度和光谱的关系图。1913年，美国天文学家罗素也独立绘制成类似的恒星谱型图(1914年正式问世)，因而并称赫兹伯伦—罗素谱型图，简称赫罗图。 罗素，1877年生于纽约州的奥伊斯特，毕业于普林斯顿大学，获哲学博士学位。他还获得哈佛大学、芝加哥大学等学校的名誉学位。他曾在普林斯顿大学任教并担任该校天文台台长，身兼英国皇家学会会员、美国哲学会会长、美国天文学会会长等职。多次获得美国和国外大学和学会的荣誉头衔和奖章。 罗素在天体物理学领域里取得了一系列重要的研究成果。如他指出了一种根据双星轨道参数计算双星质量并由此计算出它们距离的方法;他还得出了恒星演化的概念，认为恒星的重力收缩是恒星的主要能源，而总的演化过程则取决于恒星密度的不断加大等等。他关于恒星的亮度和光谱的关系图(即赫罗图)，对20世纪天文学的发展产生了深远影响，尤其对恒星演化理论关系极大。 赫罗图是一种表示恒星绝对星等(恒星固有亮度)和光谱(温度)的关系图，它用亮度做纵坐标，温度做横坐标，把许多恒星标在一张图上。在赫罗图上，包括太阳在内的大部分恒星排列在从左上方到右下方的一条带上，这条带叫主星序。在主星序的右上方有一些亮度大、体积大、温度低的红巨星，在左下方有一些亮度低、体积小、温度高的白矮星。在这张图上，千万颗恒星的复杂状况被归纳总结成几种简单的情况，这显示了恒星世界内部可能存在共同的规律。于是在此基础上，天文学家们开始对恒星的演变规律进行探讨，提出了各种假说。罗素的收缩假说就是根据赫罗图的原理，强调把恒星演化建立在恒星光谱、质量、和光度随时间的变化上。1929年，他在《不列颠百科全书》第14版中，以“恒星演化”为题综述了这一观点。 |
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