Сообщения.

Астрономия

Астроно́мия (др.-греч. ἀστρονομία, от ἄστρον — звезда и νόμος — закон) — наука о движении, строении и развитии небесных тел и их систем, вплоть до Вселенной в целом.[1] В частности, астрономия изучает Солнце, планеты Солнечной системы и их спутники, астероиды, кометы, метеориты, межпланетное вещество, звёзды и внесолнечные планеты (экзопланеты), туманности, межзвёздное вещество, галактики и их скопления, пульсары, квазары, чёрные дыры и многое другое.

2009 год был объявлен ООН Международным годом астрономии (IYA2009). Основной упор делается на повышении общественной заинтересованности и понимании астрономии.

Структура астрономии как научной дисциплины

Лунная астрономия: большой кратер на изображении — Дедал, сфотографированный экипажем Аполлона-11 во время обращения вокруг Луны в 1969. Кратер расположен рядом с центром невидимой стороны Луны, его диаметр около 93 км.
Внегалактическая астрономия: гравитационное линзирование. Это изображение показывает несколько голубых петлеобразных объектов, которые являются многократными изображениями одной галактики, размноженными из-за эффекта гравитационной линзы от скопления жёлтых галактик возле центра фотографии. Линза создана гравитационным полем скопления, которое искривляет световые лучи, что ведёт к увеличению и искажению изображения более далёкого объекта.

Современная астрономия подразделяется на ряд отдельных разделов, которые тесно связаны между собой, и такое разделение астрономии в известном смысле условно. Главнейшими разделами астрономии являются:

  • Астрометрия — изучает видимые положения и движения светил. На этапе исторического развития науки роль астрометрии долгое время состояла также в высокоточном определении географических координат и времени с помощью изучения движения небесных светил (в данный момент для того и другого существуют новейшие способы). Современная астрометрия состоит из:
    • фундаментальной астрометрии, задачами которой являются определение координат небесных тел из наблюдений, составление каталогов звёздных положений и определение числовых значений астрономических параметров, — величин, позволяющих учитывать закономерные изменения координат светил;
    • радиоастрономии
    • сферической астрономии, разрабатывающей математические методы определения видимых положений и движений небесных тел с помощью различных систем координат, а также теорию закономерных изменений координат светил со временем;
  • Теоретическая астрономия даёт методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям и методы вычисления эфемерид (видимых положений) небесных тел по известным элементам их орбит (обратная задача).
  • Небесная механика изучает законы движений небесных тел под действием сил всемирного тяготения, определяет массы и форму небесных тел и устойчивость их систем.

Эти три раздела в основном решают первую задачу астрономии (исследование движения небесных тел), и их часто называют классической астрономией.

  • Астрофизика изучает строение, физические свойства и химический состав небесных объектов. Она делится на: а) практическую (наблюдательную) астрофизику, в которой разрабатываются и применяются практические методы астрофизических исследований и соответствующие инструменты и приборы; б) теоретическую астрофизику, в которой, на основании законов физики, даются объяснения наблюдаемым физическим явлениям.

Ряд разделов астрофизики выделяется по специфическим методам исследования.

  • Звёздная астрономия изучает закономерности пространственного распределения и движения звёзд, звёздных систем и межзвёздной материи с учётом их физических особенностей.

В этих двух разделах в основном решаются вопросы второй задачи астрономии (строение небесных тел).

  • Космогония рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел, в том числе и нашей Земли.
  • Космология изучает общие закономерности строения и развития Вселенной.

На основании всех полученных знаний о небесных телах последние два раздела астрономии решают её третью задачу (происхождение и эволюция небесных тел).

Курс общей астрономии содержит систематическое изложение сведений об основных методах и главнейших результатах, полученных различными разделами астрономии.

Одним из новых, сформировавшихся только во второй половине XX века, направлений является археоастрономия, которая изучает астрономические познания древних людей и помогает датировать древние сооружения, исходя из явления прецессии Земли.

 Звёздная астрономия

Планетарная туманность Муравья — Mz3. Выброс газа из умирающей центральной звезды показывает симметричную модель, в отличие от хаотических образов обычных взрывов.
Основная статья: Звезда

Изучение звёзд и звёздной эволюции имеет фундаментальное значение для нашего понимания Вселенной. Астрофизика звезд развивалась на основе наблюдений и теоретического понимания, а сейчас и с помощью компьютерного моделирования.

Формирование звезд происходит в областях плотной пыли и газа, известных как гигантские молекулярные облака. Если происходит дестабилизация, то фрагменты облака могут сжаться под воздействием гравитации и сформировать протозвезду. Достаточно плотные и горячие области вызовут термоядерные реакции, таким образом начнется главная последовательность звезды.[2]

Почти все элементы, более тяжелые чем водород и гелий, создаются внутри ядра звезды.

Задачи астрономии

Радиотелескопы среди множества различных инструментов, используемых астрономами.

Основными задачами астрономии являются:

  1. Изучение и объяснение видимых движений небесных тел, нахождение закономерностей и причин этих движений.
  2. Изучение строения небесных тел, их физических и химических свойств, построение моделей их внутреннего строения.
  3. Решение проблем происхождения и развития небесных тел и их систем.
  4. Изучение наиболее общих свойств Вселенной, построение теории наблюдаемой части Вселенной — Метагалактики.

Решение этих задач требует создания эффективных методов исследования — как теоретических, так и практических. Первая задача решается путём длительных наблюдений, начатых ещё в глубокой древности, а также на основе законов механики, известных уже около 300 лет. Поэтому в этой области астрономии мы располагаем наиболее богатой информацией, особенно для сравнительно близких к Земле небесных тел: Луны, Солнца, планет, астероидов и т. д.

Решение второй задачи стало возможным в связи с появлением спектрального анализа и фотографии. Изучение физических свойств небесных тел началось во второй половине XIX века, а основных проблем — лишь в последние годы.

Третья задача требует накопления наблюдаемого материала. В настоящее время таких данных ещё недостаточно для точного описания процесса происхождения и развития небесных тел и их систем. Поэтому знания в этой области ограничиваются только общими соображениями и рядом более или менее правдоподобных гипотез.

Четвёртая задача является самой масштабной и самой сложной. Практика показывает, что для её решения уже недостаточно существующих физических теорий. Необходимо создание более общей физической теории, способной описывать состояние вещества и физические процессы при предельных значениях плотности, температуры, давления. Для решения этой задачи требуются наблюдательные данные в областях Вселенной, находящихся на расстояниях в несколько миллиардов световых лет. Современные технические возможности не позволяют детально исследовать эти области. Тем не менее, эта задача сейчас является наиболее актуальной и успешно решается астрономами ряда стран, в том числе и России.

 История астрономии

Основная статья: История астрономии

Ещё в глубокой древности люди интересовались движением светил по небосводу, хотя астрономия тогда была основательно перемешана с астрологией. Окончательное выделение научной астрономии произошло в эпоху Возрождения и заняло долгое время.

 

воскресенье, 26 сентября 2010 г.

История

 Планеты в античности

Философ Платон
Хотя знания о планетах уходят в глубь веков и наличествовали у всех цивилизаций, само слово "планета — древнегреческое. Греки верили, что Земля неподвижна и находится в центре вселенной, а небо и всё, что на нём видно, вращается вокруг Земли. Греческие астрономы ввели термин πλάνητες αστέρες, «блуждающие звёзды»,[1][2] для описания отличия звездоподобных объектов, перемещающихся в течение года, в отличие от asteres aplanis, «неподвижных звёзд», которые были неподвижны друг относительно друга. Пять тел, ныне называемых планетами, известные древним грекам — те, которые видны невооруженным глазом: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Греко-римская космология обычно рассматривала семь планет, включая в список и Солнце с Луной (традиционно так же поступает современная астрология); однако, здесь не было единой точки зрения — некоторые астрономы выделяли их в отдельную группу.
Представление планет до принятия гелиоцентрической модели.
В диалоге Timaeus, написаном около 360 до Н. Э., Платон пишет: «Солнце и Луна и пять других звёзд, называемых планетами».[3] Аналогичные формулировки можно встретить также у его ученика Аристотеля.
В Альмагесте, работе второгое века Клавдия Птолемея упоминается «о Солнуе, Луне и пяти планетах.»[4] Гай Юлий Гигин явно указывает на «пять звёзд, называемых блуждающими, которые греки называли планетами.»[5]
Точка зрения о семи планетах встречается у Цицерона в Somnium Scipionis, около 53 до н. э., в которой дух Сципиона утверждает «семь небесных сфер содержат планты, по одной планете на сферу, и вращаются в соответствии с вращением небес.»[6] В своей Естественной истории, написанной в 77 н. э., Плиний Старший пишет «о семи звёздах, которые мы называем планетами из-за их движений, ибо никакий звёзды не движутся кроме них.»[7]

 Планеты в Средневековье

Джон Говер
Авторы Средневековья и Ренессанса в основном придерживались представления о семи планетах. Средневековое введение в астрономию, De sphaera mundi Сакробоско, включает Солнце и Луну в список планет,[8] более сложная Theorica planetarum носит подзаголовок «теория семи планет»,[9] в то время как инструкции к Альфонсианским таблицам показывает, как «найти значение солнца, луны и остальных планет.»[10] В Confessio Amantis, поэт XIV века Джон Говер, упоминая о планетах и их связях с алхимией, пишет «Of the planetes ben begonne/The gold is tilted to the Sonne/The Mone of Selver hath his part…» (Из свершенных платет/Дано Солнцу злато/Луна же часть свою имеет серебром), показывая, что Солнце и Луна также считаются планетами.[11] Даже Николай Коперник, отвергавший геоцентрическую модель, иногда утверждал, что Слонце и Луна — планеты. В его труде О вращении небесных сфер, он явно разделяет «солнце, луна, планеты и звёзды»;[12] однако в посвящении работы римскому папе Павлу III Коперник пишет «движения солнца и луны… и пяти остальных планет.»[13]

 Земля

Коперник
Когда гелиоцентрическая система Коперника стала преобладать над геоцентрической, Земля стала считалться планетой, в то время как Солнце и Луна были выведены из этого понятия, что потребовало коренного пересмотра понятий. Как писал Томас Кун, историк науки :[14]
Коперниканцы, не применявшие традиционное название «планета» в отношении Солнца … поменяли значение этого слова так, что оно могло и далее применяться для обозначения небесных тел, но теперь они рассматривались в другом свете… Что касается Луны, человек, перешедший в ряды коперниканцев, мог сказать 'Я считал, что луна — планета (либо смотрел на неё так), но я ошибался.'
Коперник называет Землю планетой во Вращении небесных сфер, где он пишет, «Предполагая движение, которое я приписал Земле далее по тексту, после долгих изучений я обнаружил, что движение других планет действительно коррелирует с вращением Земли…»[12] Галилей также неявно предполагал Землю планетой в свём Диалоге о двух системах; «Земля, как и луна или любая другая планета, должна быть среди тех природдных тел, которые движутся по кругу.»[15]

 Новые планеты

Уильям Гершель, первооткрыватель Урана
В 1781 году астроном Уильям Гершель исследовал небо в поисках объектов с видимым параллаксом и обнаружил объект в созвездии тельца, который он посчитал кометой. В отличие от звёзд, которые оставались точками даже при высоком увеличении телескопа, этот объект увеличивался пропорционально увеличению телескопа. О том, что этот странный объект может быть планетой, Гершель и не думал — все известные планеты были описаны ещё греками и никаких открытий, изменяющих эту модель, не было. Астероиды тогда ещё не были известны, и единственные движущиеся объекты, наблюдаемые с помощью телескопов на то время, были кометы. [16] Но в отличие от комет, этот объект двигался по практически круговой орбите и лежал в плоскости эклиптики. До того, как Гершель сообщил об открытии «кометы», его британский коллега Невилл Маскелин написал ему: «Я не знаю, как это назвать. Оно больше похоже на планету, движущуюся по круговой орбите, чем на кометы, имеющие большие эксцентриситеты. Я не видел комы или хвоста.»[17] «Комета» была также очень далеко, гораздо дальше от Солнца, чем расстояние, на котором кометы обычно становятся видны. Впоследствии тело было признано седьмой планетой и названо Уран — отец Сатурна в римской мифологии.
Гравитационные искажения в движении Урана по орбите привели к обнаружению в 1846 году Нептуна, а предполагаемые нерегулярности в движении последнего привели к поискам и обнаружению Плутона в 1930 году.[16] In 1989, Voyager 2 determined the irregularities to be due to an overestimation of Neptune’s mass.[18]

 Спутники

Галилео Галилей
Когда Коперник перевёл Землю в разряд планет, он также поместил Луну на орбиту вокруг неё, тем самым присвоив её статус естественного спутника, первого открытого. Когда Галилео Галилей открыл четыре спутника Юпитера (1610), он тем самым укрепил доводы Коперника, так как если одна планета имела спутники, почему бы другой планете — Земле — их не иметь. Однако его открытие поставило новый вопрос — следует ли считать эти новые объекты планетами. Галилей изначально назвал их «Медичейские светила», в честь своего покровителя Медичи, но писал о них как о «четырёх планетах, летающих вокруг Юпитера с неравными интервалами и периодами с большой скоростью.»[19] Аналогично, Христиан Гюйгенс, после открытия спутника Сатурна Титана в 1655, использовал для его описания множество разных терминов, в том числе «planeta» (планета), «stella» (звезда), «Luna» (луна), и современный «спутник».[20] Джовинни Кассини, объявляя об открытии Япета и Рея в 1671 и 1672, описывал их как Nouvelles Planetes autour de Saturne («Новые планеты вокруг Сатурна»).[21] Однако, когда «Journal de Scavans» сообщал об открытии Кассини в 1686 двух новых спутников Сатурна, он называл их исключительно «спутники».[22] Когда Уильям Гершель сообщал об открытии двух объектов на орбите вокруг Урана, он использовал термины «спутник» и «вторичная планета» (secondary planets).[23] Все последующие публикации об открытиях использовали термин «спутник» ,[24] кроме издания 1868 года, «Smith’s Illustrated Astronomy», где использовался термин «вторичные планеты».[25

Комментариев нет:

Отправить комментарий