Астрономия

Крабовидная туманность Столпы творения – один из самых известных снимков, полученных телескопом «Хаббл». Рождение новых звезд в Туманности Орла Астрономия (греч. – звезда и – закон) – наука о Вселенной, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем. Астрономию разделяют на сферическую астрономию, практическую астрономию, астрофизику, небесную механику, звездную астрономию, внегалактической астрономии, космогонию, космологию и ряд других разделов.
Астрономия – одна из старейших наук, которая возникла из практических потребностей человечества (предсказание периодических явлений, отсчет времени, определение местоположения на поверхности Земли и т.д.). Есть доказательства, что еще доисторические люди знали об основных явлениях, связанных с восходом и заходом Солнца, Луны и некоторых звезд. Среди древнейших письменных источников встречаются описания астрономических явлений, а также примитивные расчетные схемы для предсказания времени восхода и захода ярких небесных тел и методы отсчета времени и ведения календаря. Теории, на основе развитых арифметики и геометрии объясняли и предсказывали движение Солнца, Луны и ярких планет, были созданы в странах Средиземноморья в последние века дохристианской эры и вместе с простыми, но эффективными приборами служили практическим целям вплоть до эпохи Возрождения.
Рождение современной астрономии связывают с отказом от геоцентрической системы мира Птолемея (II век) и заменой ее гелиоцентрической системой Николая Коперника (середина XVI века), с началом исследований небесных тел с помощью телескопа (Галилео Галилей, начало XVII века) и открытием закона всемирного тяготения (Исаак Ньютон, конец XVII века). XVIII-IXX века были для астрономии периодом накопления данных о Солнечной системе, нашу Галактику и физическую природу звезд, Солнца, планет и других космических тел. Появление больших телескопов и проведения систематических наблюдений привели к открытию того, что Солнце входит в огромную дискообразные систему из многих миллиардов звезд – галактику. В начале XX века астрономы обнаружили, что эта система является одной из миллионов подобных ей галактик, и что все они разлетаются друг от друга, как от сильного толчка в далеком прошлом. Открытие других галактик стало толчком для развития внегалактической астрономии. Исследование спектров галактик позволило Эдвину Хабблу в 1929 году обнаружить явление «разбегания галактик», которое впоследствии получило объяснения на основе общего расширения Вселенной.
Научно-техническая революция XX века имела чрезвычайно большое влияние на развитие астрономии в целом и особенно астрофизики. Создание оптических и радиотелескопов с высоким разрешением, применение ракет и искусственных спутников Земли для внеатмосферных астрономических наблюдений привели к открытию целого ряда новых видов космических тел: радиогалактик, квазаров, пульсаров, источников рентгеновского излучения и т.д. Были разработаны основы теории эволюции звезд и космогонии Солнечной системы. Крупнейшим достижением астрофизики XX века стала релятивистская космология – теория эволюции Вселенной в целом.
Согласно предметов и методов исследований астрономию разделяют на:
В астрономии, информация в основном приобретается от обнаружения и анализа видимого света и других спектров электромагнитного излучения в космосе. Астрономические наблюдения могут быть разделены в соответствии с наблюдаемой области электромагнитного спектра. Некоторые части спектра можно наблюдать с Земли (т.е. ее поверхности), а другие наблюдения ведутся только на больших высотах или в космосе (в космических аппаратах на орбите Земли). Подробные сведения об этих группах исследований приводятся ниже.
Радиоастрономия



Радиотелескопы сверхбольших массивов (англ. Very Large Array) в сирокко, Нью-Мексико, США Радиоастрономия – это исследование излучения с длиной волны, превышающей один миллиметр (примерно). Радиоастрономия отличается от большинства других видов астрономических наблюдений тем, что исследуемые радиоволны можно рассматривать именно как волны, а не как отдельные фотоны. Итак, сравнительно легко измерить как амплитуду, так и фазу радиоволны, а это не так легко сделать на диапазонах коротких волн.
Хотя некоторые радиоволны излучаются астрономическими объектами в виде теплового излучения, большинство радиоизлучения наблюдается с Земли в виде синхротронного излучения, возникающего, когда электроны движутся в магнитном поле. Кроме того, некоторые спектральные линии образуются межзвездным газом, в частности водородная спектральная линия длиной 21 см, который наблюдается в радиодиапазоне.
В радиодиапазоне наблюдается широкое разнообразие космических объектов, в частности сверхновые звезды, межзвездный газ, пульсары и активные ядра галактик.
Инфракрасная астрономия



Инфракрасный космический телескоп «Гершель» Инфракрасная астрономия касается исследований, выявления и анализа инфракрасного излучения (длина волны больше, чем красный свет) в космосе. Хотя длина волны близка к длине волны видимого света, инфракрасное излучение сильно поглощается атмосферой, да еще и атмосфера Земли производит значительные инфракрасные излучения. Поэтому обсерватории для изучения инфракрасного излучения должны быть расположены в высоких и сухих местах или в космосе. Инфракрасный спектр полезен для изучения объектов, которые являются слишком холодными, чтобы излучать видимый свет, таких, как планеты и вокруг звездные диски. Лучи в инфракрасном диапазоне, могут проникнуть через облака пыли, которые блокируют видимый свет, что позволяет наблюдать молодые звезды в молекулярных облаках и ядер галактик. Некоторые молекулы сильно излучают в инфракрасном диапазоне, и это может быть использовано для изучения химических процессов в космосе, а также обнаружение воды в кометах.
Оптическая астрономия



Исторически оптическая астрономия, (которую еще называют астрономией видимого света) является древнейшей формой исследования космоса – астрономии. Оптические изображения сначала были нарисованы от руки. В конце XIX века и большей части ХХ века, исследования проводились на основе изображений, которые приобретались с помощью фотографий сделанных на фотографическом оборудовании. Современные изображения уже делаются с использованием цифровых детекторов, в частности детекторы на основе приборов с зарядным устройством (ПЗС). Хотя видимый свет же тянется в промежутке от примерно 4000 Ангстрем до 7000 Ангстрем (400 нанометров до 700 нанометров), это же оборудование, используемые на этих длинах волн используется также для исследования некоторых ближних ему (по длине) ультрафиолетовых и ближних ему (по длине ) инфракрасных излучений.
Ультрафиолетовая астрономия



Ультрафиолетовая астрономия, как правило, используется для детального наблюдения в ультрафиолетовых длинах волн примерно от 100 до 3200 Ангстрем (от 10 до 320 нанометров). Свет на этих длинах волн поглощается атмосферой Земли, поэтому исследование на этих длинах волн должно быть выполнено из верхних слоях атмосферы или из космоса. Ультрафиолетовая астрономия наилучшим образом подходит для изучения теплового излучения и спектральных линий излучения от горячих голубых звезды (ОФ звезды), которые являются очень яркими в этой волновой группе. Это бывают исследования синих звезд в других галактиках, и планетарные туманности, остатки сверхновых, активные галактические ядра. Однако, ультрафиолетовое излучение легко поглощается межзвездной пылью, и поэтому, при измерении ультрафиолетового света от объекта необходимо делать поправку на его тушения в космической среде.
Рентгеновская астрономия



Рентгеновская астрономия проводит изучение астрономических объектов в рентгеновском диапазоне. Обычно объекты излучают рентгеновское излучение благодаря:
Поскольку рентгеновские излучения поглощается атмосферой Земли, рентгеновские наблюдения основном выполняют с орбитальных станций, ракеты или космических кораблей. К известным рентгеновских источников в космосе относятся: рентгеновские двойные звезды, пульсары, остатки сверхновых, эллиптические галактики, скопления галактик, а также активные ядра галактик.
Гамма-астрономия



Астрономические гамма-лучи являются исследования астрономических объектов в короткой длиной волны электромагнитного спектра. Гамма-лучи могут наблюдаться непосредственно с таких спутников, как Комптон гамма-обсерватория или специализированные телескопы, которые называются атмосферные телескопы Черенкова. Эти телескопы фактически не проявляют гамма-лучи, непосредственно, а обнаруживают вспышки видимого света которое выбрасывает гамма-облучения и поглощается атмосферой Земли.
Большинство гамма-излучающих источников фактически гамма-всплесков тех объектов, которые производят только гамма-излучения в течение нескольких миллисекунд до тысячи секунд, прежде чем развеяться в пространстве космоса. Только 10% от источников гамма-излучения не являются переходными источниками. До сих устойчивый гамма-излучателей включают пульсары, нейтронные звезды и кандидатов в черные дыры в активных галактических ядрах.
Астрономия полей не основанных на электромагнитном спектре



Кроме электромагнитного излучения, кое-что можно наблюдать с Земли, когда оно выходят из очень больших расстояниях и потрпляе на нашу планету.
В нейтринной астрономии, астрономы используют специальные подземные объекты такие, как SAGE, GALLEX и Камиока II / III для выявления нейтрино. Эти нейтрино происходят главным образом из солнца или звезд, но и от сверхновых. Космические лучи, состоящие из частиц очень высокой энергии, которые могут распадаться или поглощаются, когда входят в атмосферу Земли, в результате чего улавливается каскад частиц. Кроме того, некоторые будущие детекторы нейтрино будут также чувствительны к нейтрино, когда эти космические лучи попадают в атмосферу Земли.
Гравитационно-волновая астрономия является новым направлением в ризновидди астрономии, стремящейся использовать детекторы гравитационных волн для сбора данных наблюдений о компактные объекты. Несколько обсерваторий уже построены, например, лазерный интерферометр гравитационной обсерваторией LIGO, но гравитационные волны очень трудно обнаружить.
Планетарная астрономия пользу от непосредственного наблюдения в виде космических кораблей и исследовательских миссий «по образцы и обратно» (Sample Return). К ним относятся полеты миссий использованием датчиков; спускаемых аппаратов, которые могут проводить эксперименты на поверхности материалов или объектов, и которые позволяют удаленное зондирование материалов или объектов, и миссия Sample Return, позволяющий прямые лабораторные обследования.
Астрометрия и небесная механика



Внегалактическая астрономия: гравитационное линзирование. Это изображение показывает несколько голубых петлеобразным объектов, которые являются многочисленными изображениями одной галактики, большую во эффект гравитационной линзы от скопления желтых галактик в центре фотографии Линзу образовано гравитационным полем скопления, которое отклоняет световые лучи, что приводит к увеличению и искажению изображения удаленного объекта Одним из старейших подразделений астрономии, как и в других науках, есть измерения положения небесных объектов. Эта отрасль астрономии называется астрометрии. Исторически точные знания о расположении Солнца, Луны, планет и звезд играют найзвичайно важную роль в навигации.
Тщательные измерения расположения планет, привели к глубокому пониманию гравитационных возмущений, которые позволили не только определять прежнее их расположения, так и предвидеть будущее с высокой точностью. Эта отрасль известна как небесная механика. Сейчас отслеживания околоземных объектов позволяет прогнозирования сближения с ними, а также возможность потенциальных столкновений различных объектов с Землей.
Измерения звездных параллаксов ближайших звезд является фундаментом для определения расстояний в далеком космосе, который применяется для измерения масштабов Вселенной. Эти измерения обеспечили основу для определения свойств более далеких звезд, так как их свойства могут быть сопоставлены с близкими. Измерение лучевых скоростей и собственных движений небесных тел позволяет показать кинематику этих систем в нашей галактике. Астрометрические результаты также использоваться для измерения распределения темной материи в галактике.
В 1990-х годах астрометрические методы измерения звездных колебаний был применен для обнаружения крупных внесолнечных планет (планет на орбитах прилегающих зрение).
Внеатмосферная астрономия
Исследования с помощью космической техники занимают особое место среди методов изучения небесных тел и космической среды. Начало было положено запуском в СССР в 1957 году первого в мире искусственного спутника Земли. Космические аппараты позволили проводить исследования во всех диапазонах длин волн электромагнитного излучения. Поэтому современную астрономию часто называют всеволновой. Внеатмосферные наблюдения позволяют принимать в космосе излучения, которые поглощает или очень меняет земная атмосфера: далекие ультрафиолетовые, рентгеновские и инфракрасные лучи, радиоизлучения некоторых длин волн, не доходят до Земли, а также корпускулярные излучения Солнца и других тел. Исследование этих, ранее недоступных видов излучения звезд и туманностей, межпланетной и межзвездной среды очень обогатили наши знания о физических процессах во Вселенной. В частности, было открыто неизвестные ранее источники рентгеновского излучения – рентгеновские пульсары. Много информации о природе самых отдаленных от нас тел и их систем также получены благодаря исследованиям, выполненным с помощью установленных спектрографов на различных космических аппаратах.
[thumb=left]https://mir-prekrasen.net/uploads/posts/2011-02/1298655103_6220px-%D0%9A%D0%A0%D0%90%D0%9E-2.jpeg[/thumb] Крымская астрофизическая обсерватория. Большой солнечный телескоп Первую в Украине астрономическую обсерваторию основан в 1821 адмиралом А. С. Грейс. Обсерватория была построена в Николаеве и имела назначения обслуживать Черноморский флот. Второй в Украине была обсерватория Киевского университета, строительство которого было закончено в 1845 году. Затем было открыто обсерватории в Одессе (1871) и Харькове (1888), в 1900 создана обсерватория Львовского Университета. В Симеизе (Крым) в 1908 году было организовано астрофизический отдел Пулковской обсерватории, который в советские времена входил в состав Крымской астрофизической обсерватории АН СССР. В Полтаве 1926 создано гравиметрическую обсерваторию, основной задачей которой является изучение движений земных полюсов и приливов в земной коре. В 1945 году в Голосеево, под Киевом, создана астрономическая обсерватория АН УССР.
Значительные астрометрические работы выполнили в Украине И. Е. Кортацци, Б. П. Остащенко-Кудрявцев, Л. И. Семенов (Николаев), В. И. Фабрициус, М. П Диченко (Киев), Н. В. Циммерман, Б В. Новопашенный (Одесса), Г. В. Левицкий, Л. А. Струве, Н. Н. Евдокимов (Харьков), О. Я Орлов, Е. П. Федоров (Полтава). М. Ф. Хандриков был выдающимся организатором Киевской школы теоретической астрономии. Важные исследования выполнил в Киеве А. А. Яковкин. В области астрофизики значительных успехов достигли С. К. Всехсвятский (Киев), А. К. Кононович и В. П. Цесевич (Одесса), В. Г. Фесенков, Н. П. Барабашов (Харьков), Г. Н. Неуймин, Г. А. Шайн, Э. Р. Мустела (Крым), Е. В. Рыбка, В. Б. Степанов, М. С. Ейгенсон (Львов) и многие другие.
Астрономы теоретики используют широкий спектр инструментов, которые включают аналитические модели (например, политропы приближенные к поведению звезды) и расчеты численных моделирований. Каждый из них имеет свои преимущества. Аналитическая модель процесса, как правило, лучше дает понять суть того, почему это (то) происходит. Численные модели могут свидетельствовать о наличии явлений и эффектов, которых вероятно иначе не было бы видно.
Теоретики в области астрономии стремятся создавать теоретические модели и выяснить в исследованиях последствия этих моделирований. Это позволяет наблюдателям искать данные, которые могут опровергнуть модель или помогает в выборе между несколькими альтернативными или противоречивыми моделями. Теоретики также экспериментируют в создании или видоизменению модели с учетом новых данных. В случае несоответствия, общая тенденция состоит в попытке сделать минимальными изменения в модели и подкорректировать данные. В некоторых случаях большое количество противоречивых данных со временем может привести к полному отказу от модели.
Темы изучающих теоретические астрономы: звездная динамика и эволюция; галактик; крупномасштабной структуры по вопросу во вселенной; происхождения космических лучей; общей теории относительности и физической космологии, в том числе космологии звезд и астрофизики физики. Астрофизические относительности служат в качестве инструмента для оценки свойств крупномасштабных структур, для которых гравитация играет значительную роль в физических явлениях и исследованы в качестве основы для черных дыр, астрофизике и изучении гравитационных волн. Некоторые широко приняты и изучены теорий и моделей в астрономии, теперь включены в Lambda-CDM модели, Большой Взрыв, Космическое расширение, темной материи и фундаментальные теории физики.
Астрономия – одна из наук в которой вклад любителей может быть значительным.
В целом все астрономы-любители наблюдают различные небесные объекты и явления в большем объеме, чем ученые, хотя их технический ресурс гораздо меньше возможности государственных институтов, иногда оборудования они строят себе самостоятельно (как это было еще 2 века назад). Наконец большинство ученых вышли именно из этой среды. Главные объекты наблюдений астрономов-любителей: Луна, планеты, звезды, кометы, метеорные потоки и различные объекты глубокого неба такие как звездные скопления, галактики и туманности. Одна из ветвей любительской астрономии, любительская Астрофотография, предусматривает фотофиксацию участков ночного неба. Многие любители хотели бы специализироваться в наблюдении отдельных предметов, типов объектов, или типы событий, которые интересуют их.
Большинство любителей работают в видимом спектре, но небольшая часть экспериментирует с длиной волн за пределами видимого спектра. Это включает в себя использование инфракрасных фильтров на обычных телескопах, а также использование радиотелескопов. Пионером любительской радиоастрономии является Карл Янский, наблюдавший небо в радиодиапазоне в 1930 году. Некоторые астрономов-любителей использует как домашние телескопы, так и радиотелескопы, которые изначально были построены для астрономических учреждений, но теперь доступны для любителей за их технического несовершенства (как для крупных исследовательских институтов).
Астрономы-любители и дальше продолжают свою лепту в астрономию. Действительно, она является одной из немногих научных дисциплин, где вклад любителей может быть значительным. Довольно часто они проводят точечные измерения, которые используются для уточнения орбит малых планет, отчасти они также проявляют кометы, выполняющие регулярные наблюдения переменных звезд. А достижения в области цифровых технологий позволило любителям достичь впечатляющего прогресса в области астрофотографии. [59]

www.tolyan.com - библиотека достойных внимания книжек про астрономию и откровения современности.