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.

XIX век

XIX век стал временем бурного развития астрономической науки и небесной механики. Увеличивалось количество обсерваторий в Европе. Первые обсерватории в Южном полушарии открыли Д. Гершель и Н. Лакайль. Росли также размеры телескопов, так в 1842 году в строй вступил построенный У. Парсонсом 2-метровый рефлектор (в XIX веке это достижение так и не было никем превзойдено); в 1861 г. В. Лассаль построил 122-см рефлектор.
В 1836 г. началось фотометрическое наблюдение звезд, пионером которого выступил Дж. Гершель, в 1840 г. получены первые результаты наблюдений Солнца в инфракрасной диапазоне, в 1841-45 гг. усилиями У. Бонда и Дж. Бонда (США) родилась фотографическая астрономия, в 1874 г. вышел из печати первый фотографический атлас Луны.
В 1859-62 гг., Р. Бунзен и Г. Киргхоф разработали основы спектрального анализа, произведшего подлинную революцию в наблюдательной астрономии, так как посредством этого метода удалось получить никаким иным способом недоступную в то время информацию о химическом составе небесных тел. С помощью спектрального анализа впервые удалось научно доказать сходство химического состава Солнца и планет, и таким образом получить достаточно убедительный аргумент в пользу материального единства Вселенной.[90]
В начале XIX века стало ясно, что метеоритное вещество имеет космическое происхождение, а не атмосферное или вулканическое, как думали раньше. Были зарегистрированы и классифицированы регулярные метеорные потоки. В 1834 году, Берцелиус обнаруживает в метеорите первый неземной минерал — троилит (FeS). К концу 1830-х годов метеорная астрономия сформировалась как самостоятельная область науки о космосе.
Внимание ученых привлекают задачи поиска неизвестных планет Солнечной системы. В 1796 году создаётся отряд «небесной полиции», должный обнаружить планету, располагающуюся, согласно закону Тициуса-Боде, между Юпитером и Марсом. Гипотетической планете уже было дано имя — Фаэтон, однако, вместо нее обнаружился пояс астероидов. Так, 1 января 1801 года итальянец Дж. Пиацци открыл Цереру — замечена случайно, причислена к кометам и сразу потеряна; к счастью, молодой Карл Гаусс как раз в это время разработал метод определения орбиты по трём наблюдениям, и в 1802 году Генрих Ольберс отыскал сначала Цереру, а затем открыл ещё две малые планеты между Марсом и Юпитером, Палладу в 1802 году и Весту в 1807. Четвёртый астероид — Юнона, был обнаружен Карлом Хардингом (Германия) в 1804 году. Ольберс выдвинул первую гипотезу о причинах образования пояса астероидов. До конца века их было открыто до 400. Термин «астероиды» предложил Гершель.
  • 1802 год — В. Волластон (Англия) изобретает щелевой спектроскоп. В спектре Солнца обнаружены 7 тёмных линий.
Фраунгоферовы линии
  • 1842 год — получены фотографии Солнца,
  • 1843 год — Г. Швабе первым открыл периодичность в изменении числа солнечных пятен и оценил период примерно в 10 лет. В 1852 году эту закономерность переоткрыл Р. Вольф, который дал более точную оценку (11 лет) и установил, что рост числа пятен вызывает геомагнитные возмущения. Связь солнечных пятен с земными процессами, подмеченная Гершелем, начинает проясняться.
  • 1846 год — триумфом ньютоновой механики стало открытие «на кончике пера» восьмой планеты — Нептуна. Честь открытия разделили кембриджский математик Джон Адамс, французский астроном Урбен Леверье и наблюдатель — берлинский астроном Иоганн Галле. Планета была обнаружена всего в 52' от указанного расчётами места. Почти немедленно Уильям Лассел открывает и спутник Нептуна — Тритон.
  • 18591862 — Кирхгоф и Бунзен разработали мощный метод удалённого исследования химического состава внеземных объектов — спектральный анализ. Уже в 1861 году Кирхгоф публикует предварительный химический состав солнечной атмосферы.
  • 1862 год — открыт предсказанный ещё Бесселем невидимый спутник Сириуса (Сириус-B).
  • 1868 год — Н. Локьер открыл в спектре Солнца линию, не соответствующую никакому из известных тогда химических элементов, и назвал этот новый элемент гелием. Позже гелий нашли и на Земле. Локьер обнаружил изменение спектра солнечных пятен в течение 11-летнего цикла солнечной активности, а в 1873 году высказал догадку, что в недрах Солнца происходит распад химических элементов.
Карта Марса Скиапарелли
  • 1879 год — Дж. Х. Дарвин публикует гипотезу приливного происхождения Луны (отрыва её от Земли). С. Флеминг предлагает разделить Землю на часовые пояса. В 1884 году поясное время введено в 26 странах; одновременно принято международное соглашение о выборе гринвичского меридиана в качестве нулевого и прохождении линии смены дат.

Комментариев нет:

Отправить комментарий