Astronomija je nauka koja proučava kretanje, strukturu, porijeklo i razvoj nebeskih tijela i njihovih sistema... Znanje koje je prikupila koristi se za praktične potrebe čovječanstva.

Astronomija je jedna od najstarijih nauka, nastala je na temelju praktičnih potreba čovjeka i razvijala se zajedno s njima. Elementarne astronomske informacije bile su poznate prije više hiljada godina u Babilonu, Egiptu, Kini i koristili su ih narodi ovih zemalja za mjerenje vremena i orijentacije duž horizonta.

A u naše vrijeme astronomija se koristi za određivanje tačnog vremena i geografskih koordinata (u navigaciji, avijaciji, astronautici, geodeziji, kartografiji). Astronomija pomaže u istraživanju i istraživanju svemira, razvoju astronautike i proučavanju naše planete iz svemira. Ali to ne iscrpljuje zadatke koje rješava.

Naša Zemlja je dio Univerzuma. Mjesec i sunce padaju i teku na njemu. Sunčevo zračenje i njegove promjene utiču na procese u Zemljinoj atmosferi i vitalnu aktivnost organizama. Astronomija proučava i mehanizme uticaja različitih kosmičkih tela na Zemlju.

Moderna astronomija je usko povezana sa matematikom i fizikom, biologijom i hemijom, geografijom, geologijom i astronautikom. Koristeći dostignuća drugih nauka, to ih, zauzvrat, obogaćuje, stimuliše njihov razvoj, postavljajući im nove zadatke. Astronomija proučava materiju u svemiru u takvim stanjima i razmjerima koji su neizvodljivi u laboratorijima, a to proširuje fizičku sliku svijeta, naše ideje o materiji. Sve je to važno za razvoj dijalektičko-materijalističkog koncepta prirode.Naučivši da predvidi početak pomračenja Sunca i Mjeseca, pojavu kometa, astronomija je postavila temelje za borbu protiv vjerskih predrasuda. Pokazujući mogućnost prirodno-naučnog objašnjenja nastanka i promjene Zemlje i drugih nebeskih tijela, astronomija doprinosi razvoju marksističke filozofije.

Kurs astronomije upotpunjuje obrazovanje iz fizike, matematike i prirodnih nauka koje ste dobili u školi.

Prilikom proučavanja astronomije morate obratiti pažnju na to koje su informacije pouzdane činjenice i koje su naučne pretpostavke koje se mogu promijeniti s vremenom. Važno je da nema ograničenja u ljudskoj spoznaji. Evo jednog primjera kako to život pokazuje.

U prošlom veku, jedan idealistički filozof odlučio je da ustvrdi da su mogućnosti ljudskog znanja ograničene i rekao je da ljudi, iako su merili udaljenosti do nekih zvezda, nikada neće moći da odrede hemijski sastav zvezda. Međutim, ubrzo je otkrivena spektralna analiza, a astronomi ne samo da su ustanovili hemijski sastav zvjezdanih atmosfera, već su i odredili njihovu temperaturu. Mnogi drugi pokušaji ukazivanja na granice ljudske spoznaje također su se pokazali neodrživim. Dakle, naučnici su prvo teoretski procijenili temperaturu na Mjesecu, zatim je izmjerili sa Zemlje termoelementom i radio metodama, a zatim su ove podatke potvrdili instrumenti automatskih stanica koje su ljudi napravili i poslali na Mjesec.

Etimologija

Struktura astronomije kao naučne discipline

Ekstragalaktička astronomija: gravitaciono sočivo. Vidljivo je nekoliko plavih objekata u obliku petlje, koji su višestruke slike iste galaksije, pomnožene efektom gravitacionog sočiva iz skupa žutih galaksija blizu centra fotografije. Sočivo nastaje gravitacionim poljem klastera koje savija svjetlosne zrake, što dovodi do povećanja i izobličenja slike udaljenijeg objekta.

Moderna astronomija podijeljena je na niz dijelova koji su usko povezani jedni s drugima, pa je podjela astronomije donekle proizvoljna. Glavni delovi astronomije su:

• Astrometrija - proučava prividne položaje i kretanja zvijezda. Ranije je uloga astrometrije bila i u vrlo preciznom određivanju geografskih koordinata i vremena proučavanjem kretanja nebeskih tijela (sada se za to koriste druge metode). Moderna astrometrija se sastoji od:
  • fundamentalna astrometrija, čiji su zadaci određivanje koordinata nebeskih tijela iz posmatranja, sastavljanje kataloga zvjezdanih položaja i određivanje numeričkih vrijednosti astronomskih parametara - veličina koje omogućavaju uzimanje u obzir redovitih promjena u koordinate zvijezda;
  • sferna astronomija, koja razvija matematičke metode za određivanje prividnog položaja i kretanja nebeskih tijela koristeći različite koordinatne sisteme, kao i teoriju pravilnih promjena koordinata zvijezda s vremenom;
• Teorijska astronomija pruža metode za određivanje orbita nebeskih tijela iz njihovih vidljivih položaja i metode za izračunavanje efemerida (vidljivih položaja) nebeskih tijela iz poznatih elemenata njihovih orbita (inverzni problem).
• Nebeska mehanika proučava zakone kretanja nebeskih tela pod dejstvom sila univerzalne gravitacije, određuje mase i oblik nebeskih tela i stabilnost njihovih sistema.

Ova tri dijela uglavnom rješavaju prvi problem astronomije (proučavanje kretanja nebeskih tijela), a često se nazivaju klasična astronomija.

• Astrofizika proučava strukturu, fizička svojstva i hemijski sastav nebeskih objekata. Dijeli se na: a) praktičnu (posmatračku) astrofiziku, u kojoj se razvijaju i primjenjuju praktične metode astrofizičkih istraživanja i odgovarajući instrumenti i uređaji; b) teorijska astrofizika, u kojoj se, na osnovu zakona fizike, daju objašnjenja posmatranih fizičkih pojava.

Prema specifičnim istraživačkim metodama izdvajaju se brojni dijelovi astrofizike.

• Zvjezdana astronomija proučava pravilnosti prostorne distribucije i kretanja zvijezda, zvjezdanih sistema i međuzvjezdane materije, uzimajući u obzir njihove fizičke karakteristike.

U ova dva odjeljka uglavnom su riješena pitanja drugog problema astronomije (struktura nebeskih tijela).

• Kosmogonija ispituje porijeklo i evoluciju nebeskih tijela, uključujući i našu Zemlju.
• Kosmologija proučava opšte zakone strukture i razvoja Univerzuma.

Na osnovu svih stečenih znanja o nebeskim tijelima, zadnja dva dijela astronomije rješavaju njen treći problem (postanak i evolucija nebeskih tijela).

Kurs opšte astronomije sadrži sistematski prikaz informacija o glavnim metodama i glavnim rezultatima dobijenim u različitim granama astronomije.

Jedan od novih pravaca koji se pojavio tek u drugoj polovini 20. veka je arheoastronomija, koja proučava astronomska znanja starih ljudi i pomaže da se datiraju drevne strukture zasnovane na fenomenu precesije Zemlje.

Zvezdana astronomija

Planetarna maglina mrava - Mz3. Izbacivanje plina iz umiruće središnje zvijezde pokazuje simetričan obrazac, za razliku od haotičnih obrazaca konvencionalnih eksplozija.

Gotovo svi elementi teži od vodonika i helijuma nastaju u zvijezdama.

Astronomski predmeti

Zadaci astronomije

Glavni zadaci astronomija su:

1. Proučavanje vidljivog, a potom i stvarnih položaja i kretanja nebeskih tijela u prostoru, određivanje njihove veličine i oblika.
2. Proučavanje strukture nebeskih tijela, proučavanje hemijskog sastava i fizičkih svojstava (gustina, temperatura, itd.) supstance u njima.
3. Rješavanje problema nastanka i razvoja pojedinih nebeskih tijela i sistema koje oni formiraju.
4. Proučavanje najopštijih svojstava Univerzuma, izgradnja teorije vidljivog dijela Univerzuma - Metagalaksije.

Rješavanje ovih problema zahtijeva stvaranje efikasnih istraživačkih metoda, kako teorijskih tako i praktičnih. Prvi problem se rješava kroz dugotrajna posmatranja, započeta u antičko doba, kao i na osnovu zakona mehanike, koji su poznati već oko 300 godina. Stoga u ovoj oblasti astronomije imamo najbogatije informacije, posebno za nebeska tijela relativno bliska Zemlji: Mjesec, Sunce, planete, asteroide itd.

Rješenje drugog problema postalo je moguće zahvaljujući pojavi spektralne analize i fotografije. Proučavanje fizičkih svojstava nebeskih tijela počelo je u drugoj polovini 19. stoljeća, a glavni problemi - tek posljednjih godina.

Treći zadatak zahtijeva akumulaciju uočljivog materijala. Trenutno su takvi podaci još uvijek nedovoljni za tačan opis procesa nastanka i razvoja nebeskih tijela i njihovih sistema. Stoga je znanje u ovoj oblasti ograničeno samo općim razmatranjima i nizom manje ili više uvjerljivih hipoteza.

Četvrti zadatak je najambiciozniji i najteži. Praksa pokazuje da postojeće fizičke teorije više nisu dovoljne da se to riješi. Potrebno je stvoriti općenitiju fizičku teoriju sposobnu da opiše stanje materije i fizičke procese na graničnim vrijednostima gustoće, temperature i pritiska. Da bi se riješio ovaj problem, potrebni su opservacijski podaci u dijelovima Univerzuma koji se nalaze na udaljenosti od nekoliko milijardi svjetlosnih godina. Savremene tehničke mogućnosti ne dozvoljavaju detaljno istraživanje ovih područja. Ipak, ovaj zadatak je sada najhitniji i uspješno ga rješavaju astronomi iz brojnih zemalja, uključujući i Rusiju.

Istorija astronomije

Čak su u davna vremena ljudi primjećivali vezu između kretanja nebeskih tijela na nebu i periodičnih promjena vremena. Astronomija se tada temeljito pomiješala s astrologijom. Konačno razdvajanje naučne astronomije dogodilo se tokom renesanse i dugo je trajalo.

Astronomija je jedna od najstarijih nauka koja je nastala iz praktičnih potreba čovječanstva. Rasporedom zvijezda i sazviježđa primitivni farmeri određivali su početak godišnjih doba. Nomadska plemena su bila vođena Suncem i zvijezdama. Potreba za hronologijom dovela je do stvaranja kalendara. Postoje dokazi da su čak i praistorijski ljudi znali za glavne pojave povezane s izlaskom i zalaskom Sunca, Mjeseca i nekih zvijezda. Periodično ponavljanje pomračenja Sunca i Mjeseca poznato je od davnina. Među najstarijim pisanim izvorima nalaze se opisi astronomskih pojava, kao i primitivne računske sheme za predviđanje vremena izlaska i zalaska svijetlih nebeskih tijela i metode računanja vremena i vođenja kalendara. Astronomija se uspješno razvijala u starom Babilonu, Egiptu, Kini i Indiji. Kineska hronika opisuje pomračenje Sunca, koje se dogodilo u 3. milenijumu pre nove ere. e. Teorije koje su, na osnovu napredne aritmetike i geometrije, objašnjavale i predviđale kretanje Sunca, Meseca i svetlih planeta, nastale su u mediteranskim zemljama u poslednjim vekovima prethrišćanske ere i zajedno sa jednostavnim ali efikasni instrumenti, služili su u praktične svrhe sve do renesanse.

Astronomija je posebno razvijena u staroj Grčkoj. Pitagora je prvi došao do zaključka da Zemlja ima sferni oblik, a Aristarh sa Samosa je sugerirao da se Zemlja okreće oko Sunca. Hiparh u 2. stoljeću BC e. sastavio jedan od prvih zvjezdanih kataloga. U djelu Ptolomeja "Almagest", napisanom u 2 žlice. n. e., utvrđeno tzv. geocentrični sistem svijeta, koji je općenito prihvaćen skoro hiljadu i po godina. U srednjem vijeku astronomija je postigla značajan razvoj u zemljama Istoka. U 15. veku. Ulugbek je u to vrijeme sagradio opservatoriju u blizini Samarkanda s preciznim instrumentima. Ovdje je sastavljen prvi katalog zvijezda nakon Hiparha. Od 16. veka. počinje razvoj astronomije u Evropi. Novi zahtjevi postavljeni su u vezi s razvojem trgovine i plovidbe i nastankom industrije, doprinijeli su oslobađanju nauke od uticaja religije i doveli do niza velikih otkrića.

Rođenje moderne astronomije povezuje se sa odbacivanjem geocentričnog sistema sveta Ptolomeja (2. vek) i njegovom zamenom heliocentričnim sistemom Nikole Kopernika (sredina 16. veka), sa početkom proučavanja nebeskih tela sa teleskop (Galileo, početak 17. vijeka) i otkriće zakona univerzalne privlačnosti (Isak Njutn, kasno 17. vek). 18.-19. vijek je za astronomiju bio period akumulacije informacija i znanja o Sunčevom sistemu, našoj Galaksiji i fizičkoj prirodi zvijezda, Sunca, planeta i drugih kosmičkih tijela. Pojava velikih teleskopa i implementacija sistematskih posmatranja dovela je do otkrića da je Sunce dio ogromnog sistema u obliku diska koji se sastoji od mnogo milijardi zvijezda - galaksije. Početkom 20. veka astronomi su otkrili da je ovaj sistem jedna od miliona sličnih galaksija. Otkriće drugih galaksija bilo je poticaj za razvoj ekstragalaktičke astronomije. Proučavanje spektra galaksija omogućilo je Edwinu Hubbleu 1929. godine da otkrije fenomen "recesije galaksija", koji je kasnije objašnjen na osnovu općeg širenja Univerzuma.

U 20. veku astronomija se podelila na dve glavne grane: posmatračku i teorijsku. Opservacijska astronomija se fokusira na posmatranja nebeskih tijela, koja se zatim analiziraju korištenjem osnovnih zakona fizike. Teorijska astronomija je fokusirana na razvoj modela (analitičkih ili kompjuterskih) za opisivanje astronomskih objekata i pojava. Ove dvije grane se međusobno nadopunjuju: teorijska astronomija traži objašnjenja za rezultate posmatranja, a opservacijska astronomija se koristi za potvrđivanje teorijskih zaključaka i hipoteza.

Naučno-tehnološka revolucija 20. veka imala je izuzetno veliki uticaj na razvoj astronomije uopšte, a posebno astrofizike. Stvaranje optičkih i radio teleskopa visoke rezolucije, korištenje raketa i umjetnih Zemljinih satelita za ekstraatmosferska astronomska promatranja doveli su do otkrića novih tipova kosmičkih tijela: radio galaksija, kvazara, pulsara, izvora rendgenskih zraka itd. sistemima. Dostignuće astrofizike 20. stoljeća bila je relativistička kosmologija - teorija evolucije svemira u cjelini.

2009. UN je proglasio Međunarodnom godinom astronomije (IYA2009). Glavni fokus je na povećanju javnog interesa i razumijevanja astronomije. To je jedna od rijetkih nauka u kojoj laici još uvijek mogu igrati aktivnu ulogu. Amaterska astronomija doprinijela je brojnim važnim astronomskim otkrićima.

Astronomska zapažanja

U astronomiji se informacije uglavnom dobijaju detekcijom i analizom vidljive svjetlosti i drugih spektra elektromagnetnog zračenja u svemiru. Astronomska posmatranja se mogu podijeliti prema području elektromagnetnog spektra u kojem se vrše mjerenja. Neki delovi spektra se mogu posmatrati sa Zemlje (odnosno njene površine), dok se druga posmatranja vrše samo na velikim visinama ili u svemiru (u letelicama koje kruže oko Zemlje). Detalji ovih studijskih grupa su dati u nastavku.

Optička astronomija

Istorijski gledano, optička astronomija (koja se naziva i astronomija vidljivog svjetla) je najstariji oblik istraživanja svemira - astronomija. Optičke slike su prvo nacrtane rukom. Krajem 19. stoljeća i većim dijelom 20. stoljeća istraživanja su vršena na osnovu slika koje su dobijene pomoću fotografija snimljenih fotografskom opremom. Moderne slike se dobijaju korišćenjem digitalnih detektora, posebno detektora uređaja sa naelektrisanjem (CCD). Iako vidljiva svjetlost pokriva raspon od oko 4000 Ǻ do 7000 Ǻ (400-700 nanometara), oprema koja se koristi u ovom rasponu može se koristiti za proučavanje ultraljubičastih i infracrvenih opsega blizu njega.

Infracrvena astronomija

Infracrvena astronomija se bavi istraživanjem, otkrivanjem i analizom infracrvenog zračenja u svemiru. Iako je njena talasna dužina bliska talasnoj dužini vidljive svetlosti, infracrveno zračenje jako apsorbuje atmosfera, osim toga, Zemljina atmosfera ima značajno infracrveno zračenje. Stoga, opservatorije za proučavanje infracrvenog zračenja treba da budu smještene na visokim i suhim mjestima ili u svemiru. Infracrveni spektar je koristan za proučavanje objekata koji su previše hladni da emituju vidljivu svjetlost sa objekata kao što su planete i oko zvjezdanih diskova. Infracrveni zraci mogu proći kroz oblake prašine koji apsorbiraju vidljivu svjetlost, omogućavajući promatranje mladih zvijezda u molekularnim oblacima i galaktičkim jezgrama. Neki molekuli emitiraju snažno infracrveno zračenje, a to se može koristiti za proučavanje kemijskih procesa u svemiru (na primjer, za otkrivanje vode u kometama).

Ultraljubičasta astronomija

Ultraljubičasta astronomija se uglavnom koristi za detaljno posmatranje na ultraljubičastim talasnim dužinama od oko 100 do 3200 Ǻ (10 do 320 nanometara). Svjetlost na ovim valnim dužinama apsorbira Zemljina atmosfera, pa se ovaj raspon istražuje iz gornje atmosfere ili iz svemira. Ultraljubičasta astronomija je pogodnija za proučavanje vrućih zvijezda (OF zvijezda), budući da većina zračenja spada u ovaj raspon. Ovo uključuje proučavanje plavih zvijezda u drugim galaksijama i planetarnih maglina, ostataka supernove, aktivnih galaktičkih jezgara. Međutim, ultraljubičasto zračenje lako apsorbira međuzvjezdana prašina, stoga tokom mjerenja treba izvršiti korekciju za prisustvo potonjeg u kosmičkom okruženju.

Radio astronomija

Vrlo veliki niz u Cirocco -u, Novi Meksiko, SAD

Radio astronomija je proučavanje zračenja s talasnom dužinom većom od jednog milimetra (približno). Radio astronomija se razlikuje od većine drugih vrsta astronomskih posmatranja po tome što se istraživani radio talasi mogu posmatrati upravo kao talasi, a ne kao pojedinačni fotoni. Dakle, možete mjeriti amplitudu i fazu radio vala, a to nije tako lako učiniti u kratkim valnim opsezima.

Iako neke radio talase emituju astronomski objekti kao toplotno zračenje, većina radio talasa posmatranih sa Zemlje je sinhrotronsko zračenje, koje se javlja kada se elektroni kreću u magnetnom polju. Osim toga, neke spektralne linije formiraju međuzvjezdani plin, posebno spektralna linija neutralnog vodonika dužine 21 cm.

U radijskom rasponu primjećuje se veliki broj svemirskih objekata, posebno supernove, međuzvjezdani plin, pulsari i aktivna galaktička jezgra.

X-zraka astronomija

Rentgenska astronomija proučava astronomske objekte u rendgenskom opsegu. Objekti obično emituju rendgenske zrake zbog:

Budući da Zemljina atmosfera apsorbira rendgensko zračenje, rendgensko zračenje se uglavnom obavlja sa orbitalnih stanica, raketa ili svemirskih letjelica. Poznati izvori rendgenskih zraka u svemiru uključuju binarne rendgenske zrake, pulsare, ostatke supernove, eliptične galaksije, jata galaksija i aktivna galaktička jezgra.

Gamma Astronomy

Astronomski gama zraci se pojavljuju u proučavanju astronomskih objekata sa kratkom talasnom dužinom elektromagnetnog spektra. Gama zrake se mogu posmatrati direktno putem satelita kao što je teleskop Compton ili specijalizovanih teleskopa koji se nazivaju Čerenkovljevi atmosferski teleskopi. Ovi teleskopi zapravo ne mjere direktno gama zrake, već detektuju bljeskove vidljive svjetlosti koje nastaju kada gama zrake apsorbira Zemljina atmosfera, zbog različitih fizičkih procesa koji se dešavaju s nabijenim česticama koji se javljaju tokom apsorpcije, kao što je Comptonov efekat ili Čerenkovljev efekat. radijacije.

Većina izvora gama zraka zapravo su izvori gama zraka koji emitiraju gama zrake samo na kratko vrijeme u rasponu od nekoliko milisekundi do hiljada sekundi prije nego što se rasipaju u svemir. Samo 10% izvora gama zračenja nisu prolazni izvori. Stacionarni gama izvori uključuju pulsare, neutronske zvijezde i kandidate za crne rupe u aktivnim galaktičkim jezgrama.

Astronomija polja koja nisu zasnovana na elektromagnetnom spektru

Na osnovu veoma velikih udaljenosti, Zemlja prima ne samo elektromagnetno zračenje, već i druge vrste elementarnih čestica.

Novi pravac u raznim metodama astronomije može biti astronomija gravitacionih talasa, koja nastoji da koristi detektore gravitacionih talasa za prikupljanje podataka posmatranja na kompaktnim objektima. Nekoliko opservatorija je već izgrađeno, poput laserskog interferometra u gravitacijskoj opservatoriji LIGO, ali je gravitacijske valove vrlo teško otkriti i još uvijek ostaju nedostižni.

Planetarna astronomija takođe koristi direktno proučavanje svemirskih letelica i misije povratka uzorka. To uključuje letove pomoću senzora; vozila za spuštanje koja mogu provoditi eksperimente na površini objekata, a također omogućavaju daljinsko otkrivanje materijala ili objekata i misije za isporuku uzoraka na Zemlju za direktno laboratorijsko istraživanje.

Astrometrija i nebeska mehanika

Jedan od najstarijih pododjeljaka astronomije, bavi se mjerenjem položaja nebeskih objekata. Ova grana astronomije se zove astrometrija. Istorijski tačno poznavanje lokacije Sunca, Mjeseca, planeta i zvijezda izuzetno je važno u navigaciji. Pažljiva mjerenja položaja planeta dovela su do dubokog razumijevanja gravitacijskih poremećaja, što je omogućilo precizno određivanje njihovih položaja u prošlosti i predviđanje budućnosti. Ova grana je poznata kao nebeska mehanika. Sada praćenje objekata blizu Zemlje omogućava predviđanje približavanja njima, kao i moguće sudare različitih objekata sa Zemljom.

Mjerenje zvjezdanih paralaksa obližnjih zvijezda je osnova za određivanje udaljenosti u dubokom svemiru, koja se koristi za mjerenje razmjera Univerzuma. Ova mjerenja su dala osnovu za određivanje svojstava udaljenih zvijezda; svojstva se mogu uporediti sa susjednim zvijezdama. Mjerenja radijalnih brzina i vlastitih kretanja nebeskih tijela omogućavaju nam proučavanje kinematike ovih sistema u našoj galaksiji. Astrometrijski rezultati se mogu koristiti za mjerenje distribucije tamne materije u galaksiji.

Devedesetih godina prošlog veka primenjene su astrometrijske metode za merenje zvezdanih oscilacija za otkrivanje velikih ekstrasolarnih planeta (planeta u orbitama susednih zvezda).

Ekstraatmosferska astronomija

Istraživanja korištenjem svemirske tehnologije zauzimaju posebno mjesto među metodama proučavanja nebeskih tijela i svemirskog okruženja. Početak je postavljen lansiranjem u SSSR-u 1957. godine prvog vještačkog satelita Zemlje. Svemirske letjelice su omogućile izvođenje istraživanja u svim rasponima valnih dužina elektromagnetnog zračenja. Zbog toga se moderna astronomija često naziva svevalnom. Ekstra-atmosferska opažanja omogućuju prijem zračenja u svemiru koje apsorbira ili uvelike mijenja zemljinu atmosferu: radio-emisije određene valne dužine ne dopiru do Zemlje, kao ni korpuskularno zračenje Sunca i drugih tijela. Proučavanje ovih ranije nedostupnih vrsta zračenja zvijezda i maglina, međuplanetarnog i međuzvjezdanog medija, uvelike je obogatilo naše znanje o fizičkim procesima Univerzuma. Konkretno, otkriveni su ranije nepoznati izvori rendgenskog zračenja - rendgenski pulsari. Mnogo informacija o prirodi tijela udaljenih od nas i njihovih sistema takođe je dobijeno zahvaljujući istraživanjima sprovedenim uz pomoć instaliranih spektrografa na raznim svemirskim letelicama.

Teorijska astronomija

Glavni članak: Teorijska astronomija

Teorijski astronomi koriste širok spektar alata, koji uključuju analitičke modele (na primjer, politrope za približno ponašanje zvijezda) i numeričke simulacije. Svaka metoda ima svoje prednosti. Analitički model procesa teži boljem razumijevanju zašto se to (nešto) događa. Numerički modeli mogu ukazivati ​​na prisustvo pojava i efekata koji inače ne bi bili viđeni.

Astronomski teoretičari nastoje stvoriti teorijske modele i istražiti implikacije tih simulacija. Ovo omogućava posmatračima da traže podatke koji bi mogli opovrgnuti model ili pomaže u odabiru između nekoliko alternativnih ili konfliktnih modela. Teoretičari također eksperimentiraju s stvaranjem ili mijenjanjem modela na temelju novih podataka. U slučaju nekonzistentnosti, opšta tendencija je da se pokuša napraviti minimalne promjene u modelu i ispraviti rezultat. U nekim slučajevima, velika količina konfliktnih podataka tokom vremena može dovesti do potpunog odbacivanja modela.

Teme koje proučavaju teorijski astronomi: zvjezdana dinamika i evolucija galaksija; velika struktura Univerzuma; porijeklo kosmičkih zraka, opšta teorija relativnosti i fizička kosmologija, posebno kosmologija zvijezda i astrofizika. Astrofizička relativnost služi kao alat za procjenu svojstava struktura velikih razmjera za koje gravitacija igra značajnu ulogu u fizičkim pojavama te kao osnova za istraživanje crnih rupa, astrofiziku i proučavanje gravitacijskih valova. Nekoliko široko prihvaćenih i proučavanih teorija i modela u astronomiji sada je uključeno u Lambda-CDM modele, Veliki prasak, širenje svemira, tamnu materiju i fundamentalne teorije fizike.

Amaterska astronomija

Astronomija je jedna od nauka u kojoj doprinos amatera može biti značajan. Općenito, svi astronomi amateri u većoj mjeri promatraju različite nebeske objekte i pojave od naučnika, iako su im tehnički resursi mnogo manji od kapaciteta državnih institucija, ponekad sami sebi grade opremu (kao prije 2 stoljeća). Konačno, većina naučnika je izašla iz ovog okruženja. Glavni objekti posmatranja astronoma amatera: Mjesec, planete, zvijezde, komete, kiše meteora i razni objekti dubokog neba, i to: zvjezdana jata, galaksije i magline. Jedna od grana amaterske astronomije, amaterska astrofotografija, omogućuje fotografiranje područja noćnog neba. Mnogi hobisti bi se željeli specijalizirati za promatranje određenih objekata, vrsta objekata ili vrsta događaja koji ih zanimaju.

Astronomi amateri nastavljaju da doprinose astronomiji u budućnosti. Zaista, to je jedna od rijetkih disciplina u kojoj doprinos amatera može biti značajan. Vrlo često provode mjerenja u tačkama, koja se koriste za razjašnjavanje orbita malih planeta, dijelom pokazuju i komete, obavljaju redovna opažanja promjenjivih zvijezda. A napredak u digitalnoj tehnologiji omogućio je amaterima da naprave impresivan napredak u astrofotografiji.

vidi takođe

Kodovi u sistemima klasifikacije znanja

• Državni rubrikator naučnih i tehničkih informacija (SRSTI) (od 2001.): 41 ASTRONOMIJA

Bilješke (uredi)

1. , sa. 5
2. Marochnik L.S. Fizika prostora. - 1986.
3. Elektromagnetni spektar. NASA. Arhivirano iz originala 5. septembra 2006. Pristupljeno 8. septembra 2006.
4. Moore, P. Philip's Atlas of the Universe. - Velika Britanija: George Philis Limited, 1997. - ISBN 0-540-07465-9
5. Osoblje... Zašto je infracrvena astronomija vruća tema, ESA(11. septembar 2003.). Arhivirano iz originala 30. jula 2012. Pristupljeno 11. avgusta 2008.
6. Infracrvena spektroskopija - Pregled, NASA / IPAC... Arhivirano iz originala 5. avgusta 2012. Pristupljeno 11. avgusta 2008.
7. Allen's Astrophysical Quantities / Cox, A. N.. - New York: Springer-Verlag, 2000. - P. 124. - ISBN 0-387-98746-0
8. Penston, Margaret J. Elektromagnetski spektar. Istraživačko vijeće za fiziku čestica i astronomiju (14. kolovoza 2002.). Arhivirano iz originala 8. septembra 2012. Pristupljeno 17. avgusta 2006.
9. Gaisser Thomas K. Kosmičke zrake i fizika čestica. - Cambridge University Press, 1990. - P. 1-2. - ISBN 0-521-33931-6
10. Tammann, G. A.; Thielemann, F. K.; Trautmann, D. Otvaranje novih prozora u posmatranju Univerzuma. Europhysics News (2003). Arhivirano iz originala 6. septembra 2012. Pristupljeno 3. februara 2010.
11. Kalvert, Džejms B. Nebeska mehanika. Univerzitet u Denveru (28. mart 2003.). Arhivirano iz originala 7. septembra 2006. Pristupljeno 21. avgusta 2006.
12. Dvorana precizne astrometrije. Odsjek za astronomiju Univerziteta Virginia. Arhivirano iz originala 26. avgusta 2006. Pristupljeno 10. avgusta 2006.
13. Wolszczan, A.; Frail, D. A. (1992). "Planetarni sistem oko milisekundnog pulsara PSR1257 + 12". Priroda 355 (6356): 145-147. DOI: 10.1038 / 355145a0. Bibcode: 1992Natur.355..145W.
14. Roth, H. (1932). "Fluidna sfera koja se polako skuplja ili širi i njena stabilnost." Physical Review 39 (3): 525-529. DOI: 10.1103 / PhysRev. 39.525. Bibcode: 1932PhRv ... 39..525R.
15. Eddington A.S. Unutrašnja konstitucija zvijezda. - Cambridge University Press, 1926. - ISBN 978-0-521-33708-3
16. Mims III, Forrest M. (1999). Nauka amaterska - jaka tradicija, svijetla budućnost. Nauka 284 (5411): 55-56. DOI: 10.1126 / nauka.284.5411.55. Bibcode: 1999Sci ... 284 ... 55M. "Astronomija je tradicionalno bila među najplodnijim poljima za ozbiljne amatere [...]"
17. Američko meteorsko društvo. Arhivirano iz originala 22. avgusta 2006. Pristupljeno 24. avgusta 2006.
18. Lodriguss, Jerry Hvatanje svjetlosti: astrofotografija. Arhivirano iz originala 1. septembra 2006. Pristupljeno 24. avgusta 2006.
19. Ghigo, F. Karl Jansky i otkriće kosmičkih radio talasa. Nacionalna radioastronomska opservatorija.7 februar 2006. Arhivirano iz originala 31. avgusta 2006. Pristupljeno 24. avgusta 2006.
20. Radio amaterski astronomi iz Cambridgea. Arhivirano iz originala 24. maja 2012. Pristupljeno 24. avgusta 2006.
21. Međunarodno udruženje za okultaciju vremena. Arhivirano iz originala 21. avgusta 2006. Pristupljeno 24. avgusta 2006.
22. Nagrada Edgar Wilson. Centralni biro JUR -a za astronomske telegrame. Arhivirano iz originala na datum 24. oktobar 2010. Pristupljeno 24. oktobra 2010. godine.

Više puta smo se, dižući oči ka noćnom nebu, pitali – šta je to u ovom beskonačnom prostoru?


Svemir je prepun mnogih tajni i misterija, ali postoji nauka zvana astronomija, koja već dugi niz godina proučava svemir i pokušava objasniti njegovo porijeklo. Kakva je ovo nauka? Šta rade astronomi i šta tačno proučavaju?

Šta znači riječ "astronomija"?

Termin "astronomija" pojavio se u staroj Grčkoj u III-II veku pre nove ere, kada su naučnici kao što su Pitagora i Hiparh zablistali u naučnoj zajednici. Koncept je kombinacija dvije starogrčke riječi - ἀστήρ (zvjezdica) i νόμος (zakon), odnosno astronomija je zakon zvijezda.

Ovaj pojam ne treba miješati s drugim konceptom - astrologijom, koja proučava utjecaj nebeskih tijela na Zemlju i čovjeka.

Šta je astronomija?

Astronomija je nauka o svemiru, koja određuje lokaciju, strukturu i formiranje nebeskih tijela. U moderno doba uključuje nekoliko sekcija:

- astrometrija, koja proučava lokaciju i kretanje svemirskih objekata;

- nebeska mehanika - određivanje mase i oblika zvijezda, proučavanje zakona njihovog kretanja pod utjecajem gravitacijskih sila;


- teorijska astronomija, u okviru koje naučnici razvijaju analitičke i kompjuterske modele nebeskih tijela i pojava;

- astrofizika - proučavanje hemijskih i fizičkih svojstava svemirskih objekata.

Zasebne grane nauke usmjerene su na proučavanje zakona prostornog rasporeda zvijezda i planeta i razmatranje evolucije nebeskih tijela.

U XX veku pojavio se novi odeljak u astronomiji pod nazivom arheoastronomija, koji je imao za cilj proučavanje astronomske istorije i razjašnjavanje znanja u oblasti zvezda u antičko doba.

Šta proučava astronomija?

Predmeti astronomije su Univerzum u cjelini i svi objekti u njemu - zvijezde, planete, asteroidi, komete, galaksije, sazviježđa. Astronomi proučavaju međuplanetarnu i međuzvjezdanu materiju, vrijeme, crne rupe, magline i nebeske koordinatne sisteme.


Jednom riječju, pod njihovom pažnjom je sve što je povezano sa svemirom i njegovim razvojem, uključujući astronomske instrumente, simbole itd.

Kada se pojavila astronomija?

Astronomija je jedna od najstarijih nauka na Zemlji. Nemoguće je imenovati tačan datum njenog pojavljivanja, ali je poznato da su ljudi proučavali zvezde najmanje od 6.-4. milenijuma pre nove ere.

Do danas su sačuvane mnoge astronomske tablice koje su ostavili babilonski sveštenici, kalendari plemena Maja, starog Egipta i drevne Kine. Starogrčki naučnici dali su veliki doprinos razvoju astronomije i proučavanju nebeskih tijela. Pitagora je prvi sugerirao da naša planeta ima oblik lopte, a Aristarh sa Samosa prvi je izveo zaključke o njenoj rotaciji oko Sunca.

Dugo vremena astronomija je bila povezana sa astrologijom, ali je tokom renesanse postala posebna nauka. Zahvaljujući pojavi teleskopa, naučnici su uspeli da otkriju galaksiju Mlečni put, a početkom 20. veka shvatili su da se Univerzum sastoji od mnogih galaktičkih prostora.

Najveće dostignuće našeg vremena bila je pojava teorije evolucije svemira, prema kojoj se on vremenom širi.

Šta je amaterska astronomija?

Amaterska astronomija je hobi u kojem ljudi koji nisu povezani sa naučnim i istraživačkim centrima posmatraju svemirske objekte. Moram reći da takva zabava daje značajan doprinos ukupnom razvoju astronomije.


Mnoga zanimljiva i prilično važna otkrića napravili su amateri. Konkretno, 1877. godine ruski posmatrač Evgraf Bykhanov bio je prvi koji je izrazio moderne poglede na formiranje Sunčevog sistema, a 2009. Australac Anthony Wesley otkrio je tragove pada kosmičkog tijela (vjerovatno komete) na planetu. Jupiter.

Neko vrijeme školski program nije uključivao predmet kao što je astronomija. Sada je ova disciplina uključena u obavezni nastavni plan i program. Astronomija se počinje proučavati u različitim školama na različite načine. Ponekad se ova disciplina prvi put pojavljuje u rasporedu učenika sedmog razreda, a u nekim obrazovnim ustanovama uči se tek u 11. razredu. Školarci imaju pitanje zašto trebaju naučiti ovaj predmet, astronomiju? Hajde da saznamo kakva je to nauka i kako nam znanje o svemiru može biti korisno u životu?

Koncept nauke o astronomiji i predmet njenog proučavanja

Astronomija je prirodna nauka o svemiru. Predmet njenog proučavanja su svemirski fenomeni, procesi i objekti. Zahvaljujući ovoj nauci poznajemo planete, satelite, komete, asteroide, meteorite. Također, astronomsko znanje daje ideju o prostoru, lokaciji nebeskih tijela, njihovom kretanju i formiranju njihovih sistema.

Astronomija je nauka koja objašnjava neshvatljive pojave koje čine sastavni dio našeg života.

Nastanak i razvoj astronomije

Prve ljudske ideje o svemiru bile su vrlo primitivne. Zasnovali su se na vjerskim uvjerenjima. Ljudi su mislili da je Zemlja centar svemira i da su zvijezde vezane za čvrsto nebo.

U daljem razvoju ove nauke razlikuje se nekoliko faza, od kojih se svaka naziva astronomska revolucija.

Prvi takav državni udar dogodio se u različito vrijeme u različitim regijama svijeta. Približni početak njegove implementacije je 1500. godine prije Krista. Razlog za prvu revoluciju bio je razvoj matematičkog znanja, a rezultat je bila pojava sferne astronomije, astrometrije i preciznih kalendara. Glavno dostignuće ovog perioda je pojava geocentrične teorije svijeta, koja je postala rezultat drevnog znanja.

Druga revolucija u astronomiji dogodila se od 16. do 17. vijeka. To je uzrokovano brzim razvojem prirodnih nauka i pojavom novih saznanja o prirodi. Tokom ovog perioda, zakoni fizike su počeli da se koriste za objašnjenje astronomskih procesa i pojava.

Glavna dostignuća ove faze u razvoju astronomije su potvrđivanje univerzalne gravitacije, pronalazak optičkog teleskopa, otkriće novih planeta, asteroida i pojava prvih kosmoloških hipoteza.

Nadalje, ubrzao se razvoj svemirske nauke. Izmišljena je nova tehnika koja je pomogla u astronomskim istraživanjima. Nova prilika za proučavanje hemijskog sastava nebeskih tijela potvrdila je jedinstvo čitavog svemira.

Treća astronomska revolucija dogodila se 70-90-ih godina dvadesetog veka. To je bilo zbog napretka tehnologije i tehnologije. U ovoj fazi pojavljuje se svevalna, eksperimentalna i korpuskularna astronomija. To znači da se sada svi objekti u svemiru mogu posmatrati uz pomoć elektromagnetnih talasa koje emituju, korpuskularnog zračenja.

Podjele astronomije

Kao što vidimo, astronomija je drevna nauka, koja je u procesu dugog razvoja dobila razgranatu, sektorsku strukturu. Konceptualnu osnovu klasične astronomije čine tri njena pododjeljka:

Pored ovih glavnih sekcija, tu su i:

• astrofizika;
• zvezdana astronomija;
• kosmogonija;
• kosmologija.

Novi trendovi i moderni trendovi u astronomiji

Nedavno, u vezi sa ubrzanjem razvoja mnogih nauka, počele su se pojavljivati ​​progresivne grane koje se bave prilično specifičnim istraživanjima u oblasti astronomije.

• Gama astronomija proučava svemirske objekte njihovim zračenjem.
• Rentgenska astronomija, slično kao i prethodna industrija, uzima rendgenske zrake s nebeskih tijela kao osnovu za istraživanje.

Osnovni pojmovi u astronomiji

Koji su osnovni koncepti ove nauke? Da bismo dublje proučavali astronomiju, moramo se upoznati sa osnovama.

Svemir je skup zvijezda i međuzvjezdanog prostora. U stvari, ovo je svemir.

Planeta je specifično nebesko tijelo koje kruži oko zvijezde. Ovo ime se daje samo teškim predmetima koji mogu dobiti zaobljen oblik pod utjecajem vlastite gravitacije.

Zvijezda je masivni sferni objekt napravljen od plinova, unutar kojeg se odvijaju termonuklearne reakcije. Najbliža i najpoznatija zvijezda za nas je Sunce.

Satelit u astronomiji je nebesko tijelo koje kruži oko objekta koji je veći i kojeg drži gravitacija. Sateliti su prirodni - na primjer Mjesec, kao i umjetno stvoreni od strane čovjeka i lansirani u orbitu da emituju potrebne informacije.

Galaksija je gravitacijski snop zvijezda, njihovih jata, prašine, plina i tamne tvari. Svi objekti u galaksiji kreću se u odnosu na njen centar.

Maglina u astronomiji je međuzvjezdani prostor koji ima karakteristično zračenje i koji se ističe na opštoj pozadini neba. Prije pojave moćnih teleskopskih instrumenata, galaksije su se često miješale s maglinama.

Deklinacija u astronomiji je karakteristika svojstvena svakom nebeskom tijelu. Ovo je naziv jedne od dvije koordinate, koje odražavaju ugaonu udaljenost od kosmičkog ekvatora.

Savremena terminologija nauke o astronomiji

Inovativne metode učenja o kojima smo ranije govorili pridonijele su nastanku novih astronomskih pojmova:

„Egzotični“ objekti su izvori optičkog, rendgenskog, radio i gama zračenja u svemiru.

Kvazar - jednostavnim riječima, to je zvijezda sa jakim zračenjem. Njegova snaga može biti veća od snage cijele galaksije. Takav objekt vidimo kroz teleskop čak i na velikoj udaljenosti.

Neutronska zvijezda je posljednja faza u evoluciji nebeskog tijela. Ovaj ima nezamislivu gustinu. Na primjer, supstanca koja čini neutronsku zvijezdu, koja stane u kašičicu, težit će 110 miliona tona.

Odnos astronomije sa drugim naukama

Astronomija je nauka koja je usko povezana sa različitim znanjima. U svom istraživanju koristi dostignuća mnogih industrija.

Problem distribucije kemijskih elemenata i njihovih spojeva na Zemlji i u svemiru veza je između kemije i astronomije. Osim toga, naučnici su od velikog interesa za proučavanje hemijskih procesa koji se odvijaju u svemiru.

Zemlja se može smatrati jednom od planeta Sunčevog sistema - ovo izražava vezu između astronomije i geografije i geofizike. Reljef zemaljske kugle, stalne klimatske i sezonske vremenske promjene, zatopljenje, ledena doba - geografi koriste astronomska znanja za proučavanje svih ovih i mnogih drugih fenomena.

Šta je postalo osnova za nastanak života? Ovo je uobičajeno pitanje za biologiju i astronomiju. Zajednički radovi ove dvije nauke usmjereni su na rješavanje dileme o nastanku živih organizama na planeti Zemlji.

Još bliži odnos astronomije i ekologije, koja razmatra problem uticaja kosmičkih procesa na Zemljinu biosferu.

Metode posmatranja u astronomiji

Posmatranje je osnova za prikupljanje informacija u astronomiji. Koje metode se mogu koristiti za posmatranje procesa i objekata u prostoru i koji se alati sada koriste u te svrhe?

Golim okom možemo videti nekoliko hiljada zvezda na nebu, ali ponekad se čini da vidimo milion ili milijardu svetlećih svetlih tačaka. Ovo je sam po sebi spektakularan prizor, iako se uz pomoć povećala mogu uočiti još zanimljivosti.

Čak i običan dvogled sa mogućnošću povećanja od osam puta daje priliku da se vidi bezbroj nebeskih tijela, a obične zvijezde, koje vidimo golim okom, postaju mnogo sjajnije. Najzanimljiviji objekt za kontemplaciju kroz dvogled je Mjesec. Čak i pri malom povećanju mogu se vidjeti neki krateri.

Teleskop omogućava da se vide ne samo tačke mora na Mesecu. Promatrajući zvjezdano nebo pomoću ovog uređaja, možete proučiti sve značajke reljefa zemaljskog satelita. Takođe, udaljene galaksije i magline, nevidljive do ovog trenutka, otvorene su pogledu posmatrača.

Promatranje zvjezdanog neba kroz teleskop nije samo vrlo uzbudljiva aktivnost, već ponekad i vrlo korisna za nauku. Mnoga astronomska otkrića nisu napravili istraživački instituti, već obični amateri.

Značaj astronomije za ljude i društvo

Astronomija je zanimljiva i korisna nauka u isto vrijeme. Danas se astronomske metode i instrumenti koriste za:

Umjesto pogovora

Uzimajući u obzir sve navedeno, niko ne može sumnjati u korisnost i neophodnost astronomije. Ova nauka pomaže boljem razumijevanju svih aspekata ljudskog postojanja. Dala nam je znanje i otvorila pristup zanimljivim informacijama.

Uz pomoć astronomskih istraživanja možemo detaljnije proučavati našu planetu, ali i postepeno se kretati dublje u Univerzum kako bismo saznali sve više o prostoru oko nas.

Astronomske metode istraživanja

Komponente megasvijeta

Svemir(megasvijet) - cijeli svijet koji okružuje planetu Zemlju.

Ne možemo posmatrati ceo prostor iz više razloga (tehnički: rasejanje galaksija → svetlost nema vremena da stigne).

Univerzum- dio prostora dostupan za posmatranje.

kosmologija- proučava strukturu, porijeklo, evoluciju i buduću sudbinu Univerzuma u cjelini.

Osnova ove discipline je astronomija, fizika i matematika.

Astronomija(doslovno - nauka o ponašanju zvijezda) - uža grana kosmologije (najvažnija!) - nauka o strukturi i razvoju svih kosmičkih tijela.

Metode istraživanja u astronomiji

U astronomiji direktno mogu se posmatrati samo objekti koji emituju elektromagnetno zračenje uključujući svetlost.

Osnovne informacije se dobijaju pomoću optičkih instrumenata.

1. Optička astronomija - proučava vidljive (tj. svjetleće) objekte.

Posmatrana, ili svetleća materija ili sam emituje vidljivu svjetlost kao rezultat procesa koji se odvijaju unutar njega (zvijezde), ili odbija upadne zrake (planete Sunčevog sistema, magline).

Godine 1608. G. Galilei poslao svoj jednostavan spyglass, čime je napravljena revolucija u oblasti astronomskog posmatranja. Sada se astronomska posmatranja provode pomoću teleskopi.

Optički teleskopi su dvije vrste: vatrostalna (svetlost se skuplja objektiv→ potrebna su velika sočiva koja se mogu savijati pod vlastitom težinom → izobličenje slike) i refleks (svetlost se skuplja ogledalo, nema takvih problema → većina profesionalnih teleskopa su reflektori).

U modernim teleskopima ljudsko oko je zamijenjeno fotografske ploče ili digitalni fotoaparati, koji su u stanju da akumuliraju svjetlosni tok tokom dugog vremenskog perioda, što omogućava detekciju čak i manjih objekata.

Teleskopi se postavljaju na visokim planinskim vrhovima, gdje je utjecaj atmosfere i svjetlosti velikih gradova na sliku najmanje pogođen. Stoga je danas većina profesionalnih teleskopa koncentrirana u opservatorijama, kojih nema toliko: u Andima, na Kanarskim ostrvima, na havajskim vulkanima(4205 m nadmorske visine, na ugaslom vulkanu - najvišoj opservatoriji na svijetu) iu nekim izolirane lokacije u Sjedinjenim Državama i Australiji.

Zahvaljujući međunarodnim sporazumima, zemlje koje nemaju odgovarajuće lokacije za teleskope mogu instalirati svoju opremu na lokacijama sa takvim uslovima.

Najveći teleskop- gradi se u Čileu od strane Južnoevropske opservatorije (uključuje sistem od 4 teleskopa prečnika 8,2 m svaki).

1990. lansiran u orbitu optički teleskop "Hubble" (SAD) (h = 560 km).

Njegova dužina - 13,3 m, širina - 12 m, ogledalo prečnika 2,4 m, ukupna težina - 11 tona,

koštaju ~ 250 miliona dolara

Zahvaljujući njemu, dobijena je duboka, nikad nedostižna slika zvezdanog neba, uočeni su planetarni sistemi u fazi formiranja, a dobijeni su i podaci o postojanju ogromnih crnih rupa u centrima različitih galaksija. Teleskop bi trebao biti završen do 2005. godine; sada je lansiran još jedan moderniji.

2. Neoptička astronomija - ispituje objekte koji emituju EM zračenje izvan vidljive svjetlosti.

Elektromagnetno zračenje- oblik električne i magnetske energije koja putuje kroz svemir brzinom svjetlosti. Jedinica mjerenja je valna dužina (m).

EM spektar je konvencionalno podijeljen na pojaseve koje karakterizira određeni interval valnih dužina. Nemoguće je definirati jasne granice između raspona, jer često se preklapaju.