Астрономия
Астрономия (от гръцки език: αστρο-νομία — „закон на звездите“) е наука, изучаваща небесните тела и явления извън пределите на земната атмосфера като звезди, планети, комети, галактики и реликтовото излъчване. Обект на изучаване от страна на астрономията са образуването и развитието на Вселената, нейната еволюция, както и физическите и химическите свойства на небесните тела и техните движения.
Астрономическите наблюдения предоставят важна информация, позволяваща потвърждение на фундаменталните теории във физиката като общата теория на относителността. Теоретичната астрофизика от друга страна има за цел обяснение на астрономическите явления като например избухването на свръхнова.
Астрономията е една от най-древните науки, използващи научния метод още по времето на Древна Гърция. Задълбочени и систематични наблюдения са били извършвани дори по рано. (виж археастрономия) В исторически план наблюдения, извършени от астрономите-любители са допринесли в значителна степен за извършването на важни открития, като астрономията до ден днешен остава една от малкото съвременни науки, при които любителите играят важна роля, особено при откриването и изучаването на краткотрайни явления.
Съвременната астрономия не бива да бъде бъркана с астрологията — лъженаука, според която човешката съдба бива диктувана от позицията на небесните тела.
В Древна Гърция и ранните човешки цивилизации, астрономията се състои главно в астрометрия — изучаване на позициите на небесните тела. През Ренесанса астрономи като Йохан Кеплер и Исак Нютон поставят основните на небесната механика, чиято математическа формулировка позволява предсказване на движението на небесните тела под въздействието на гравитацията. Фокусът на астрономията се измества към изучаването на движението на планетите и спътниците в Слънчевата система. Модерната астрономия, посредством методи като спектрален анализ и директни наблюдения като тези на космически апарати, изучава състава и произхода на небесните тела.
От началото на 20 век астрономията се поделя най-общо на наблюдателна астрономия и теоретична астрофизика. Наблюдателната астрономия се занимава най-общо с получаване на данни от различни небесни тела и използваните за целта инструменти като телескопи. Този клон понякога бива наричан астрометрия или просто астрономия. Теоретичната астрофизика изучава главно процесите протичащи във Вселената, които биха могли да обяснят получените от астрономията на наблюденията данни. За целта се използват и аналитични модели, като се използват методи като компютърна симулация например.
Поделенията на астрономията могат да бъдат категоризирани според сферата на интерес: галактична астрономия, планетарна астрономия; по предмет като формация на звездите; по метод за получаване на данни — посредством видима светлина, радиовълни или други частици.
По предмет на изучаване [редактиране]
- Астрометрия: изучава позицията и движението на обектите.
- Астрофизика: изследва физическите свойства на телата във Вселената, като светимост, плътност, температура и химически състав.
- Космология: изучава произхода и еволюцията на Вселената.
- Формиране и еволюция на галактиките
- Галактическа астрономия: изучава структурата на нашата и други галактики.
- Извънгалактическа астрономия: изучава обекти извън Млечния път.
- Звездна астрономия
- Звездна еволюция
- Зведно формиране: изучава условията и процесите довели до формирането на звезди.
- Планетарни науки: изучава планетите в Слънчевата система.
- Астробиология: изучава процесите, които биха довели до зараждането и еволюцията на живота във Вселената.
Други дисциплини, които биха могли да бъдат причислени към астрономията:
Виж списък на астрономически теми за повече информация.
По начини на получаване на информация [редактиране]
В астрономията информация за различните небесни тела и явления се получава главно след регистриране и анализ на светлина и други форми на електромагнитни лъчения. Наблюдават се и космичните лъчи, като за близкото бъдеще се планира и използването на детектори на гравитационни вълни.
Класическите поделения на астрономията са на базата на частта от електромагнитния спектър, който те използват за наблюдения.
- Оптична астрономия: използва оптични компоненти (огледала, лещи, CCD, фотографски филми и др.), с чиято помощ може да се наблюдава светлината в диапазона от нискочестотни ултравиолетови до високочестотни инфрачервени лъчи. Астрономията на видимата светлина в частност използва диапазона на видимата светлина с дължина на вълната от 400 до 700 nm. Най-често използваните инструменти са телескопът, електронните уреди като CCD и спектрографът.
- Инфрачервена астрономия: използва електромагнитни лъчения в инфрачервения диапазон. Най-често се използва телескоп, но за регистриране се използва уред, чувствителен към инфрачервени лъчи. Често такива телескопи се изстрелват в околоземна орбита с цел избягване на наземните топлинни емисии и атмосферни ефекти.
- Радиоастрономията използва електромагнитни лъчения в областта на милиметровия до декаметровия обхват. Приемниците на радиотелескопите имат строеж, подобен на тези на радиоапаратите, но със значително повишена чувствителност.
- Високоенергийната астрономия използва рентгеновите, гама и високочестотните ултравиолетови лъчи, както и неутрино и космичните лъчи.
Оптичната и радиоастрономията могат да бъдат извършвани успешно от наземни обсерватории, поради факта че земната атмосфера не им влияе в значителна степен (с изключение на облаците, които влияят на оптичните наблюдения). Инфрачервените вълни биват поглъщани активно от водните пари в атмосферата, което налага инфрачервените телескопи да бъдат построени на високи и сухи места или изведени на орбита.
Атмосферата е непрозрачна за рентгеновите, гама лъчите и високочестотните ултравиолетови лъчи (с изключение на няколко тесни обхвата), поради което се налага наблюденията да бъдат провеждани от стратосферни балони или телескопи на орбита. Мощните гама и космични лъчи от друга страна могат да бъдат изучавани по ефектите които те предизвикват при попадането им в атмосферата.
История на астрономията [редактиране]
В древността астрономията се е ограничавала с наблюденията и предсказването на движенията на видимите с просто око тела. Аристотел смята, че Земята е центърът на Вселената и че всички небесни тела се въртят около Земята по кръгови траектории.
Според древни индийски текстове, индийските астрономи са познавали 27 съзвездия, свързани с движението на Слънцето и допълнителни 12 зодиакални поделения на небето. В Древна Гърция астрономията се развива, като бива въведена системата за определяне на видимата величина на даден небесен обект. Библията съдържа информация (според религиозните представи) за положението на Земята във Вселената, както и за това както представляват планетите и звездите, като тонът е по-скоро поетичен отколкото фактологичен. (виж библейска космология).
През 500 пр. н. е. индийският астроном Ариабхата построява математичен модел на въртящата се около оста си Земя и разглежда движенията на планетите около Слънцето. Това е може би най-ранния известен хелиоцентричен модел.
Класическата астрономия е един от основни седемте предмета, изучавани в средновековните университети, но наблюдателната астрономия се намира в застой чак до 16 век в Европа, когато работи Тихо Брахе. Наблюдателната астрономия процъфтява в Персия и други части на ислямския свят. Персийският астроном от края на 9 век ал-Фаргани изучава движението на небесните тела. Неговите трудове са преведени на латински през 12 век. В края на 10 век голяма за времето си обсерватория е построена близо до днешен Техеран от астронома ал-Кужанди, който наблюдава астрономически преходи на Слънцето над даден меридиан и изчислява наклона на земната ос спрямо еклиптиката. Също в Персия Омар Хаям реформира календара така, че той е с по-малка грешка от юлианския и се доближава по точност до григорианския. Аврам Захуто, живял през 15 век, адаптира основните резултати на астрономическата теория за нуждите на португалските мореплавателни ескпедиции.
В Европа по времето на Ренесанса Николай Коперник предлага хелиоцентричния модел на Слънчевата система. Трудът му бива доразвит от Галилео Галилей и Йохан Кеплер. Галилео пръв използва оптичен телескоп за наблюдение на небесни обекти. Кеплер първи описва точните закони на движение на небесните тела в Слънчевата система по елиптични орбити около Слънцето. Исак Нютон пък формулира теорията на всемирното привличане, извеждайки теоретично законите на Кеплер, и полага основните на небесната механика. Нютон също построява първият действаш рефлекторен телескоп.
Впоследствие е открито, че звездите представляват далечни тела извън Слънчевата система. С навлизането на спектроскопията бива установено, че те представляват далечни звезди, като цяло сходни със Слънцето, но с разнообразна температура, маса и размери. Едва през 20 век е открито, че Млечният път е обособен като отделна група от звезди, както и, че са налични множество други звездни образувания (галактики). Открито е и, че Вселената се разширява, като всички галактики се отдалечават една от друга, подобно на точките на повърхността на балон който бива надуван, само че в триизмерното пространство на Вселената.
Съвременната астрономия открива множество екзотични обекти като квазари, пулсари, блазари и радиогалактики. На базата на множество наблюдения са изградени физически теории, обясняващи някои от тези явления, като например теорията на черните дупки и неутронните звезди. Физическата космология постига значителен напредък през 20 век с теории като тези на Големият взрив, реликтовото излъчване, законът на Хъбъл и нуклеосинтезът на Големият взрив.
