Астрономія

Астрономія - наука про розташування, будову, властивості, походження, русі і розвитку космічних тіл (зірок, планет, метеоритів і т.п.) утворених  ними систем ((зоряні скупчення, галактики  і т.п.) і всього Всесвіту в цілому. 
 
Як наука, астрономія грунтується насамперед на спостереженнях. На відміну від фізиків астрономи позбавлені можливості ставити експерименти. Практично всю інформацію про небесні тіла приносить нам електромагнітне випромінювання. Тільки в останні сорок років окремі світи стали вивчати безпосередньо: зондувати атмосфери планет, вивчати місячний і марсіанський грунт. 
 
Астрономія тісно пов'язана з іншими науками, насамперед із фізикою та математикою, методи яких широко застосовуються в ній. Але й астрономія є незамінним полігоном, на якому проходять випробування багато фізичні теорії. Космос - єдине місце, де речовина існує при температурах в сотні мільйонів градусів і майже при абсолютному нулі, в порожнечі вакууму і в нейтронних зірках. Останнім часом досягнення астрономії стали використовуватися в геології та біології, географії та історії. Що вивчає астрономія 
 
Астрономія вивчає Сонце і зірки, планети та їх супутники, комети і метеорні тіла, туманності, зоряні системи і матерію, що заповнює простір між зірками і планетами, в якому б стані ця матерія не знаходилася. Вивчаючи будову і розвиток небесних тіл, їх стан і рух в просторі, астрономія в кінцевому підсумку дає нам уявлення про будову і розвиток Всесвіту в цілому. Слово "астрономія" походить від двох грецьких слів: "астрон" - зірка, світило і "номос" - закон. При вивченні небесних тіл астрономія ставить перед собою три основні завдання, що вимагають послідовного рішення: 
 
1. Вивчення видимих, а потім і дійсних положень і рухів небесних тіл у просторі, визначення їх розмірів і форми. 
 
2. Вивчення фізичної будови небесних тіл, тобто дослідження хімічного складу і фізичних умов (щільності, температури і т.п.) на поверхні і в надрах небесних тіл. 
 
3. Рішення проблем походження і розвитку, тобто можливої ​​подальшої долі окремих небесних тіл і їх систем. 
 
Питання першого завдання вирішуються шляхом тривалих спостережень, початих ще в глибоку давнину, а також на основі законів механіки, відомих вже близько 300 років. Тому в цій галузі астрономії ми маємо в своєму розпорядженні найбільш багатою інформацією, особливо для небесних тіл, порівняно близьких до Землі. 
 
Про фізичне будову небесних тіл ми знаємо набагато менше. Рішення деяких питань, що належать другий завданню, вперше стало можливим трохи більше ста років тому, а основних проблем - лише в останні роки. 
 
                     Що вивчає астрономія 
 
Астрономія вивчає Сонце і зірки, планети та їх супутники, комети і метеорні тіла, туманності, зоряні системи і матерію, що заповнює простір між зірками і планетами, в якому б стані ця матерія не знаходилася. Вивчаючи будову і розвиток небесних тіл, їх стан і рух в просторі, астрономія в кінцевому підсумку дає нам уявлення про будову і розвиток Всесвіту в цілому. Слово "астрономія" походить від двох грецьких слів: "астрон" - зірка, світило і "номос" - закон. При вивченні небесних тіл астрономія ставить перед собою три основні завдання, що вимагають послідовного рішення: 
 
1. Вивчення видимих, а потім і дійсних положень і рухів небесних тіл у просторі, визначення їх розмірів і форми. 
 
2. Вивчення фізичної будови небесних тіл, тобто дослідження хімічного складу і фізичних умов (щільності, температури і т.п.) на поверхні і в надрах небесних тіл. 
 
3. Рішення проблем походження і розвитку, тобто можливої ​​подальшої долі окремих небесних тіл і їх систем. 
 
Питання першого завдання вирішуються шляхом тривалих спостережень, початих ще в глибоку давнину, а також на основі законів механіки, відомих вже близько 300 років. Тому в цій галузі астрономії ми маємо в своєму розпорядженні найбільш багатою інформацією, особливо для небесних тіл, порівняно близьких до Землі. 
 
Про фізичне будову небесних тіл ми знаємо набагато менше. Рішення деяких питань, що належать другий завданню, вперше стало можливим трохи більше ста років тому, а основних проблем - лише в останні роки. 
 
                         Підрозділ астрономії 
 
Сучасна астрономія підрозділяється на ряд окремих розділів, які тісно пов'язані між собою, і такий поділ астрономії, у відомому сенсі, умовно. Найголовнішими розділами астрономії є: 
 
1. Астрометрія - наука про вимірювання простору і часу. Вона складається з: а) сферичної астрономії, що розробляє математичні методи визначення видимих ​​положень і рухів небесних тіл за допомогою різних систем координат, а також теорію закономірних змін координат світил з часом; б) фундаментальної астрометрії, завданнями якої є визначення координат небесних тіл зі спостережень, складання каталогів зоряних положень та визначення числових значень найважливіших астрономічних постійних, тобто величин, що дозволяють враховувати закономірні зміни координат світил; в) практичної астрономії, в якій викладаються методи визначення географічних координат, азимутів напрямків, точного часу і описуються застосовувані при цьому інструменти. 
 
2. Теоретична астрономія дає методи для визначення орбіт небесних тіл за їхніми видимим положенням і методи обчислення ефемерід (видимих ​​положень) небесних тіл по відомим елементам їх орбіт (зворотна задача). 
 
3. Небесна механіка вивчає закони рухів небесних тіл під дією сил всесвітнього тяжіння, визначає маси і форму небесних тіл і стійкість їх систем. Ці три розділи в основному вирішують першу задачу астрономії, і їх часто називають класичною астрономією. 
 
4. Астрофізика вивчає будову, фізичні властивості і хімічний склад небесних об'єктів. Вона ділиться на: а) практичну астрофізику, в якій розробляються і застосовуються практичні методи астрофізичних досліджень і відповідні інструменти та прилади; б) теоретичну астрофізику, в якій на підставі законів фізики даються пояснення спостережуваних фізичним явищам. Ряд розділів астрофізики виділяється за специфічними методами дослідження. Про них буде сказано у § 101, 
 
5. Зоряна астрономія вивчає закономірності просторового розподілу і руху зірок, зоряних систем і міжзоряної матерії з урахуванням їх фізичних особливостей. У цих двох розділах в основному вирішуються питання другого завдання астрономії. 
 
6. Космогонія розглядає питання походження й еволюції небесних тіл, в тому числі і нашої Землі. 
 
7. Космологія вивчає загальні закономірності будови і розвитку Всесвіту. 
 
На підставі всіх отриманих знань про небесні тіла останні два розділи астрономії вирішують її третю задачу. 
 
                                            Історія 
 
Астрономія - найбільш древня серед природничих наук. Вона була високо розвинена вавилонянами і греками - набагато більше, ніж фізика, хімія і техніка. В давнину і середні століття не одне тільки чисто наукове цікавість спонукало робити обчислення, копіювання, виправлення астрономічних таблиць, але перш за все той факт, що вони були необхідні для астрології. Вкладаючи великі суми в побудову обсерваторій і точних інструментів, можновладці очікували віддачі не тільки у вигляді слави покровителів науки, але також у вигляді астрологічних прогнозів. Збереглося лише дуже невелике число книг тих часів, свідчать про чисто теоретичному інтересі вчених до астрономії; більшість книг не містить ні спостережень, ні теорії, а лише таблиці та правила їх використання. Одне з небагатьох виключень - "Альмагест" Птолемея, який написав, однак, також і астрологічне керівництво "Тетрабіблос". 
 
Перші записи астрономічних спостережень, справжність яких безсумнівна, відносяться до VIII в. до н.е. Однак відомо, що ще за 3000 років до н. е.. єгипетські жерці помітили, що розливи Нілу, що регулювали економічне життя країни, наступали незабаром після того, як перед сходом Сонця на сході з'являлася найяскравіша з зірок, Сіріус, ховалася до цього близько двох місяців в променях Сонця. З цих спостережень єгипетські жерці досить точно визначили тривалість тропічного року. 
 
В Стародавньому Китаї за 2000 років до н.е. видимі руху Сонця і Місяця були настільки добре вивчені, що китайські астрономи могли передбачати наступ сонячних і місячних затемнень. Астрономія, як і всі інші науки, виникла з практичних потреб людини. Кочовим племенам первісного суспільства потрібно було орієнтуватися при своїх мандрах, і вони навчилися це робити за Сонцем, Місяці і зіркам. Первісна хлібороб мав при польових роботах враховувати наступ різних сезонів року, і він зауважив, що зміна пір року пов'язана з полуденної висотою Сонця, з появою па нічному небі певних зірок. Подальший розвиток людського суспільства викликало потребу у вимірі часу і в літочислення (складанні календарів). 
 
Все це могли дати і давали спостереження над рухом небесних світил, які велися на початку без всяких інструментів, були не дуже точними, але цілком задовольняли практичні потреби того часу. З таких спостережень і виникла павука про небесні тіла - астрономія. 
 
З розвитком людського суспільства перед астрономією висувалися все нові й нові завдання, для вирішення яких потрібні були більш досконалі способи спостережень та більш точні методи розрахунків. Поступово стали створюватися найпростіші астрономічні інструменти і розроблятися математичні методи обробки спостережень. 
 
У Древній Греції астрономія була вже однією з найбільш розвинених наук. Для пояснення видимих ​​рухів планет грецькі астрономи, найбільший з них Гіппарх (II ст. До н.е.), створили геометричну теорію епіциклів, яка лягла в основу геоцентричної системи світу Птолемея (II ст. Н.е.). Будучи принципово невірною, система Птолемея проте дозволяла предвичіслять наближені положення планет на небі і тому задовольняла, до певної міри, практичним запитам протягом кількох століть. 
 
Системою світу Птолемея завершується етап розвитку давньогрецької астрономії. Розвиток феодалізму і розповсюдження християнської релігії спричинили за собою значний занепад природних наук, і розвиток астрономії в Європі загальмувався на багато століть. В епоху похмурого середньовіччя астрономи займалися лише спостереженнями видимих ​​рухів планет і узгодженням цих спостережень до прийнятої геоцентричної системою Птолемея. 
 
Раціональне розвиток в цей період астрономія отримала лише у арабів і народів Середньої Азії та Кавказу, в працях видатних астрономів того часу - Аль-Баттані (850-929 рр..), Біруні (973-1048 рр..), Улугбека (1394-1449 рр. .) та ін У період виникнення і становлення капіталізму в Європі, який прийшов на зміну феодальному суспільству, почалося подальший розвиток астрономії. Особливо швидко вона розвивалася в епоху великих географічних відкриттів (XV-XVI ст.). Народжувався новий клас буржуазії був зацікавлений в експлуатації нових земель і споряджав численні експедиції для їх відкриття. Але далекі подорожі через океан вимагали більш точних і простіших методів орієнтування та обчислення часу, ніж ті, які могла забезпечити система Птолемея. Розвиток торгівлі і мореплавання настійно вимагало вдосконалення астрономічних знань і, зокрема, теорії руху планет. Розвиток продуктивних сил і вимоги практики, з одного боку, і накопичений наглядова матеріал, - з іншого, підготували грунт для революції в астрономії, яку і справив великий польський учений Микола Коперник (1473-1543), який розробив свою геліоцентричну систему світу, опубліковану в рік його смерті. 
 
Вчення Коперника стало початком нового етапу у розвитку астрономії. Кеплером в 1609-1618 рр.. були відкриті закони рухів планет, а в 1687 р. Ньютон опублікував закон всесвітнього тяжіння. 
 
Нова астрономія отримала можливість вивчати не тільки видимі, але і дійсні руху небесних тіл. Її численні і блискучі успіхи в цій області увінчалися в середині XIX в. відкриттям планети Нептун, а в наш час - розрахунком орбіт штучних небесних тіл. 
 
Наступний, дуже важливий етап у розвитку астрономії почався порівняно недавно, з середини XIX ст., Коли виник спектральний аналіз і стала застосовуватися фотографія в астрономії. Ці методи дали можливість астрономам почати вивчення фізичної природи небесних тіл і значно розширити межі досліджуваного простору. Виникла астрофізика, що отримала особливо великий розвиток в XX в. і продовжує бурхливо розвиватися в наші дні. У 40-х рр.. XX ст. стала розвиватися радіоастрономія, а в 1957 р. було покладено початок якісно новим методам досліджень, заснованим на використанні штучних небесних тіл, що в подальшому призвело до виникнення фактично нового розділу астрофізики - рентгенівської астрономії (див. § 160). 
 
Значення цих досягнень астрономії важко переоцінити. Запуск штучних супутників Землі. (1957 р., СРСР), космічних станцій (1959 р., СРСР), перші польоти людини в космос (1961 р., СРСР), перша висадка людей на Місяць (1969 р., США), - епохальні події для всього людства . За ними послідували доставка на Землю місячного грунту, посадка апаратів, що спускаються на поверхні Венери і Марса, посилка автоматичних міжпланетних станцій до більш далеких планет Сонячної системи.