Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Астрономия (наука)

Наука
Астрономия
англ. Astronomy
Мозаичное изображение Крабовидной туманности. Создано НАСА при помощи космического телескопа Хаббл в 1999—2000 гг.
Тема Естествознание
Предмет изучения Вселенная
Период зарождения XVIII век
Основные направления небесная механика, астрофизика, космология, планетология и др.
Логотип РУВИКИ.Медиа Медиафайлы на РУВИКИ.Медиа

Астроно́мия — наука о движении, строении, возникновении, развитии небесных тел, их систем, а также Вселенной в целом. Название науки произошло от слияния двух слов: ἄστρον — «звезда» и νόμος — «закон»[1].

Астрономия изучает Солнце и другие звёзды, планеты Солнечной системы и их спутники, экзопланеты, астероиды, кометы, метеороиды, межпланетное вещество, межзвёздное вещество, пульсары, чёрные дыры, туманности, галактики, их скопления, квазары и многое другое[2][3].

Наука широко применяет математические методы. В основе астрономии лежат наблюдения[1].

Задачи и предметы изучения астрономии

[править | править код]

Задачи[править | править код]

Исследование видимых, а также действительных положений и движений небесных тел в пространстве, а также определение их размеров и формы[4]. Эта задача решается путём длительных наблюдений, начало которых положено ещё в глубокой древности, а также на основе законов механики, известных около 300 лет[5].

Изучение строения небесных тел, исследование химического состава и физических свойств (плотности, температуры вещества в них) стало возможно с появлением спектрального анализа и фотографии[6].

Ещё одной важной задачей астрономии является решение проблем происхождения и развития отдельных небесных тел и образуемых ими систем, требующих накопления наблюдаемого материала. Однако для точного описания процесса происхождения и развития небесных тел и их систем в настоящее время таких данных пока недостаточно[7].

Для решения задачи изучения наиболее общих свойств Вселенной, построение теории наблюдаемой части Вселенной — Метагалактики уже недостаточно существующих физических теорий. В связи с чем необходимо создание более общей физической теории, способной описывать состояние вещества и физические процессы при предельных значениях плотности, температуры, давления. Необходимы 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, она успешно решается астрономами ряда стран, в том числе и России[8].

Предметы изучения[править | править код]

Радиотелескопы — одни из множества различных инструментов, используемых астрономами

Разделы астрономии

[править | править код]
  • Астрометрия — изучает видимые положения и движения светил, её задачами являются определение координат небесных тел из наблюдений, составление каталогов звёздных положений и определение числовых значений астрономических параметров[9]. Разрабатывает математические методы определения видимых положений и движений небесных тел с помощью различных систем координат[9].
  • Теоретическая астрономия даёт методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям и методы вычисления эфемерид[8].
  • Небесная механика занимается законами движений небесных тел под действием сил всемирного тяготения, определяет массы и форму небесных тел и устойчивость их систем[8].
  • Звёздная астрономия изучает закономерности пространственного распределения и движения звёзд, звёздных систем и межзвёздной материи с учётом их физических особенностей[7].
  • Археоастрономия — занимается изучением астрономических познаний древних людей, она помогает датировать древние сооружения, исходя из явления прецессии Земли[7].

Возникновение и развитие астрономии

[править | править код]

Астрономия является одной из старейших наук. Первобытные земледельцы определяли наступления времён года по расположению звёзд и созвездий, кочевые племена ориентировались по Солнцу и звёздам[10]. Среди древнейших письменных источников можно встретить методы отсчёта времени и ведения календаря, описания астрономических явлений, примитивные расчётные схемы для предсказания времени восхода и захода небесных тел[10].

Астрономические артефакты свидетельствуют о знании древних людей закономерностей движения небесных тел. В качестве примеров можно привести додинастические древнеегипетские монументы и Стоунхенджа (англ."висячие камни")[7][10].

Существующие теории объясняли и предсказывали движение планет. Они были созданы в странах Средиземноморья в последние века дохристианской эры, служили практическим целям вплоть до эпохи Возрождения[10].

Пифагор впервые пришёл к выводу, что Земля имеет шарообразную форму, Аристарх Самосский высказал предположение, что Земля вращается вокруг Солнца. Гиппарх во втором веке до нашей эры составил один из первых звёздных каталогов. В странах Востока астрономия достигла значительного развития в средние века. В XV веке Улугбек построил вблизи Самарканда обсерваторию с точными в то время инструментами. Здесь был составлен первый после Гиппарха каталог звёзд[7].

В Европе расцвет астрономии начинается с XVI века. Процесс связан с зарождением промышленности, развитием торговли и мореплавания, а также освобождением науки от влияния религии[7].

Изобретение телескопа позволило астрономии развиться в современную самостоятельную науку[7].

Появление крупных оптических телескопов, создание радиотелескопов с высоким разрешением и осуществление систематических наблюдений привели к открытию, что Солнце входит в состав огромной дискообразной системы, состоящей из многих миллиардов звёзд — галактики. В начале XX века астрономы обнаружили, что эта система является одной из миллионов подобных ей галактик[7].

В свою очередь, открытие других галактик стало толчком для развития внегалактической астрономии. Исследование спектров галактик позволило Эдвину Хабблу в 1929 году выявить явление «разбегания галактик», которое впоследствии получило объяснения на основе общего расширения Вселенной[7].

Открытие новых видов космических тел: радиогалактик, квазаров, пульсаров, источников рентгеновского излучения стало возможно с применением ракет и искусственных спутников Земли. Достижением астрофизики XX века стала релятивистская космология — теория эволюции Вселенной[7].

Любительская астрономия также внесла свой вклад в ряд важных астрономических открытий[7].

Представление о наблюдаемой Вселенной, которое включает в себя изображения с различных телескопов.

Виды астрономии

[править | править код]

Оптическая астрономия[11]

Инфракрасная астрономия[12]

Ультрафиолетовая астрономия[13]

Радиоастрономия[13]

Рентгеновская астрономия[14]

Астрономия, не связанная с электромагнитным излучением[13][15]

Астрометрия и небесная механика[16]

Внеатмосферная астрономия[17]

Многоканальная астрономия[18]

Теоретическая астрономия[19][20]

Любительская астрономия[21][22][23]

Примечания

[править | править код]
  1. 1 2 Холшевников К.В. Астрономия. Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия» (6 июня 2023). Дата обращения: 18 декабря 2023.
  2. Происхождение слова астрономия. Этимологический онлайн-словарь русского языка Крылова Г. А.. Дата обращения: 18 декабря 2023.
  3. 1 2 Кононович и Мороз, 2004, с. 5.
  4. Большая энциклопедия школьника. Оксфорд, 2008, с. 664.
  5. Кононович Э.В. Мороз В.И., 2004, с. 544.
  6. Урок астрономии. Центр подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина. Дата обращения: 19 декабря 2023.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Горбацкий В.Г., 2002, с. 197.
  8. 1 2 3 4 Идельсон Н.И., 1975, с. 495.
  9. 1 2 Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К., 2003, с. 224.
  10. 1 2 3 4 Черепащук А. М. «История истории Вселенной» 11.05.2016 «Малая трибуна ученого». youtube.com (13 мая 2016). Дата обращения: 19 декабря 2023.
  11. Moore, P. Philip's Atlas of the Universe (англ.). — Great Britain: George Philis Limited, 1997. — ISBN 0-540-07465-9.
  12. Infrared Spectroscopy – An Overview (англ.), NASA/IPAC. Дата обращения: 19 декабря 2023.
  13. 1 2 3 Allen's Astrophysical Quantities (англ.) / Cox, A. N.. — New York: Springer-Verlag, 2000. — P. 124. — ISBN 0-387-98746-0.
  14. Penston, Margaret J. The electromagnetic spectrum (англ.). Particle Physics and Astronomy Research Council (14 августа 2002). Дата обращения: 19 декабря 2023.
  15. Tammann, G. A.; Thielemann, F. K.; Trautmann, D. Opening new windows in observing the Universe (англ.). EDP Sciences. Europhysics News (1 октября 2008). Дата обращения: 18 декабря 2023.
  16. Wolszczan, A.; Frail, D. A. A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257+12 (англ.) // Nature : journal. — 1992. — Vol. 355, no. 6356. — P. 145—147. — doi:10.1038/355145a0. — Bibcode1992Natur.355..145W.
  17. Владимир Сурдин — «Внеатмосферная астрономия и новый космический телескоп «Джеймс Уэбб». youtube.com (2023 -07-31). Дата обращения: 19 декабря 2023.
  18. Троицкий, Сергей. «Многоканальная астрономия». Глава из книги. «Элементы» (2019). Дата обращения: 18 декабря 2023.
  19. Roth H. A Slowly Contracting or Expanding Fluid Sphere and its Stability // Physical Review. — 1932. — Vol. 39, Is. 3. — P. 525–529. — doi:10.1103/PhysRev.39.525. — Bibcode1932PhRv...39..525R.
  20. Eddington A.S. Internal Constitution of the Stars. — Cambridge University Press, 1988. — 407 p. — (Cambridge Science Classics). — ISBN 978-0-521-33708-3.
  21. The Americal Meteor Society (англ.). Дата обращения: 19 декабря 2023.
  22. Lodriguss, Jerry Catching the Light: Astrophotography (англ.). Дата обращения: 19 декабря 2023.
  23. Cambridge Amateur Radio Astronomers (англ.). Дата обращения: 19 декабря 2023.

Литература

[править | править код]
  • Большая энциклопедия школьника. Оксфорд. — Москва: РОСМЭЕН-ПРЕСС, 2008. — 664 с. — ISBN 5—7107—6750—6.
  • Идельсон Н.И. Этюды по истории небесной механики. — Москва: Наука, 1975. — 495 с.
  • Стивен Маран. Астрономия для «чайников» = Astronomy For Dummies. — М.: Диалектика (издательство). — С. 256. — ISBN 0-7645-5155-8.
  • Повитухин Б. Г. Астрометрия. Небесная механика: Учебное пособие. — Бийск: НИЦ БиГПИ, 1999. — 90 с.