Астроно́мия

Астрономия, изучая небесные явления, исследуя природу, строение и развитие небесных тел, доказывает материальность Вселенной, ее естественное, закономерное развитие во времени и пространстве без вмешательства каких бы то ни было сверхъестественных сил.

История астрономии показывает, что  она была и остается ареной ожесточенной борьбы материалистического и идеалистического мировоззрений. В настоящее время многие простые вопросы и явления уже не определяют и не вызывают борьбы этих двух основных мировоззрений. Теперь борьба между материалистической и идеалистической философиями идет в области более сложных вопросов, более сложных проблем. Она касается основных взглядов на строение материи и Вселенной, на возникновение, развитие и дальнейшую судьбу как отдельных частей, так и всей Вселенной в целом.

Человека  всегда интересовало, что представляет собой мир, в котором мы живем, какие явления скрываются за великолепной россыпью звезд, украшающей ночное небо Земли. В ходе астрономических исследований перед людьми не раз возникали удивительные загадки. А поиски ответа не только расширяли и углубляли наши знания о Вселенной, но и помогали успешно решать чисто земные задачи.

Уже в глубокой древности астрономические наблюдения играли весьма существенную роль в жизни человечества. С помощью небесных светил наши предки находили путь в океане, измеряли время, составляли календари, определяли наиболее благоприятные сроки сельскохозяйственных работ. Астрономические наблюдения помогли людям измерить Землю, составить географические карты.

Но особо  важное значение астрономия приобрела  в наше время, в эпоху так называемой научно-технической революции. Без нее оказались бы невозможными многие достижения науки и техники, в том числе успехи современного человечества в освоении космоса.

Наука, научное  познание мира является основой всей нашей практической деятельности. Для  успешного решения тех больших  задач, которые стоят перед нашей  страной, необходимо, чтобы усилия «большой науки» были сосредоточены на ключевых народнохозяйственных вопросах, на открытиях, способных внести революционные изменения в производство.

Особенно  возросла роль фундаментальных исследований. Именно такие исследования, приводят к наиболее значительным изменениям в технике, открывают новые области человеческой деятельности.

Важнейшее направление фундаментальных исследований - все более глубокое изучение строения материи, происходящих в природе физических процессов. Но для того чтобы открыть в этой области что-то принципиально новое, изучить неизвестные физические явления, обычных исследований, которые вполне удовлетворяли ученых в прежние годы, сегодня уже недостаточно. Необходимо изучать вещество, материю в предельных, как говорят физики - экстремальных состояниях.

Сверхвысокие температуры в  десятки и сотни миллионов  градусов, чудовищные давления в сотни миллионов атмосфер, колоссальные энергии, огромные плотности до сотен миллионов и миллиардов тонн вещества в кубическом сантиметре, космический вакуум - вот далеко не полный перечень тех явлений и условий, которые как воздух нужны современному физику.

Поэтому взгляд ученых все чаще устремляется в глубины Вселенной. Ведь что  такое Вселенная с точки зрения физика? Это бесконечно разнообразная  физическая лаборатория, созданная  природой. Лаборатория, в которой  можно изучать такие явления, состояния материи, физические процессы и условия, такие источники энергии, которые мы не имеем возможности, по крайней мере при существующем уровне науки и техники, воспроизвести в наших земных лабораториях.

Вселенная во все большей и большей  степени превращается в лабораторию современного естествознания, в которой наука черпает новые сведения о физических явлениях. Разумеется, астрономы продолжают заниматься и традиционными наблюдениями, но все же ведущую роль приобрели астрофизические исследования.

Эти исследования не только расширяют наши представления о строении мира, но и служат дальнейшему развитию физики, которую ныне считают естественной наукой номер один. Конечно, нужны и математика, и биология, и химия, но именно физика открыла и поставила на службу человеку важнейшие законы мироздания, именно ее достижения получили наибольшее число практических приложений в технике и производстве, и от ее будущих успехов во многом зависит дальнейшее развитие научно-технического прогресса.

Еще в довоенные годы астрономы  пришли к заключению, что Солнце и звезды светят потому, что в их недрах происходят ядерные реакции. Это открытие натолкнуло ученых на мысль о возможности практического использования атомной и термоядерной энергии. И теперь могучая атомная энергия, укрощенная человеком, рождается в многочисленных атомных реакторах, вырабатывает электрический ток, приводит в движение фабрики и заводы, мощные ледоколы. Вот-вот должны появиться и управляемые термоядерные реакторы.

При исследовании Солнца было обнаружено и новое, неизвестное до этого четвертое состояние вещества - плазма: газовая смесь из атомов, потерявших часть электронов - ионов, свободных электронов и некоторого числа нейтральных атомов. В дальнейшем оказалось, что плазма довольно широко распространена во Вселенной: мы находим ее в атмосферах планет Солнечной системы, в кометных хвостах, в межзвездном пространстве. А сегодня плазма служит человеку. Созданы плазменные горелки для сварки различных изделий, плазменные двигатели для космических аппаратов, плазменные магнитогидродинамические генераторы для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую...

А сколько существует в космосе  других явлений, которые со временем также будут изучены и использованы человеком!

При современном уровне развития естествознания существенно продвинуться в познании природных закономерностей, совершать открытия можно, как правило, лишь применяя весьма сложные исследовательские средства. Ушли в прошлое времена, когда ученым удавалось достигнуть впечатляющих результатов с помощью самых простых приспособлений - чуть ли не консервных банок, проволочек и веревочек. Ученому наших дней требуются куда более внушительные устройства: гигантские телескопы и радиотелескопы, ускорители элементарных частиц, лазерные и термоядерные установки, космические станции, искусственные спутники Земли, быстродействующие электронно-вычислительные машины. А сам исследователь должен обладать глубоким знанием предмета, огромным опытом наблюдателя и экспериментатора.

Что может в такой ситуации сделать  любитель? Как будто ничего. В лучшем случае любительские занятия наукой в наше время - это развлечение, способное принести пользу и моральное удовлетворение лишь самому любителю. Однако существуют исключения, в том числе и в астрономии.

Оказывается, и в наше время можно  довольно скромными средствами осуществлять наблюдения некоторых небесных явлений, представляющие интерес не только для наблюдателя-любителя, но и для астрономической науки. Такова счастливая особенность (счастливая для многочисленных любителей астрономии) науки о Вселенной.

Отчасти это объясняется тем, что  количество заслуживающих внимания небесных явлений и космических  объектов весьма велико, а число  профессиональных обсерваторий и профессиональных астрономов ограничено, и они просто не в состоянии охватить все. Разумеется, наиболее важные наблюдения требуют применения самых современных технических средств. Но все же и для любителей кое-что остается.

2009 год был объявлен ООН Международным  годом астрономии (IYA2009). Основной упор делается на повышении общественной заинтересованности астрономией и её понимания. Это одна из немногих наук, где непрофессионалы всё ещё могут играть активную роль. Любительская астрономия привнесла свой вклад в ряд важных астрономических открытий.

Современная астрономия, оставаясь  фундаментальной наукой, имеет огромное прикладное значение и напрямую связана с научно-техническим прогрессом человечества. Изучение различных небесных тел, которые могут находиться в условиях и очень высоких и очень низких температур, плотностей и давления, боагачуе важными данными «земные» науки - физику, химию и т.п.. Законы небесной механики положены в основу теории движения космических аппаратов, а практическую космонавтику представить без астрономии вообще невозможно. Исследования Луны и планет позволяют значительно лучше изучать нашу Землю.

Астрономия является одной из наук, в которой вклад любителей  может быть значительным. Вообще все астрономы-любители наблюдают различные небесные объекты и явления в большем объеме, чем ученые, хотя их технический ресурс намного меньше возможности государственных институтов, иногда оборудование 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, а именно: 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 типов событий, которые интересуют их.

Большинство любителей работающих в видимом спектре, но небольшая  часть экспериментирует с длиной волны 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 1930 года. Некоторые астрономов-любителей использует как домашние телескопы, так и радиотелескопы, которые изначально были построены для астрономических учреждений, но теперь доступны для любителей (как для крупных исследовательских институтов).

Астрономы-любители и в дальнейшем продолжают вносить свой ​​вклад в астрономию. Действительно, она является одной из немногих 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, выполняют регулярные наблюдения переменных звезд. А достижения в области цифровых технологий позволило любителям добиться впечатляющего прогресса в области астрофотографии.

Основные правила и приемы научных  наблюдений и исследований одинаковы, независимо от того, что именно наблюдается и изучается - живой организм, химическая реакция, новый механизм или далекая звезда.

Современная метрология использует атомные  стандарты времени, но и астрономическая  служба времени не потеряла своего значения. Астрономия следит за соответствием календаря явлениям, связанным с обращением Земли вокруг Солнца.

Астрономические методы используются в морской и авиационной навигации, в особенности в полярных районах, где радионавигационные средства временами  выходят из строя из-за магнитных бурь.

Проблемы навигации в космических  полетах также решаются с помощью  астрономии. Астрономия играет важную роль в геодезической службе, без  которой невозможна картография. В своих математических методах картография опирается на сферическую астрономию, а в методах определения географических координат — на практическую астрономию. Астрономическое ииструментоведение сыграло основную роль в создании точных геодезических измерительных инструментов. Без астрономической службы времени невозможно определение географической долготы и построение географических и топографических карт, которые имеют важное народнохозяйственное значение!

В области хронологии астрономия помогает установлению дат многих исторических событий, время совершения которых, точно неизвестное, связывается в хрониках с наступлением затмения, появлением кометы или с другим необычайным небесным явлением. Методы астрономии позволяют рассчитать время давно прошедшего небесного явления и определить точную дату одновременного с ним исторического события.

Во второй половине XIX века на ведущие позиции  в области естественных наук вышла  одна из самых молодых наук –  физика. Революционные открытия физики конца XIX – начала XX века легли в  основу новой картины мира, и в  науке укоренилось представление, что законы, необходимые для объяснения любых явлений, в том числе и астрономических, либо уже открыты «земной» физикой, либо лежат в области ее предмета исследования. Астрономии стала отводиться роль пассивно наблюдательной науки, которая лишь ставит теоретические задачи перед физикой. Однако астрономия тоже не стояла на месте. В свою очередь, опираясь на успехи физики, достижения современного приборостроения и выход человечества в Космос, эта древняя наука как бы приобрела второе дыхание. Из пассивного наблюдателя ученый-астроном превратился в активного исследователя околоземного пространства и ближайших планет: Луны, Венеры, Марса. Полеты автоматических аппаратов, возможные благодаря такой области астрономии, как астрометрия – наука, изучающая «географию» Вселенной, позволили человечеству шагнуть в своем эмпирическом познании к пределу Солнечной системы. Фотографические обзоры всего неба и последующие измерения положений зафиксированных на фотопластинках звезд и галактик, в сочетании с другими методами наблюдений, дали ученым возможность составить модель крупномасштабной структуры Вселенной. Успехи другой области астрономии – астрофизики – принесли человечеству знания о химическом составе, строении и эволюции других миров – звезд и галактик. Новые инструменты и методы наблюдений позволили решить давно мучивший человека Земли вопрос – является наше Солнце, имеющее систему планет, исключением или планеты есть и у других звезд. В настоящее время уже обнаружено около ста звезд-кандидатов, предположительно имеющих планеты-гиганты, подобные Юпитеру. Но это только начало. Ибо с развитием наблюдательной техники и повышением чувствительности аппаратуры возрастет вероятность обнаружения и планет размера Земли.

И именно астрономии последних лет  принадлежат открытия, способные в очередной раз перевернуть картину мира. Данные, полученные в результате новейших астрономических экспериментов и основанных на них расчетах, требуют осмысления с иных мировоззренческих позиций, побуждают к поиску новых подходов в постановке экспериментов, к применению новых методов и средств наблюдений. В этом можно убедиться на примере бурного прогресса в изучении так называемой «скрытой материи» Вселенной и «черных дыр». Изучая динамику движения скоплений галактик, астрономы обнаружили, что масса скоплений должна быть на порядок больше, чем доля видимого вещества в них (главным образом звезд). Исследования показали, что в межзвездном пространстве существует нечто, обладающее силой притяжения и не регистрируемое существующими приборами и методами. Оказалось, что некоторые процессы, происходящие во Вселенной, можно объяснить только присутствием неведомого вещества.