Астрономія - наука, що вивчає рух, будову, походження та розвиток небесних тіл та їх систем. Накопичені нею знання використовуються для практичних потреб людства.

Астрономія є однією з найдавніших наук, вона виникла на основі практичних потреб людини та розвивалася разом з ними. Елементарні астрономічні відомості були відомі вже тисячі років тому у Вавилоні, Єгипті, Китаї та застосовувалися народами цих країн для вимірювання часу та орієнтування на сторони горизонту.

І в наш час астрономія використовується для визначення точного часу та географічних координат (у навігації, авіації, космонавтиці, геодезії, картографії). Астрономія допомагає дослідженню та освоєнню космічного простору, розвитку космонавтики та вивченню нашої планети з космосу. Але цим далеко не вичерпуються завдання, які вона вирішує.

Наша Земля є частиною Всесвіту. Місяць та Сонце викликають на ньому припливи та відливи. Сонячне випромінювання та його зміни впливають на процеси у земній атмосфері та на життєдіяльність організмів. Механізми впливу різних космічних тіл Землю також вивчає астрономія.

Сучасна астрономія тісно пов'язана з математикою та фізикою, з біологією та хімією, з географією, геологією та з космонавтикою. Використовуючи досягнення інших наук, вона у свою чергу збагачує їх, стимулює їх розвиток, висуваючи перед ними нові завдання. Астрономія вивчає в космосі речовину в таких станах і масштабах, які неможливі в лабораторіях, і цим розширює фізичну картину світу, наші уявлення про матерію. Все це важливо для розвитку діалектико-матеріалістичного уявлення про природу Навчившись передбачати настання затемнень Сонця та Місяця, поява комет, астрономія започаткувала боротьбу з релігійними забобонами. Показуючи можливість природничо пояснення виникнення і зміни Землі та інших небесних тіл, астрономія сприяє розвитку марксистської філософії.

Курс астрономії завершує фізико-математичне і природничо освіту, що отримується вами в школі.

Вивчаючи астрономію, необхідно брати до уваги те, які відомості є достовірними фактами, а які - науковими припущеннями, які з часом можуть змінитися. Важливо, що межі людського пізнання немає. Ось один із прикладів того, як це показує життя.

У минулому столітті один філософ-ідеаліст наважився стверджувати, що можливості людського пізнання обмежені. Він говорив, що, хоча люди і виміряли відстані до деяких світил, хімічний склад зірок вони ніколи не зможуть визначити. Проте невдовзі було відкрито спектральний аналіз, і астрономи як встановили хімічний склад атмосфер зірок, а й визначили їх температуру. Неспроможними виявилися і багато інших спроб вказати межі людського пізнання. Так, вчені спочатку теоретично оцінили температуру на Місяці, потім виміряли її із Землі за допомогою термоелемента та радіометодів, потім ці дані отримали підтвердження від приладів автоматичних станцій, виготовлених та посланих людьми на Місяць.

Етимологія

Структура астрономії як наукової дисципліни

Позагалактична астрономія: гравітаційне лінзування. Видно кілька блакитних петлеподібних об'єктів, які є багаторазовими зображеннями однієї галактики, розмноженими через ефект гравітаційної лінзи від скупчення жовтих галактик біля центру фотографії. Лінза створена гравітаційним полем скупчення, яке викривляє світлові промені, що веде до збільшення та спотворення зображення більш далекого об'єкта.

Сучасна астрономія ділиться ряд розділів, які тісно пов'язані між собою, тому поділ астрономії певною мірою умовно. Найголовнішими розділами астрономії є:

• Астрометрія - вивчає видимі положення та рухи світил. Раніше роль астрометрії полягала також у високоточному визначенні географічних координат та часу за допомогою вивчення руху небесних світил (зараз для цього використовуються інші способи). Сучасна астрометрія складається з:
  • фундаментальної астрометрії, завданнями якої є визначення координат небесних тіл зі спостережень, складання каталогів зоряних положень та визначення числових значень астрономічних параметрів - величин, що дозволяють враховувати закономірні зміни координат світил;
  • сферичної астрономії, яка розробляє математичні методи визначення видимих ​​положень та рухів небесних тіл за допомогою різних систем координат, а також теорію закономірних змін координат світил з часом;
• Теоретична астрономія дає методи для визначення орбіт небесних тіл за їхніми видимими положеннями та методи обчислення ефемерид (видимих ​​положень) небесних тіл за відомими елементами їх орбіт (зворотне завдання).
• Небесна механіка вивчає закони рухів небесних тіл під дією сил всесвітнього тяжіння, визначає маси та форму небесних тіл та стійкість їх систем.

Ці три розділи переважно вирішують перше завдання астрономії (дослідження руху небесних тіл), і їх часто називають класичною астрономією.

• Астрофізика вивчає будову, фізичні властивості та хімічний склад небесних об'єктів. Вона поділяється на: а) практичну (спостережну) астрофізику, в якій розробляються та застосовуються практичні методи астрофізичних досліджень та відповідні інструменти та прилади; б) теоретичну астрофізику, в якій, на підставі законів фізики, даються пояснення фізичним явищам, що спостерігаються.

Ряд розділів астрофізики виділяється за специфічними методами дослідження.

• Зоряна астрономія вивчає закономірності просторового розподілу та руху зірок, зоряних систем та міжзоряної матерії з урахуванням їх фізичних особливостей.

У цих двох розділах переважно вирішуються питання другого завдання астрономії (будівля небесних тіл).

• Космогонія розглядає питання походження та еволюції небесних тіл, у тому числі нашої Землі.
• Космологія вивчає загальні закономірності будови та розвитку Всесвіту.

На підставі всіх отриманих знань про небесні тіла останні два розділи астрономії вирішують її третє завдання (походження та еволюція небесних тіл).

Курс загальної астрономії містить систематичний виклад відомостей про основні методи та найголовніші результати, отримані різними розділами астрономії.

Одним з нових, що сформувалися лише в другій половині XX століття, напрямів є археоастрономія, яка вивчає астрономічні знання стародавніх людей і допомагає датувати стародавні споруди, виходячи з явища прецесії Землі.

Зоряна астрономія

Планетарна туманність Мураха – Mz3. Викид газу з центральної зірки, що вмирає, показує симетричну модель, на відміну від хаотичних образів звичайних вибухів.

Майже всі елементи, важчі за водень і гелій, утворюються в зірках.

Предмети астрономії

Завдання астрономії

Основними завданнями астрономіїє:

1. Вивчення видимих, а потім і дійсних положень та рухів небесних тіл у просторі, визначення їх розмірів та форми.
2. Вивчення будови небесних тіл, дослідження хімічного складу та фізичних властивостей (щільності, температури тощо) речовини в них.
3. Вирішення проблем походження та розвитку окремих небесних тіл та утворених ними систем.
4. Вивчення найбільш загальних властивостей Всесвіту, побудова теорії спостерігається частини Всесвіту-Метагалактики.

Вирішення цих завдань вимагає створення ефективних методів дослідження – як теоретичних, так і практичних. Перше завдання вирішується шляхом тривалих спостережень, розпочатих ще в давнину, а також на основі законів механіки, відомих вже близько 300 років. Тому в цій галузі астрономії ми маємо в своєму розпорядженні найбільш багату інформацію, особливо для порівняно близьких до Землі небесних тіл: Місяця, Сонця, планет, астероїдів і т.д.

Вирішення другого завдання стало можливим у зв'язку з появою спектрального аналізу та фотографії. Вивчення фізичних властивостей небесних тіл почалося у другій половині ХІХ століття, а основних проблем - лише останні роки.

Третє завдання вимагає накопичення матеріалу, що спостерігається. В даний час таких даних ще недостатньо для точного опису процесу походження та розвитку небесних тіл та їх систем. Тому знання у цій галузі обмежуються лише загальними міркуваннями та поруч більш менш правдоподібних гіпотез.

Четверте завдання є наймасштабнішим і найскладнішим. Практика показує, що з її вирішення недостатньо існуючих фізичних теорій. Необхідно створення більш загальної фізичної теорії, здатної описувати стан речовини та фізичні процеси при граничних значеннях щільності, температури, тиску. Для вирішення цього завдання потрібні наглядові дані в областях Всесвіту, що знаходяться на відстані в кілька мільярдів світлових років. Сучасні технічні можливості не дозволяють детально досліджувати ці галузі. Тим не менш, це завдання зараз є найбільш актуальним і успішно вирішується астрономами низки країн, у тому числі й Росії.

Історія астрономії

Ще в давнину люди помітили взаємозв'язок руху небесних світил по небосхилу та періодичних змін погоди. Астрономія тоді була ґрунтовно перемішана з астрологією. Остаточне виділення наукової астрономії відбулося в епоху Відродження і тривало тривалий час.

Астрономія - одна з найстаріших наук, що виникла із практичних потреб людства. За розташуванням зірок та сузір'їв первісні землероби визначали настання пір року. Кочові племена орієнтувалися по Сонцю та зіркам. Необхідність у літочисленні призвела до створення календаря. Є докази, що ще доісторичні люди знали про основні явища, пов'язані зі сходом та заходом Сонця, Місяця та деяких зірок. Періодична повторюваність затемнень Сонця та Місяця була відома вже дуже давно. Серед найдавніших писемних джерел зустрічаються описи астрономічних явищ, а також примітивні розрахункові схеми для передбачення часу сходу та заходу яскравих небесних тіл та методи відліку часу та ведення календаря. Астрономія успішно розвивалася у Стародавньому Вавилоні, Єгипті, Китаї та Індії. У китайському літописі описується затемнення Сонця, яке відбулося 3-му тисячолітті до зв. е. Теорії, які на основі розвинених арифметики та геометрії пояснювали та передбачали рух Сонця, Місяця та яскравих планет, були створені в країнах Середземномор'я в останні століття дохристиянської ери та разом з простими, але ефективними приладами, служили практичним цілям аж до епохи Відродження.

Особливо великого розвитку досягла астрономія у Стародавній Греції. Піфагор вперше дійшов висновку, що Земля має кулясту форму, а Аристарх Самоський висловив припущення, що Земля обертається навколо Сонця. Гіппарх у 2 ст. до зв. е. склав один з перших зіркових каталогів. У творі Птолемея "Альмагест", написаному в 2 ст. н. е., викладені т.з. геоцентричну систему світу, яка була загальноприйнятою протягом майже півтори тисячі років. У середньовіччі астрономія досягла значного розвитку у країнах Сходу. У 15 ст. Улугбек побудував поблизу Самарканда обсерваторію з точними на той час інструментами. Тут було складено перший після Гіппарха каталог зірок. З 16 ст. починається розвиток астрономії у Європі. Нові вимоги висувалися у зв'язку з розвитком торгівлі та мореплавання та зародженням промисловості, сприяли звільненню науки від впливу релігії та призвели до низки великих відкриттів.

Народження сучасної астрономії пов'язують з відмовою від геоцентричної системи світу Птолемея (II століття) та заміною її геліоцентричною системою Миколи Коперника (середина XVI століття), з початком досліджень небесних тіл за допомогою телескопа (Галілей, початок XVII століття) та відкриттям закону всесвітнього тяжіння (Ісаак Ньютон, кінець XVII століття). XVIII-XIX століття були для астрономії періодом накопичення відомостей та знань про Сонячну систему, нашу Галактику та фізичну природу зірок, Сонця, планет та інших космічних тіл. Поява великих телескопів та здійснення систематичних спостережень призвели до відкриття, що Сонце входить до складу величезної дископодібної системи, що складається з багатьох мільярдів зірок – галактики. На початку XX століття астрономи виявили, що ця система є однією з мільйонів подібних до неї галактик. Відкриття інших галактик стало поштовхом у розвиток позагалактичної астрономії. Дослідження спектрів галактик дозволило Есуну Хабблу в 1929 виявити явище «розбігання галактик», яке згодом отримало пояснення на основі загального розширення Всесвіту.

У XX столітті астрономія розділилася на дві основні гілки: спостережну та теоретичну. Спостережна астрономія зосереджена на спостереженнях небесних тіл, які потім аналізують з допомогою основних законів фізики. Теоретична астрономія орієнтована на розробку моделей (аналітичних чи комп'ютерних) для опису астрономічних об'єктів та явищ. Ці дві гілки доповнюють одна одну: теоретична астрономія шукає пояснення результатів спостережень, а спостережну астрономію застосовують для підтвердження теоретичних висновків та гіпотез.

Науково-технічна революція ХХ століття мала надзвичайно великий вплив в розвитку астрономії загалом і особливо астрофізики. Створення оптичних і радіотелескопів з високою роздільною здатністю, застосування ракет і штучних супутників Землі для позаатмосферних астрономічних спостережень призвели до відкриття нових видів космічних тіл: радіогалактик, квазарів, пульсарів, джерел рентгенівського випромінювання і т. д. Були розроблені основи теорії еволюції зірок системи. Досягненням астрофізики XX століття стала релятивістська космологія – теорія еволюції Всесвіту загалом.

2009 був оголошений ООН Міжнародним роком астрономії (IYA2009). Основний акцент робиться на підвищенні суспільної зацікавленості та розумінні астрономії. Це одна з небагатьох наук, де непрофесіонали все ще можуть грати активну роль. Аматорська астрономія внесла свій вклад у ряд важливих астрономічних відкриттів.

Астрономічні спостереження

В астрономії інформація в основному виходить від виявлення та аналізу видимого світла та інших спектрів електромагнітного випромінювання у космосі. Астрономічні спостереження можуть бути розділені відповідно до галузі електромагнітного спектра, в якій проводяться вимірювання. Деякі частини спектру можна спостерігати із Землі (тобто її поверхні), інші спостереження ведуться тільки великих висотах чи космосі (у космічних апаратах на орбіті Землі). Детальні відомості про ці групи досліджень наведено нижче.

Оптична астрономія

Історично оптична астрономія (яку ще називають астрономією видимого світла) є найдавнішою формою дослідження космосу – астрономії. Оптичні зображення спочатку були намальовані від руки. Наприкінці XIX століття і більшу частину ХХ століття дослідження здійснювалися на основі зображень, які отримували за допомогою фотографій, зроблених на фотографічному обладнанні. Сучасні зображення отримують з використанням цифрових детекторів, зокрема детектори на основі приладів із зарядним зв'язком (ПЗЗ). Хоча видиме світло охоплює діапазон приблизно від 4000 до 7000 (400-700 нанометрів), застосовуваного обладнання в цьому діапазоні, можна застосувати і для дослідження близьких йому ультрафіолетового та інфрачервоного дапазонів.

Інфрачервона астрономія

Інфрачервона астрономія стосується досліджень, виявлення та аналізу інфрачервоного випромінювання у космосі. Хоча довжина хвилі його близька до довжини хвилі видимого світла, інфрачервоне випромінювання поглинається атмосферою, крім того, атмосфера Землі має значне інфрачервоне випромінювання. Тому обсерваторії для вивчення інфрачервоного випромінювання мають бути розташовані на високих та сухих місцях або у космосі. Інфрачервоний спектр корисний для вивчення об'єктів, які занадто холодні, щоб випромінювати видиме світло таких об'єктів, як планети і навколо зіркові диски. Інфрачервоні промені можуть проходити через хмари пилу, що поглинають видиме світло, що дозволяє спостерігати молоді зірки в молекулярних хмарах та ядер галактик. Деякі молекули потужно випромінюють в інфрачервоному діапазоні, і це може бути використане вивчення хімічних процесів у космосі (наприклад, виявлення води в кометах) .

Ультрафіолетова астрономія

Ультрафіолетова астрономія в основному застосовується для детального спостереження в ультрафіолетових довжинах хвиль приблизно від 100 до 3200 Ǻ (від 10 до 320 нанометрів). Світло цих довжинах хвиль поглинається атмосферою Землі, тому дослідження цього діапазону виконують із верхніх шарів атмосфери чи з космосу. Ультрафіолетова астрономія найкраще підходить для вивчення гарячих зірок (ОФ зірки), оскільки основна частина випромінювання посідає саме цей діапазон. Сюди відносяться дослідження блакитних зірок в інших галактиках та планетарних туманностей, залишків наднових, активних галактичних ядер. Однак ультрафіолетове випромінювання легко поглинається міжзоряним пилом, тому під час виміру слід робити поправку на наявність останньої у космічному середовищі.

Радіоастрономія

Надвеликий масив радіотелескопів (англ. Very Large Array) у Сірокко, Нью-Мексико, США

Радіоастрономія - це дослідження випромінювання з довжиною хвилі, більшою за один міліметр (приблизно). Радіоастрономія відрізняється від більшості інших видів астрономічних спостережень тим, що радіохвилі, що досліджуються, можна розглядати саме як хвилі, а не як окремі фотони. Отже, можна виміряти як амплітуду, так і фазу радіохвилі, а це не так легко зробити на діапазонах коротких хвиль.

Хоча деякі радіохвилі випромінюються астрономічними об'єктами у вигляді теплового випромінювання, більшість радіовипромінювання, що спостерігається із Землі, є за походженням синхротронним випромінюванням, яке виникає, коли електрони рухаються в магнітному полі. Крім того, деякі спектральні лінії утворюються міжзоряним газом, зокрема, спектральна лінія нейтрального водню довжиною 21 см .

У радіодіапазоні спостерігається широка різноманітність космічних об'єктів, зокрема наднові зірки, міжзоряний газ, пульсари та активні ядра галактик.

Рентгенівська астрономія

Рентгенівська астрономія вивчає астрономічні об'єкти у рентгенівському діапазоні. Зазвичай об'єкти випромінюють рентгенівське випромінювання завдяки:

Оскільки рентгенівське випромінювання поглинається атмосферою Землі, рентгенівські спостереження здебільшого виконують із орбітальних станцій, ракет або космічних кораблів. До відомих рентгенівських джерел у космосі відносяться: рентгенівські подвійні зірки, пульсари, залишки наднових, еліптичні галактики, скупчення галактик, а також активні ядра галактик.

Гамма-астрономія

Астрономічні гамма-промені з'являються у дослідженнях астрономічних об'єктів із короткою довжиною хвилі електромагнітного спектру. Гамма-промені можуть спостерігатися безпосередньо такими супутниками як Телескоп Комптон або спеціалізовані телескопи, які називаються атмосферні телескопи Черенкова. Ці телескопи фактично не вимірюють гамма-промені безпосередньо, а фіксують спалахи видимого світла, що утворюються при поглинанні гамма-променів атмосферою Землі, внаслідок різних фізичних процесів, що відбуваються із зарядженими частинками, що виникають при поглинанні, на зразок ефекту Комптон або черенківського випромінювання.

Більшість джерел гамма-випромінювання є фактично джерелами гамма-сплесків, які випромінюють лише гамма-промені протягом короткого проміжку часу від кількох мілісекунд до тисячі секунд, перш ніж розвіятися у просторі космосу. Тільки 10% від джерел гамма-випромінювання не є перехідними джерелами. Стаціонарні гамма-джерела включають пульсари, нейтронні зірки та кандидати на чорні дірки в активних галактичних ядрах.

Астрономія полів, що не ґрунтуються на електромагнітному спектрі

До Землі, з дуже великих відстаней, потрапляє як електромагнітне випромінювання, а й інші типи елементарних частинок.

Новим напрямком у різновиді методів астрономії може стати гравітаційно-хвильова астрономія, яка прагне використовувати детектори гравітаційних хвиль для збору даних спостережень про компактні об'єкти. Декілька обсерваторій вже побудовано, наприклад, лазерний інтерферометр гравітаційної обсерваторії LIGO, але гравітаційні хвилі дуже важко виявити, і вони досі залишаються невловимими.

Планетарна астрономія використовує також безпосереднє вивчення за допомогою космічних кораблів та дослідницьких місій типу «за зразками та назад» (Sample Return). До них відносяться польоти місій із використанням датчиків; спускних апаратів, які можуть проводити експерименти на поверхні об'єктів, а також дозволяють здійснювати віддалене зондування матеріалів або об'єктів та місії доставки на Землю зразків для прямих лабораторних досліджень.

Астрометрія та небесна механіка

Один із найстаріших підрозділів астрономії, що займається вимірюваннями становище небесних об'єктів. Ця галузь астрономії називається астрометрією. Історично точні знання про розташування Сонця, Місяця, планет та зірок відіграють надзвичайно важливу роль у навігації. Ретельні виміри розташування планет призвели до глибокого розуміння гравітаційних обурень, що дозволило з високою точністю визначати їхнє розташування в минулому і передбачати на майбутнє. Ця галузь відома як небесна механіка. Зараз відстеження навколоземних об'єктів дозволяє прогнозувати зближення з ними, а також можливі зіткнення різних об'єктів із Землею.

Вимірювання зоряних паралаксів найближчих зірок є фундаментом визначення відстаней у далекому космосі, який застосовується вимірювання масштабів Всесвіту. Ці виміри забезпечили основу визначення властивостей віддалених зірок; властивості можуть бути зіставлені із сусідніми зірками. Вимірювання променевих швидкостей та власних рухів небесних тіл дозволяє досліджувати кінематику цих систем у нашій галактиці. Астрометричні результати можуть використовуватись для вимірювання розподілу темної матерії в галактиці.

У 1990-х роках астрометричні методи виміру зіркових коливань були застосовані для виявлення великих позасонячних планет (планет на орбітах сусідніх зірок).

Позаатмосферна астрономія

Дослідження за допомогою космічної техніки займають особливе місце серед методів вивчення небесних тіл та космічного середовища. Початок було покладено запуском у СРСР 1957 року першого у світі штучного супутника Землі. Космічні апарати дозволили проводити дослідження у всіх діапазонах довжин хвиль електромагнітного випромінювання. Тому сучасну астрономію часто називають всехвильовою. Позаатмосферні спостереження дозволяють приймати в космосі випромінювання, які поглинає або дуже змінює земна атмосфера: радіовипромінювання деяких довжин хвиль, що не доходять до Землі, а також корпускулярні випромінювання Сонця та інших тіл. Дослідження цих, раніше недоступних видів випромінювання зірок та туманностей, міжпланетного та міжзоряного середовища дуже збагатили наші знання про фізичні процеси Всесвіту. Зокрема, було відкрито невідомі джерела рентгенівського випромінювання - рентгенівські пульсари. Багато інформації про природу віддалених від нас тіл та їх систем також отримано завдяки дослідженням, виконаним за допомогою встановлених спектрографів на різних космічних апаратах.

Теоретична астрономія

Основна стаття: Теоретична астрономія

Астрономи-теоретики використовують широкий спектр інструментів, які включають аналітичні моделі (наприклад, політропи чекають наближені поведінки зірок) та розрахунки чисельних моделювань. Кожен із методів має свої переваги. Аналітична модель процесу, як правило, краще дає зрозуміти суть того, чому це відбувається. Численні моделі можуть свідчити про наявність явищ та ефектів, яких, ймовірно, інакше не було б видно.

Теоретики в галузі астрономії прагнуть створювати теоретичні моделі та з'ясувати у дослідженнях наслідки цих моделювань. Це дозволяє спостерігачам шукати дані, які можуть спростувати модель чи допомагає у виборі між декількома альтернативними чи суперечливими моделями. Теоретики також експериментують у створенні чи видозміні моделі з урахуванням нових даних. У разі невідповідності загальна тенденція полягає у спробі зробити мінімальними зміни у моделі та відкоригувати результат. У деяких випадках велика кількість суперечливих даних може призвести до повної відмови від моделі.

Теми, що вивчають теоретичні астрономи: зіркова динаміка та еволюція галактик; великомасштабна структура Всесвіту; походження космічних променів, загальна теорія відносності та фізична космологія, зокрема космології зірок та астрофізика. Астрофізичні відносності служать як інструмент для оцінки властивостей великомасштабних структур, для яких гравітація відіграє значну роль у фізичних явищах та основою для досліджень чорних дірок, астрофізики та вивчення гравітаційних хвиль. Деякі широко прийняті та вивчені теорії та моделі в астрономії, тепер включені в Lambda-CDM моделі, Великий Вибух, розширення космосу, темної матерії та фундаментальні теорії фізики.

Аматорська астрономія

Астрономія є однією з наук, у якій внесок любителів може бути значним. Взагалі всі астрономи-аматори спостерігають різні небесні об'єкти та явища у більшому обсязі, ніж вчені, хоча їх технічний ресурс набагато менший за можливості державних інститутів, іноді обладнання вони будують собі самостійно (як це було ще 2 століття тому). Нарешті більшість учених вийшли саме із цього середовища. Головні об'єкти спостережень астрономів-аматорів: Місяць, планети, зірки, комети, метеорні потоки та різні об'єкти глибокого неба, а саме: зоряні скупчення, галактики та туманності. Одна з гілок аматорської астрономії, аматорська астрофотографія передбачає фотофіксацію ділянок нічного неба. Багато любителів хотіли б спеціалізуватися у спостереженні окремих предметів, типів об'єктів, чи типів подій, які цікавлять їх.

Астрономи-аматори і надалі продовжують вносити свій вклад в астрономію. Справді, вона одна із небагатьох дисциплін, де внесок любителів може бути значним. Досить часто вони проводять точкові виміри, що використовуються для уточнення орбіт малих планет, частково вони також виявляють комети, виконують регулярні спостереження змінних зірок. А досягнення в галузі цифрових технологій дозволило любителям досягти вражаючого прогресу в галузі астрофотографії.

Див. також

Коди у системах класифікації знань

• Державний рубрикатор науково-технічної інформації (ДРНТІ) (станом на 2001 рік): 41 АСТРОНОМІЯ

Примітки

1. , с. 5
2. Марочнік Л.С.Фізика космосу. – 1986.
3. Electromagnetic Spectrum. NASA. Архівовано з першоджерела 5 вересня 2006 року. Перевірено 8 вересня 2006 року.
4. Moore, P. Philip's Atlas of the Universe. - Great Britain: George Philis Limited, 1997. - ISBN 0-540-07465-9
5. Staff. Why infrared astronomy is a hot topic , ESA(11 September 2003). Архівовано з першоджерела 30 липня 2012 року. Перевірено 11 серпня 2008 року.
6. Infrared Spectroscopy - An Overview, NASA/IPAC. Архівовано з першоджерела 5 серпня 2012 року. Перевірено 11 серпня 2008 року.
7. Allen's Astrophysical Quantities / Cox, A. N. - New York: Springer-Verlag, 2000. - P. 124. - ISBN 0-387-98746-0
8. Penston, Margaret J. The electromagnetic spectrum. Particle Physics and Astronomy Research Council (14 August 2002). Архівовано з першоджерела 8 вересня 2012 року. Перевірено 17 серпня 2006 року.
9. Gaisser Thomas K. Cosmic Rays and Particle Physics. – Cambridge University Press, 1990. – P. 1–2. - ISBN 0-521-33931-6
10. Tammann, G. A.; Thielemann, F. K.; Trautmann, D. Opening нові windows in observing the Universe . Europhysics News (2003). Архівовано з першоджерела 6 вересня 2012 року. Перевірено 3 лютого 2010 року.
11. Calvert, James B. Celestial Mechanics. University of Denver (28 березня 2003). Архівовано з першоджерела 7 вересня 2006 року. Перевірено 21 серпня 2006 року.
12. Hall of Precision Astrometry. University of Virginia Department of Astronomy. Архівовано з першоджерела 26 серпня 2006 року. Перевірено 10 серпня 2006 року.
13. Wolszczan, A.; Frail, D. A. (1992). «А планетарна система поряд з мілісезонним pulsar PSR1257+12». Nature 355 (6356): 145-147. DOI: 10.1038/355145a0. Bibcode : 1992Natur.355..145W .
14. Roth, H. (1932). "A Slowly Contracting or Expanding Fluid Sphere and its Stability". Physical Review 39 (3): 525-529. DOI: 10.1103/PhysRev.39.525. Bibcode : 1932PhRv...39..525R .
15. Eddington A.S. Internal Constitution of the Stars. - Cambridge University Press, 1926. - ISBN 978-0-521-33708-3
16. Mims III, Forrest M. (1999). "Amateur Science-Strong Tradition, Bright Future". Science 284 (5411): 55-56. DOI: 10.1126/science.284.5411.55. Bibcode: 1999Sci...284...55M. “Astronomy has traditionally been among the most fertile fields for serious amateurs [...]”
17. The Americal Meteor Society. Архівовано з першоджерела 22 серпня 2006 року. Перевірено 24 серпня 2006 року.
18. Lodriguss, Jerry Catching the Light: Astrophotography . Архівовано з першоджерела 1 вересня 2006 року. Перевірено 24 серпня 2006 року.
19. Ghigo, F. Karl Jansky і Discovery of Cosmic Radio Waves. National Radio Astronomy Observatory (7 February 2006). Архівовано з першоджерела 31 серпня 2006 року. Перевірено 24 серпня 2006 року.
20. Cambridge Amateur Radio Astronomers. Архівовано з першоджерела 24 травня 2012 року. Перевірено 24 серпня 2006 року.
21. The International Occultation Timing Association. Архівовано з першоджерела 21 серпня 2006 року. Перевірено 24 серпня 2006 року.
22. Edgar Wilson Award. IAU Central Bureau for Astronomical Telegrams. Архівовано з першоджерела 24 жовтня 2010 року. Перевірено 24 жовтня 2010 року.

Не раз, піднімаючи очі до нічного неба, ми запитували себе – що знаходиться в цьому нескінченному просторі?


Всесвіт таїть у собі безліч таємниць та загадок, але існує наука під назвою астрономія, яка вже багато років вивчає космос та намагається пояснити його походження. Що це за наука? Чим займаються астрономи та що саме вивчають?

Що означає слово "астрономія"?

Термін «астрономія» виник у Стародавню Грецію в III–II століттях до нашої ери, як у науковому середовищі сяяли такі вчені, як Піфагор і Гіппарх. Поняття є поєднанням двох давньогрецьких слів – ἀστήρ (зірка) та νόμος (Закон), тобто астрономія – це закон про зірок.

Не слід плутати цей термін з іншим поняттям – астрологією, що займається вивченням впливу небесних тіл на Землю та людину.

Що таке астрономія?

Астрономією називають науку про Всесвіт, що визначає розташування, структуру та освіту небесних тіл. В сучасний час вона включає кілька розділів:

— астрометрію, яка вивчає розташування та рух космічних об'єктів;

- небесну механіку - визначення маси та форми зірок, вивчення законів їх пересування під впливом сил тяжіння;


— теоретичну астрономію, в рамках якої вчені розробляють аналітичні та комп'ютерні моделі небесних тіл та явищ;

- астрофізику - вивчення хімічних та фізичних властивостей космічних об'єктів.

Окремі гілки науки спрямовані на вивчення закономірностей просторового розташування зірок та планет та розгляд еволюції небесних тіл.

У XX столітті в астрономії з'явився новий розділ під назвою археоастрономія, спрямований на вивчення астрономічної історії та з'ясування знань у галузі зірок у давнину.

Що вивчає астрономія?

Предметами астрономії є Всесвіт загалом і всі які у ній об'єкти – зірки, планети, астероїди, комети, галактики, сузір'я. Астрономи вивчають міжпланетні та міжзоряні речовини, час, чорні дірки, туманності та системи небесних координат.


Словом, під їхньою пильною увагою перебуває все, що пов'язано з космосом та його розвитком, у тому числі астрономічні інструменти, символи та .

Коли виникла астрономія?

Астрономія – одна з найдавніших наук Землі. Точну дату її появи назвати неможливо, але добре відомо, що вивченням зірок люди займалися як мінімум з VI–IV тисячоліть до нашої ери.

До наших днів дійшло безліч астрономічних таблиць, залишених жерцями Вавилону, календарі майяних племен, Стародавнього Єгипту і Стародавнього Китаю. Великий внесок у розвиток астрономії та вивчення небесних світил зробили давньогрецькі вчені. Піфагор першим припустив, що наша планета має форму кулі, а Аристарх Самоський першим зробив висновки про її обертання навколо Сонця.

Довгий час астрономія була пов'язана з астрологією, але в епоху Відродження виділилася окрему науку. Завдяки появі телескопів вчені зуміли відкрити галактику Чумацький Шлях, а на початку XX століття зрозуміли, що Всесвіт складається з багатьох галактичних просторів.

Найбільшим досягненням сучасності стала поява теорії про еволюцію Всесвіту, за якою вона розширюється з часом.

Що таке аматорська астрономія?

Аматорська астрономія - це хобі, при якому люди, які не мають відношення до наукових та дослідницьких центрів, ведуть спостереження за космічними об'єктами. Треба сказати, що така розвага робить вагомий внесок у загальний розвиток астрономії.


Любителями було зроблено безліч цікавих та досить важливих відкриттів. Зокрема, в 1877 році російський спостерігач Євграф Биханов першим висловив сучасні погляди на утворення Сонячної системи, а в 2009 році австралієць Ентоні Уеслі виявив сліди падіння космічного тіла (імовірно комети) на планету Юпітер.

Якийсь час у шкільній програмі взагалі не було такого предмета, як астрономія. Зараз ця дисципліна входить до обов'язкового навчального курсу. Астрономію починають вивчати у різних школах по-різному. Іноді ця дисципліна вперше з'являється у розкладі у семикласників, а в деяких навчальних закладах її викладають лише у 11 класі. У школярів виникає питання, навіщо потрібно вчити цей предмет, астрономію? Давайте дізнаємося, що це за наука і як знання про космос можуть стати в нагоді нам у житті?

Поняття науки астрономії та предмета її вивчення

Астрономія – це природна наука про Всесвіт. Предметом її вивчення є космічні явища, процеси та об'єкти. Завдяки цій науці ми знаємо планети, супутники, комети, астероїди, метеорити. Також астрономічні знання дають поняття про космос, розташування небесних тіл, їх рух та утворення їх систем.

Астрономія - це наука, яка пояснює незрозумілі явища, що становлять невід'ємну частину нашого життя.

Зародження та розвиток астрономії

Найперші уявлення людини про Всесвіт були дуже примітивними. Вони ґрунтувалися на релігійних переконаннях. Люди думали, що Земля це центр світобудови, і що до твердого неба кріпляться зірки.

Надалі розвитку цієї науки виділяють кілька етапів, кожен із яких називають астрономічною революцією.

Перший такий переворот відбувався у різний час у різних регіонах світу. Приблизний початок його здійснення – 1500 років до нашої ери. Причиною першої революції став розвиток математичних знань, а результатом – виникнення сферичної астрономії, астрометрії та точних календарів. Основне досягнення цього періоду - виникнення геоцентричної теорії світу, що стала результатом античних знань.

Друга революція в астрономії відбувалася у період з XVI до XVII століття. Вона була викликана бурхливим розвитком природничих наук та появою нових знань про природу. У цей час пояснення астрономічних процесів і явищ стали використовуватися закони фізики.

Головні досягнення даного етапу розвитку астрономії - це обґрунтування та всесвітнє тяжіння, винахід оптичного телескопа, відкриття нових планет, астероїдів, виникнення перших космологічних гіпотез.

Далі розвиток науки про космос прискорився. Було винайдено нову техніку, що допомагає в астрономічних дослідженнях. Можливість вивчення хімічного складу небесних тіл, що з'явилася, підтвердила єдність всього космічного простору.

Третя астрономічна революція відбувалася у 70-90-х роках ХХ століття. Обумовлена ​​вона була прогресом техніки та технології. На цьому етапі з'являється всехвильова, експериментальна та корпускулярна астрономія. Це означає, що тепер всі об'єкти космосу можуть розглядатися за допомогою електромагнітних хвиль, що випромінюються ними, корпускулярного випромінювання.

Підрозділи астрономії

Як бачимо, астрономія - це давня наука, й у процесі тривалого розвитку вона набула розгалуженої, галузевої структури. Концептуальну основу класичної астрономії складають три її підрозділи:

Крім цих основних розділів є ще:

• астрофізика;
• зоряна астрономія;
• космогонія;
• Космологія.

Нові течії та сучасні напрямки в астрономії

Останнім часом у зв'язку з прискоренням розвитку багатьох наук стали виникати прогресивні галузі, котрі займаються досить специфічними дослідженнями у сфері астрономії.

• Гамма-астрономія досліджує космічні об'єкти з їхнього випромінювання.
• Рентгенівська астрономія аналогічно попередньої галузі бере за основу досліджень рентгенівські промені, що походять від небесних тіл.

Основні поняття в астрономії

Що є базовими поняттями цієї науки? Щоб ми могли глибше вивчати астрономію, потрібно ознайомитися з основами.

Космос - це сукупність зірок та міжзоряного простору. По суті, це і є Всесвіт.

Планета - це специфічне небесне тіло, що обертається орбітою навколо зірки. Таку назву дають лише великоваговим об'єктам, які здатні набувати округлої форми під впливом власної гравітації.

Зірка - це масивний кулястий об'єкт, що складається з газів, усередині якого відбуваються термоядерні реакції. Найближчою і найвідомішою зіркою для нас є Сонце.

Супутник в астрономії - це небесне тіло, що обертається навколо об'єкта, який більший за розміром та утримується гравітацією. Супутники бувають природними - наприклад, Місяць, а також штучно створеними людиною та запущеними на орбіту для трансляції необхідної інформації.

Галактика - це гравітаційна зв'язка зірок, їх скупчень, пилу, газу та темної матерії. Усі об'єкти галактики рухаються щодо її центру.

Туманність в астрономії – це міжзоряне простір, що має характерне випромінювання та виділяється на загальному тлі неба. До появи потужних телескопічних приладів галактики часто плутали з туманностями.

Схиляння астрономії - це характеристика, властива кожному небесному тілу. Так називають одну з двох координат, що відображає кутову відстань від космічного екватора.

Сучасна термінологія науки астрономії

Інноваційні методи вивчення, про які йшлося раніше, сприяли появі нових астрономічних термінів:

«Екзотичні» об'єкти - джерела оптичного, рентгенівського, радіо- та гамма-випромінювань у космосі.

Квазар - простими словами, це зірка, що має сильне випромінювання. Її потужність може бути більшою, ніж у цілої галактики. Такий об'єкт бачимо в телескоп навіть на великій відстані.

Нейтронна зірка – остання стадія еволюції небесного тіла. Цей має неймовірну щільність. Наприклад, речовина, з якої складається нейтронна зірка, що міститься в чайній ложці, важитиме 110 мільйонів тонн.

Зв'язок астрономії з іншими науками

Астрономія – це наука, яка тісно пов'язана з різними знаннями. У своїх дослідженнях вона має досягнення багатьох галузей.

Проблематика поширення Землі й у космосі хімічних елементів та його сполук - ось сполучна ланка між хімією і астрономією. Крім того, вчених великий інтерес викликають дослідження хімічних процесів, що відбуваються в космічних просторах.

Земля може розглядатися як одна з планет Сонячної системи – у цьому виражається зв'язок астрономії з географією та геофізикою. Рельєф земної кулі, що відбуваються кліматичні та сезонні зміни погоди, потепління, льодовикові періоди - для вивчення всіх цих і ще багатьох явищ географи використовують астрономічні знання.

Що стало основою зародження життя? Це питання спільне для біології та астрономії. Загальні праці двох зазначених наук спрямовані рішення дилеми виникнення живих організмів планети Земля.

Ще тісніший зв'язок астрономії з екологією, яка розглядає проблему впливу космічних процесів на біосферу Землі.

Способи спостережень в астрономії

Основою збору інформації в астрономії є спостереження. Якими ж способами можна спостерігати за процесами та об'єктами в космосі та який інструментарій зараз застосовується для цих цілей?

Неозброєним поглядом ми можемо помітити на небосхилі кілька тисяч зірок, але іноді здається, що ми бачимо цілий мільйон або мільярд яскравих точок, що світяться. Це видовище саме собою захоплююче, хоча з допомогою приладів можна помітити більше цікавого.

Навіть звичайний бінокль із можливістю восьмиразового збільшення дає шанс побачити незліченну кількість небесних тіл, а звичайні зірки, які ми бачимо і неозброєним поглядом, стають набагато яскравішими. Найцікавіший об'єкт для споглядання у бінокль – це Місяць. Вже за невеликого збільшення можна побачити деякі кратери.

Телескоп дає можливість побачити не просто плями морів на Місяці. Спостерігаючи за зоряним небом за допомогою цього приладу, можна досліджувати всі особливості рельєфу земного супутника. Також погляду спостерігача відкриваються невидимі досі віддалені галактики і туманності.

Споглядання зоряного неба в телескоп - як дуже захоплююче заняття, а іноді й досить корисне для науки. Багато астрономічних відкриття відбувалися не дослідницькими інститутами, а простими аматорами.

Значення астрономії для людини та суспільства

Астрономія - це наука цікава та корисна одночасно. В наш час астрономічні методи та інструменти використовуються для:

Замість післямови

Враховуючи все вищесказане, засумніватися в корисності та необхідності астрономії не зможе ніхто. Ця наука допомагає краще зрозуміти всі аспекти існування. Вона дала нам знання і відкрила доступ до цікавої інформації.

За допомогою астрономічних досліджень ми можемо детальніше вивчити свою планету, а також поступово просуватися вглиб Всесвіту, щоб дізнаватися все більше про навколишній простір.

Методи астрономічних досліджень

Компоненти мегамиру

Космос(Мегасвіт) - весь світ, що оточує планету Земля.

Весь космос ми не можемо спостерігати з низки причин (технічним: розбігання галактик → світло не встигає долетіти).

Всесвіт- Частина космосу, доступна спостереженню.

Космологія– вивчає будову, походження, еволюцію та майбутню долю Всесвіту загалом.

Основу цієї дисципліни становлять астрономія, фізика та математика.

Астрономія(буквально – наука про поведінку зірок) – більш вузька галузь космології (найважливіша!) – наука про будову та розвитку всіх космічних тіл.

Методи дослідження в астрономії

В астрономії безпосередньо можна спостерігати тільки об'єкти, що випромінюють електромагнітне випромінювання , зокрема світло.

Основну інформацію одержують при використанні оптичних приладів.

1. Оптична астрономія – вивчає видимі (тобто світні) об'єкти.

Спостережувана або світиться матеріяабо сама випускає видиме світло в результаті процесів (зірки), що йдуть всередині неї, або відображає падаючі промені (планети Сонячної системи, туманності).

У 1608 р. Г. Галілейнаправив на небо свою просту підзорну трубу, зробивши цим революцію у сфері астрономічних спостережень. Наразі астрономічні спостереження проводять за допомогою телескопів.

Оптичні телескопи бувають 2-х типів: рефракторні (світло збирає лінза→ необхідні великі лінзи, які можуть гнутися під власною вагою → спотворення зображення) рефлекторні (світло збирає Дзеркало, таких проблем немає → більшість професійних телескопів – рефлектори).

У сучасних телескопах людське око замінено фотопластинками або цифровими камерами, які можуть акумулювати світловий потік протягом великих тимчасових проміжків, що дозволяє виявляти ще дрібніші об'єкти.

Телескопи встановлюються на високих гірських вершинах, де найменшою мірою позначається вплив атмосфери та світла великих міст на зображення. Тому сьогодні більшість професійних телескопів сконцентрована в обсерваторіях, яких не так багато: в Андах, на Канарських островах, на гавайських вулканах(4205 м над ур. моря, на згаслому вулкані – найвища обсерваторія у світі) та в деяких особливо ізольованих місцях Сполучених Штатів та Австралії.

Завдяки міжнародним угодам, країни, в яких немає відповідних для встановлення телескопів місць, можуть встановити апаратуру в місцях з такими умовами.

Найбільший телескоп– будується у Чилі Південно-Європейською обсерваторією (включає систему із 4 телескопів діаметром 8,2 м кожен).

У 1990 р. на орбіту виведено оптичний телескоп «Хаббл» (США) (h = 560 км).

Його довжина – 13,3 м, ширина – 12 м, дзеркало діаметром 2,4 м, загальна маса – 11 т,

вартість ~ 250 млн. $

Завдяки йому отримано глибоке, ніколи раніше недосяжне зображення зоряного неба, спостерігалися планетарні системи на стадії формування, отримані дані існування величезних чорних дірок у центрах різних галактик. Телескоп має закінчити роботу до 2005 р; Тепер запущений інший більш сучасний.

2. Неоптична астрономія - Вивчає об'єкти, що випускають ЕМ-випромінювання за рамками видимого світла.

Електромагнітне випромінювання- Форма електричної та магнітної енергії, яка поширюється в космосі зі швидкістю світла. Одиниця виміру – довжина хвилі (м).

ЕМ-спектр умовно поділений на лінії, що характеризуються певним інтервалом довжин хвиль. Чіткі межі між діапазонами не можна визначити, т.к. вони часто перекривають одне одного.