Что такое астрономия и что она изучает? Астрономия как появилась
Что такое астрономия и что она изучает?
Не раз, поднимая глаза к ночному небу, мы задавались вопросом – что находится в этом бесконечном пространстве?
Вселенная таит в себе множество тайн и загадок, но существует наука под названием астрономия, которая уже много лет изучает космос и пытается объяснить его происхождение. Что это за наука? Чем занимаются астрономы и что именно изучают?
Что означает слово «астрономия»?
Термин «астрономия» появился в Древней Греции в III–II столетиях до нашей эры, когда в научной среде блистали такие ученые, как Пифагор и Гиппарх. Понятие является сочетанием двух древнегреческих слов – ἀστήρ (звезда) и νόμος (закон), то есть астрономия – это закон о звездах.
Не следует путать этот термин с другим понятием – астрологией, которая занимается изучением воздействия небесных тел на Землю и человека.
Что такое астрономия?
Астрономией называют науку о Вселенной, определяющую расположение, структуру и образование небесных тел. В современное время она включает в себя несколько разделов:
— астрометрию, которая изучает расположение и движение космических объектов;
— небесную механику – определение массы и формы звезд, изучение законов их передвижения под воздействием сил тяготения;
— теоретическую астрономию, в рамках которой ученые разрабатывают аналитические и компьютерные модели небесных тел и явлений;
— астрофизику – изучение химических и физических свойств космических объектов.
Отдельные ветви науки направлены на изучение закономерностей пространственного расположения звезд и планет во Вселенной и рассмотрение эволюции небесных тел.
В XX веке в астрономии появился новый раздел под названием археоастрономия, направленный на изучение астрономической истории и выяснение познаний в области звезд в древние времена.
Что изучает астрономия?
Предметами астрономии являются Вселенная в целом и все находящиеся в ней объекты – звезды, планеты, астероиды, кометы, галактики, созвездия. Астрономы изучают межпланетные и межзвездные вещества, время, черные дыры, туманности и системы небесных координат.
Когда появилась астрономия?
Астрономия – одна из самых древних наук на Земле. Точную дату ее появления назвать невозможно, но хорошо известно, что изучением звезд люди занимались как минимум с VI–IV тысячелетий до нашей эры.
До наших дней дошло множество астрономических таблиц, оставленных жрецами Вавилона, календари племен майя, Древнего Египта и Древнего Китая. Большой вклад в развитие астрономии и изучение небесных светил сделали древнегреческие ученые. Пифагор первым предположил, что наша планета имеет форму шара, а Аристарх Самосский первым сделал выводы о ее вращении вокруг Солнца.
Долгое время астрономия была связана с астрологией, но в эпоху Возрождения выделилась в отдельную науку. Благодаря появлению телескопов ученые сумели открыть галактику Млечный Путь, а в начале XX века поняли, что Вселенная состоит из множества галактических пространств.
Наибольшим достижением современности стало появление теории об эволюции Вселенной, согласно которой она расширяется с течением времени.
Что такое любительская астрономия?
Любительская астрономия – это хобби, при котором люди, не имеющие отношения к научным и исследовательским центрам, ведут наблюдение за космическими объектами. Надо сказать, что подобное развлечение вносит весомый вклад в общее развитие астрономии.
Любителями было сделано множество интересных и достаточно важных открытий. В частности, в 1877 году русский наблюдатель Евграф Быханов первым высказал современные взгляды на образование Солнечной системы, а в 2009 году австралиец Энтони Уэсли обнаружил следы падения космического тела (предположительно кометы) на планету Юпитер.
www.vseznaika.org
История астрономии | Наука | FANDOM powered by Wikia
Астрономия является одной из старейших естественных наук, ещё в глубокой древности люди интересовались движением светил по небосводу. Древние астрономические наблюдения делались в Египте, Вавилоне, Греции, Риме. В Средние века большое развитие получила астрология, из которой в XVIII веке выделилась собственно астрономия.
Возникновение и основные этапы развития астрономииПравить
Астрономия является одной из древнейших наук. Первые записи астрономических наблюдений, подлинность которых несомненна, относятся к VIII в. до н. э. Однако известно, что еще за 3 тысячи лет до н. э. египетские жрецы подметили, что разливы Нила, регулировавшие экономическую жизнь страны, наступали вскоре после того, как перед восходом Солнца на востоке появлялась самая яркая из звезд, Сириус, скрывавшаяся до этого около двух месяцев в лучах Солнца. Из этих наблюдений египетские жрецы довольно точно определили продолжительность тропического года.
В Древнем Китае за 2 тысячи лет до н. э. видимые движения Солнца и Луны были настолько хорошо изучены, что китайские астрономы могли предсказывать наступление солнечных и лунных затмений.
Астрономия, как и все другие науки, возникла из практических потребностей человека. Кочевым племенам первобытного общества нужно было ориентироваться при своих странствиях, и они научились это делать по Солнцу, Луне и звездам. Первобытный земледелец должен был при полевых работах учитывать наступление различных сезонов года, и он заметил, что смена времен года связана с полуденной высотой Солнца, с появлением на ночном небе определенных звезд. Дальнейшее развитие человеческого общества вызвало потребность в измерении времени и в летосчислении (составлении календарей).
Все это могли дать и давали наблюдения над движением небесных светил, которые велись в начале без всяких инструментов, были не очень точными, но вполне удовлетворяли практические нужды того времени. Из таких наблюдений и возникла наука о небесных телах — астрономия.
С развитием человеческого общества перед астрономией выдвигались все новые и новые задачи, для решения которых нужны были более совершенные способы наблюдений и более точные методы расчетов. Постепенно стали создаваться простейшие астрономические инструменты и разрабатываться математические методы обработки наблюдений.
В Древней Греции астрономия была уже одной из наиболее развитых наук. Для объяснения видимых движений планет греческие астрономы, крупнейший из них Гиппарх (II в. до н. э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира Птолемея (II в. н. э.). Будучи принципиально неверной, система Птолемея, тем не менее, позволяла предвычислять приближенные положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение нескольких веков.
Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии. Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой значительный упадок естественных наук, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия. В эпоху мрачного средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.
Рациональное развитие в этот период астрономия получила лишь у арабов и народов Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени — Аль-Батани (850—929 гг.), Бируни (973—1048 гг.), Улугбека (1394—1449 гг.) и др.
В период возникновения и становления капитализма в Европе, который пришел на смену феодальному обществу, началось дальнейшее развитие астрономии. Особенно быстро она развивалась в эпоху великих географических открытий (XV—XVI вв.). Нарождавшийся новый класс буржуазии был заинтересован в эксплуатации новых земель и снаряжал многочисленные экспедиции для их открытия. Но далекие путешествия через океан требовали более точных и более простых методов ориентировки и исчисления времени, чем те, которые могла обеспечить система Птолемея. Развитие торговли и мореплавания настоятельно требовало совершенствования астрономических знаний и, в частности, теории движения планет. Развитие производительных сил и требования практики, с одной стороны, и накопленный наблюдательный материал, — с другой, подготовили почву для революции в астрономии, которую и произвел великий польский ученый Николай Коперник (1473—1543), разработавший свою гелиоцентрическую систему мира, опубликованную в год его смерти.
Учение Коперника явилось началом нового этапа в развитии астрономии. Кеплером в 1609—1618 гг. были открыты законы движений планет, а в 1687 г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения.
Новая астрономия получила возможность изучать не только видимые, но и действительные движения небесных тел. Ее многочисленные и блестящие успехи в этой области увенчались в середине XIX в. открытием планеты Нептун, а в наше время — расчетом орбит искусственных небесных тел.
Следующий, очень важный этап в развитии астрономии начался сравнительно недавно, с середины XIX в., когда возник спектральный анализ, и стала применяться фотография в астрономии. Эти методы дали возможность астрономам начать изучение физической природы небесных тел и значительно расширить границы исследуемого пространства. Возникла астрофизика, получившая особенно большое развитие в XX в. и продолжающая бурно развиваться в наши дни. В 40-х гг. XX в. стала развиваться радиоастрономия, а в 1957 г. было положено начало качественно новым методам исследований, основанным на использовании искусственных небесных тел, что в дальнейшем привело к возникновению фактически нового раздела астрофизики — рентгеновской астрономии.
Значение этих достижений астрономии трудно переоценить. Запуск искусственных спутников Земли. (1957 г., СССР), космических станций (1959 г., СССР), первые полеты человека в космос (1961 г., СССР), первая высадка людей на Луну (1969 г., США), — эпохальные события для всего человечества. За ними последовали доставка на Землю лунного грунта, посадка спускаемых аппаратов на поверхности Венеры и Марса, посылка автоматических межпланетных станций к более далеким планетам Солнечной системы.
ru.science.wikia.com
История астрономии
Белорусский Государственный Педагогический Университет им. М. Танка
Кафедра методики преподавания физики
Методические разработки
для управляемой самостоятельной работы
по астрономии
Минск 2008
Тема №1
Вопросы программы:
Астрономия как наука и учебный предмет.
Предмет астрономии, объекты изучения.
Разделы астрономии: астрометрия, небесная механика, астрофизика.
История возникновения и развития астрономических знаний.
Краткое содержание:
Астрономия как наука и учебный предмет.
Астрономия - это наука о Вселенной, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем.
Объекты изучения астрономии: звёзды, планеты, кометы, метеоры, туманности, галактики, материя, находящаяся в межзвёздном пространстве.
Изучение происходит в разных диапазонах электромагнитных волн, оптическом, ультрафиолетовом, рентгеновском, и т.д.
Астрономия имеет три основные задачи:
- Изучение видимых и действительных положений и движения небесных тел в пространстве, определение их размеров и формы.
- Изучение физического строения небесных тел, т.е. химического состава и физических условий на поверхности и в недрах небесных тел.
- Исследование происхождения и развития, предсказание дальнейших судеб отдельных небесных тел и их систем.
Астрономия очень взаимосвязана с различными науками. Особенно с математикой, физикой, химией, философией, биологией.
Нынешний вид астрономия приобрела лишь в XIX-XXвеках. До этого она неразрывно включала в себя ряд других отраслей знания и была теснее связана с философией и теологией.
Множество объектов и методов астрономии приводит к многочисленности разделов и отдельных направлений в астрономии.
По характеру используемой информации выделяются три основных раздела: астрометрия, небесная механика, астрофизика.
Астрометрия- изучает положение небесных тел и вращение Земли, опираясь на теоретические и практические методы измерений углов на небе, для чего организуются позиционные наблюдения небесных светил.
Важнейшие цели астрометрии:
- установление систем небесных координат,
- получение параметров, характеризующих наиболее полно закономерности вращения Земли.
Небесная механика - изучает движение небесных тел под действием тяготения, разрабатывает методы определения их траекторий на основании наблюдаемых положений на небе, позволяет рассчитать таблицы их координат на дальнейшее время (эфемериды), изучает взаимное влияние тел на их движение, рассматривает движение и устойчивость систем небесных и искусственных тел.
Астрофизика- изучает происхождение (космогония), строение, хим. состав, физические свойства и эволюцию отдельных небесных тел и систем вплоть до всей Вселенной в целом (космология).
История возникновения и развития астрономических знаний.
Астрономия возникла очень давно. Ни одна наука на Земле, кроме, пожалуй. Математики, не обладает такой глубокой древностью.
Астрономия отлична от других наук, потому что физика, химия, биология в современном виде складывались на протяжении последних 300-т лет. Астрономия же формировалась в эпохи древние и сильно отличающиеся от нашей.
Причины возникновения и развития астрономии хорошо указаны в первых строках Библии: "И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной, для отделения дня от ночи, и для знамений, и времён, и дней, и годов;" (Быт. 1,14)
Развитие астрономии было обязано человеческому желанию постичь закономерности окружающего мира, необходимостью измерения времени и ориентирования в пространстве. Последнее особенно важно было для мореходов. Вплоть до XIXвека на борту каждого корабля, отправлявшегося в далекий путь, находился астроном, в обязанности которого входило определение координат корабля среди открытого моря и ориентировка по звездам.
Развитие древней астрономии распадается на два этапа. Первый - примитивный сельскохозяйственный. Звёзды служили людям ориентиром для начала сельскохозяйственных работ. В Египте восход Сириуса означал начало разлива Нила. Когда Арктур восходил непосредственно перед Солнцем - нужно было собирать виноград, когда Орион и Плеяды заходили утром - нужно было начинать пахать. Эти приметы породили необходимость выделить основные созвездия и назвать ярчайшие звёзды, что бы иметь постоянные ориентиры.
Второй этап связан со сложными продолжительными наблюдениями и отысканием календарных периодов. Древнейший период существования человечества мало изучен наукой, так как не сохранились письменные памятники той поры. Более или менее определённо можно представить сегодня только духовный мир цивилизаций, начиная с египетской и вавилонской.
Наиболее древние астрономические знания ученые сегодня находят на берегах Тигра и Евфрата, у халдеев. Сколько лет народы, населявшие эти земли занимались астрономией, сказать очень трудно. Цицерон по этому поводу писал: "обратимся к авторитету самых древних и начнем с ассирийцев. Hаселяя стpану pовную и обшиpную, они могли наблюдать небо, со всех стоpон откpытое, внимательно следить за пеpедвижением и перемещением звезд. Hаблюдая все это, они заметили, что пpедзнаменуют те или иные изменения в положении небесных светил, и эти свои познания пеpедали позднейшим поколениям. Сpеди этого наpода халдеи, постоянно наблюдая за звездами, создали, как считают, целую науку, котоpая дает возможность пpедсказывать, что с кем случится и кто для какой судьбы pожден. Считают, что это искусство pазвивалось также у египтян с глубочайшей дpевности и в течение почти бесчисленных столетий." Далее он уточняет, что "...как они сами утвеpждают, четыpеста семьдесят тысяч лет сохpаняют в своих памятниках познанное ими."
Помимо Цицерона о древности наблюдений говорили и другие античные авторы. Так Гиппаpх указывал, будто халдеи наблюдали звездное небо за 270000 лет до того, когда Александp Великий вступил в Пеpсию. Плиний же говоpит о 720 000 годах.
Современные историки не соглашаются с этими цифрами, но факты свидетельствуют, что для вычисления пеpиодов солнечных затмений, халдеям понадобилось, по меньшей меpе, 5 000 лет. Жрецы вывели из наблюдений пеpиод солнечных затмений в 1805 лет или 22325 обоpотов Луны, по истечении котоpого затмения повтоpяются в пpежнем поpядке. Упоминаемое специально в надписях затмение, котоpое было выбpано исходным пунктом одного из таких циклов, относится к году, удаленному от 1900 года н.э. на 13442 года, и, как допускают, год этот соответствует совпадению солнечного затмения с восхождением Сиpиуса.
Известен был вавилонянам и более короткий период в 223 оборота Луны, т.е. в 18 лет и 11 дней - сарос, по прошествии которого затмения Луны и Солнца повторяются в прежнем порядке.
О высоком развитии науки в Месопотамии свидетельствует то, что халдейские астpономы знали точное значение продолжительности года, описали солнечные пятна, увеличение и уменьшение света планет, пpоводили наблюдения над кометами и устpаивали небесные глобусы. Скорее всего они изобpели знаки зодиака. Ибо тождественность фоpм и аналогия символов, пpоявляющиеся во всех зодиаках дpугих стpан - в зодиаках, созданных в Египте, в Индии, в Камбодже и Китае, - доказывают, что астpономические наблюдения, пpоизводившиеся халдейскими астpономами, легли в основу всех зодиаков дpевнего миpа. Кpуг зодиака был создан халдеями не менее как 4000 лет назад, в то же вpемя подобная pабота пpедполагает, что ей пpедшествовали пpодолжительные пеpиоды подготовки научной почвы. На двенадцать частей зодиак был разделен, по крайней мере, в VIвеке до н.э.
Помимо халдейской школы, древней и сильной была египетская. Все зодиакальные памятники в Египте были, главным образом, астрономические. Царские гробницы и погребальные ритуалы представляют собою множество таблиц созвездий и их влияния на все часы каждого месяца.
Самые древние астрономические записи в Египте, Вавилоне, Китае датируются примерно XXXвеком до н.э.
Древнейшее из сохранившихся сообщений о солнечном затмении в Китае датируется 2697 г. до н.э.
У истоков греческой математической теории стояли Пифагор и его школа (VIст. до н.э.). По их представлениям в основе устройства Космоса находится математический закон. Его можно определить, изучая движение светил на небе.
Пифагорейцы построили первую известную науке физическую модель Солнечной системы, предположив, что все планеты, Земля, Солнце и Луна вращаются вокруг центрального огня. Они разработали учение о шарообразности Земли, вывели наклон эклиптики и планетных орбит, правильно объясняли затмения.
Пифагор первый назвал вселенную космосом, т.е. упорядоченным строем, складом, считал, что мир состоит из планетных сфер, разделённых между собой гармоничными промежутками.
Предметом философии Пифагора был мир, как закономерное, стройное целое, подчинённое законам гармонии числа.
Поздние пифагорейцы объясняли смену дня и ночи суточным вращением Земли.
Греческий мудрец Фалес (624 - 547 гг. до н.э.) предсказал полное солнечное затмение, наблюдавшееся в 585 г. в Малой Азии. Причиной солнечных затмений считал Луну, которую рассматривал как тёмное тело, заимствующее свет от Солнца. Открыл наклон эклиптики к экватору, определил угловую величину Луны, учил о шарообразности Земли.
Анаксимандр (ок.610 - 546 гг. до н.э.) соорудил первые в Греции солнечные часы и астрономические инструменты, впервые применил гномон для определения наклона эклиптики к экватору. Положил начало теории небесных сфер.
Большое влияние на греческую астрономию имел Платон. Его идеалистические представления о Вселенной, движения объектов которой должны происходить только по идеальным окружностям, долго мешало развитию реальных представлений об устройстве мироздания. Благодаря этому греческие астрономы так никогда и не создали реальной картины строения Вселенной, а использовали свои теории лишь как средство для описания наблюдаемых движений небесных светил.
Евдокс Книдский (ок. 408 - ок. 355 до н.э.) составил древнейшую карту звёздного неба, на которой созвездия представлены фигурами различных животных. Одним из первых привёл названия зодиакальных созвездий и созвездий, расположенных вне пояса зодиака. Он первый развил теорию гомоцентрических сфер. Его модель представляла Вселенную в виде вложенных одна в одну концентрических сфер, по которым двигались светила. Эта теория требовала по 4 гомоцентрические сферы для каждой планеты и по три для Солнца и Луны.
Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.) написал значительные труды по астрономии: «О небе» и «Метеорология». Он считал, что Земля шарообразна, находится в центре мира. Сама же Вселенная устроена по принципу луковицы, состоящей из 55 сфер, окружающих Землю. Эта модель не могла полностью описать реальное движение планет. Труды Аристотеля носили скорей философский характер и легли в основу позднейшего схоластического мировоззрения.
Гераклид (388 - 315 гг. до н.э.) учил, что Земля вращается вокруг своей оси, Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, которое вращается вокруг Земли, считал, что звёзды имеют шарообразную форму.
Аристарх Самосский (ок. 310 - 230 гг. до н. э.) выдвинул гелиоцентрическую гипотезу, согласно которой в центре Вселенной находилось Солнце, но эта модель не оказала существенного влияния на его современников. Значительным вкладом в науку явилось определение Аристархом расстояния от Солнца до Земли по наблюдательным данным.
Эратосфен (ок. 276 - 194 гг. до н.э.) определил размеры Земли с помощью простого гномона, проведя измерение высоты Солнца в Сиене и в Александрии, лежащих на одном меридиане, в момент летнего солнцестояния, и, оценив расстояние между городами допустил, что длина окружности Земли равна 250 000 стадиев (1 стадий ~ 185 м.). Рассчитал расстояние от Земли до Солнца и Луны. Нашёл точный наклон эклиптики. Составил каталог 675 неподвижных звёзд.
Большой вклад в античную астрономию внёс Гиппарх (IIвек до н.э.). Он проводил многочисленные и длительные наблюдения, которые позволили ему разработать теории движения Солнца и Луны, более успешные, чем прежние. Гиппарху удалось успешно решить задачу предсказании солнечных и лунных затмений. В отличие от прежних теорий, Земля находилась не в центре круга, а некоторой другой точке, эксцентричной по отношению к геометрическому центру. Движение по эксцентру было введено для описания различных неравенств в движении Солнца и Луны.
Гиппарх составил первый каталог звёздного неба, включавший около 850 звёзд. Сравнив личные наблюдения, с наблюдениями своих предшественников Аристилла и Тимохариса, он открыл прецессию, постепенное смещение положения экватора относительно эклиптики. Вследствие этого, точка весеннего равноденствия перемещается к западу относительно звёзд. Это явление приводит также к изменению положений полюсов мира, т.е. центров, вокруг которых вращаются в суточном движении звёзды.
Клавдий Птолемей (ок. 87 - 165 гг.) явился систематизатором всей предшествующей ему астрономии. Его труд «Великое математическое построение астрономии в XIIIкнигах» явился основой для всей последующей астрономии на Востоке и Западе в течение многих последующих столетий. Он применил теорию эпициклов для описания Вселенной. Геоцентрическая модель мира, не могла дать правильного простого описания движения светил. Птолемею удалось представить видимые движения небесных тел с помощью комбинаций идеальных круговых движений по деферентам и эпициклам. В центре круга - деферента находилась Земля. Планета двигалась не по самому деференту, а по другому кругу - эпициклу, центр которого двигался по деференту.
Комбинируя количество эпициклов, Птолемею удалось построить модель, достаточно точно описывающую реальное положение светил на небе. В лучшем варианте эта модель насчитывала до 35 эпициклов и продержалась как практическое руководство вплоть до открытий Исаака Ньютона.
Птолемей разработал теории для Солнца, Луны и каждой из планет, сконструировал несколько угломерных астрономических инструментов, создал каталог положений 1022 звёзд. Труды Птолемея явились венцом греческой астрономии и равным им не было много последующих столетий.
С падением Западной Римской империи наука пришла в упадок.
Дальнейшее развитие астрономии началось примерно с VIIстолетия в исламском мире. Арабы сделали переводы основных греческих научных трудов и, хотя не изменяли основы греческой науки, внесли важный вклад в пределах общей структуры. На протяжениеIX-XIвеков были достигнуты успехи в определении размеров Земли, изучении движения Луны, Солнца и планет, составлении звёздных каталогов, улучшении календаря благодаря трудам астрономов аль-Бируни, аль-Баттани, абу-ль-Вефа, ибн-Юнуа, ас-Суфи, Омара Хайяма.
Через Испанию многие сочинения арабских учёных проникали в Европу.
В 1252 году при дворе кастильского короля Альфонсо Мудрого были составлены «Альфонсовы таблицы» - эфемериды движения планет.
Возрождение собственно европейской астрономии началось с XVвека.
В это время была издана «Новая теория планет» Г. Пурбаха, в которой впервые в Западной Европе была изложена теория эпициклов Птолемея. Ученик Г. Пурбаха Региомонтан издал «Эфемериды», где были вычислены положения Солнца, Луны и планет на 1475 - 1506 гг. Эти таблицы были последними, вычисленными по теории Птолемея.
Научная революция в астрономии началась после создания Николаем Коперником гелиоцентрической системы мира. В 1543 году был издан его основной труд «Об обращениях небесных сфер». По новой модели в центр мира ставилось Солнце, земля же с остальными планетами вращалась вокруг него. С помощью новой теории легко объяснялось попятное движение планет, считавшееся ранее загадочным. Однако, многие вопросы ещё не были решены из-за того, что Коперник не отказался от идеального движения небесных тел. В его модели светила продолжали двигаться по окружностям и равномерно. Это затрудняло правильное вычисление реального положения планет.
Теория Коперника положила начало важному переходу от инструментализма древнегреческой мысли к возможностям реального описания устройства физического мира.
Новая модель была принята не сразу. Споры о истинности теории Коперника велись ещё два столетия.
В 1551 немецкий астроном Эразм Рейнгольд издал «Прусские таблицы», где вычислил положения планет по новой модели.
С 1576 по 1597 гг. датский астроном Тихо Браге в построенной им обсерватории «Ураниборг» выполнил очень точные наблюдения положений звёзд, комет, планет, Луны и Солнца. Полученные данные свидетельствовали о несостоятельности старой птолемеево-аристотелевой модели мира. Однако, Тихо Браге не принял и систему Коперника. Он создал свою модель, согласно которой в центре мира находилась Земля; Луна и Солнце вращались вокруг Земли, а все планеты вокруг Солнца.
После смерти Тихо Браге все наблюдения достались его ученику Иоганну Кеплеру (1571 - 1630). Кеплер был пифагорейцем и сторонником системы мира Коперника. Он начал искать математические принципы гармонии, которую Бог заложил в основе мироздания. Многолетние исследования привели к открытию простых соотношений, которые описывают движения планет и были обнародованы в 1609 году. Работы Кеплера окончательно показали, что платоновские идеалы равномерного движения по окружностям природе несвойственны.
Настоящий переворот в астрономии был вызван использованием Галилео Галилеем телескопов для наблюдения небесных объектов.
В 1610 году Галилей сделал четыре фундаментальных открытия, противоречивших аристотелевским принципам мироздания.
Он увидел, что на Луне есть кратеры и горы, что Венера имеет фазы, подобно Луне, что вокруг Юпитера вращаются четыре спутника и Млечный Путь состоит из слабых звёзд.
Таким образом, астрономические открытия подготовили почву для полной смены древнего мировоззрения и принципиально новым подходам в науке. Эту работу довершил Исаак Ньютон.
Открытые им законы были проверены практически Эдмундом Галлеем, предсказавшим возвращение кометы. наблюдавшейся в 1531, 1607 и 1682 годах. Вычисленный период этой кометы составил 75 лет. Комета вернулась в 1758, подтвердив теорию тяготения И.Ньютона и была названа кометой Галлея.
Ян Гевелий (1611 - 1687) в 1641 году построил обсерваторию в Гданьске, которая была в то время крупнейшей в Европе. Составил первые точные детальные карты Луны. В 1647 году вышла его "Селенография", где ученый ввел многие названия деталей лунной поверхности, которые остались до наших дней. Открыл фазы Меркурия, четыре кометы, выполнил первое точное измерение периода вращения Солнца, составил каталог 1564 звёзд, выделил 11 новых созвездий. Некоторым дал названия, сохранившиеся до наших дней: Гончие Псы, Жираф, Ящерица, Малый Лев, Секстант, Единорог, Лисичка, Щит Яна Собесского. В 1690 году издал атлас "Описание всего звёздного неба".
В XVIIIстолетии были разработаны основные методы небесной механики, благодаря трудам семьи Бернулли, Л.Эйлера, Л.Лагранжа, П.Лапласа. В этом же столетии наметился ощутимый прогресс в наблюдательных методах астрономии. Появление крупных телескопов-рефлекторов способствовало более детальному изучению Вселенной. Наблюдения Вильяма Гершеля прояснили структуру нашей Галактики и позволили выявить множество туманностей и звездных скоплений. Особый интерес вызвали так называемые "спиральные" туманности. Некоторые астрономы считали их звездными системами, подобными Млечному Пути, другие оспаривали это мнение, и считали их частями Млечного Пути, состоящими из метеорной и пылевой материи.
Середина XIXвека была ознаменована открытием планеты Нептун "на кончике пера", т.е. методами небесной механики. Это было очень убедительное подтверждение теории И.Ньютона. Во второй половинеXIXвека было обнаружено движение перигелия орбиты Меркурия, которое не могло получить объяснения в рамках теории гравитации Ньютона. Размышления над этим явлением способствовали возникновению общей теории относительности, созданной Альбертом Эйнштейном в началеXXвека.
В 1912 году В. Слайфер начал в Ловелловской обсерватории (США) обширную программу, нацеленную на измерение скоростей туманностей, используя доплеровское смещение спектральных линий. К 1925 году он изучил около 40 туманностей. Большинство из них оказались очень удаленными от Земли. Однако, не было надежного метода для определения расстояний, так как параллактический метод, разработанный в середине XIXвека Гудрайком, Бесселем и Струве, работал только в ближайших окрестностях Солнечной системы.
Какую-то помощь мог оказать метод определения расстояний с помощью цефеид, открытый в 1908 году в Гарварде Генриэттой Левитт. Исследовательница обнаружила, что цефеиды имеют четкую зависимость, связывающую их светимость и период изменения блеска. По измеренной видимой звездной величине и периоду изменения блеска можно найти расстояние до такой звезды. Этот метод заработал на полную силу после того, как в 1923 году американский астроном Эдвин Хаббл различил в туманности Андромеды отдельные звезды и идентифицировал среди них цефеиду. Метод Левитт показал, что расстояние до звезды. А значит и до самой галактики около 900 тыс. световых лет. Это оказалось больше, чем размеры Млечного Пути. Таким образом было обнаружено, что спиральные туманности являются не объектами нашей Галактики, а такими же звездными системами, удаленными от нас на большие расстояния.
Дальнейшие исследования Хаббла позволили исследовать движение галактик и открыли расширение Вселенной.
Работы А.Фридмана, В.де Ситтера и Д.Леметра, основанные на теории относительности, легли в основу построения модели расширяющейся Вселенной.
Начало расширения было описано Георгием Гамовым, бывшим студентом Фридмана, который предположил, что Вселенная вышла из состояния с чрезвычайно высокой температурой и плотностью, в результате Большого Взрыва.
Студенты Гамова Р.Алфер и Р.Герман в 1948 году высказали мысль, что излучение, оставшееся после Большого Взрыва, должно было к настоящему моменту остыть до температуры всего на несколько градусов более высокой. Чем абсолютный ноль. В 1965 году это излучение было обнаружено А. Пензиасом и Р.Вилсоном и названо реликтовым излучением. Его температура всего около 3 К.
Вместе с развитием взглядов на строение Вселенной в целом, эволюционировало и представление о происхождении отдельных ее элементов.
Высказанная в XVIIIстолетии небулярная гипотеза, предполагала, что звезды и планеты образовались из газопылевой туманности. ВXIXстолетии Гельмгольцем и Кельвином было установлено, что энергия, освобождающаяся в результате гравитационного сжатия, может создать высокую температуру в недрах звезды, но ее хватит только на 20 млн. лет. Радиометрический метод оценки возраста Земли, разработанный Э. Резерфордом в 1905 году, показывал, что нашей планете около нескольких миллиардов лет. Ученые были озадачены таким несоответствием.
В 1925 Цецилия Пейн, анализируя спектры звезд, пришла к выводу, что водород и гелий - самые распространенные элементы в звездах. Это было подтверждено спустя четыре года Генри Расселом. Вернер Гейзенберг в 1932 году высказал мысль, что все элементы во Вселенной могли быть образованы из водорода, так как водородное ядро состоит только из одного протона, который может превратиться в нейтрон, присоединив электрон. В 1938 году Ганс Бет предложил первую удовлетворительную теорию, описывающую источник образования энергии звезд. Он показал, что тяжелые элементы синтезируются в недрах звезд в результате ядерных реакций из водорода. Эти реакции могут служить источником энергии для звезды на протяжении миллиардов лет.
Развитие телескопостроения, всеволновых приемников излучения и космической техники в XXстолетии привело к настоящей революции в астрономии.
Контрольные вопросы:
Что такое астрономия?
Что изучает астрономия?
Какие основные разделы астрономии?
В чем принципиальная и методологическая разница основных разделов астрономии?
Когда зародилась астрономия?
В каких странах развитие астрономии было наиболее успешным?
Кто написал «Альмагест»?
Кто является творцом гелиоцентрической картины мира?
Кто впервые применил телескоп для астрономических наблюдений?
Какой ученый построил в 15 веке самую большую обсерваторию в Европе?
Кто открыл законы движения планет?
Кто построил теорию движения комет и предсказал возвращение одной из комет?
Кто составил первые точные карты Луны?
Какие ученые внесли в 18 веке выдающийся вклад в развитие небесной механики?
Что послужило революционному прорыву в астрономии 19 века?
Какие труды Э.Хаббла привели к новому взгляду на строение Вселенной?
Кто явился творцом модели Большого взрыва?
Литература:
1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Курс общей астрономии. М., Эдиториал УРСС, 2004.
2. Лакур П., Аппель Я. Историческая физика. тт.1-2 Одесса Mathesis 1907.
3. Литров И. Тайны неба. М. 1902
4. Паннекук А. История астрономии. М. 1951
5. Фламмарион К. История неба. М. 1994 (переиздание СПб. 1875)
6. Шимбалев А.А, Галузо И.В., Голубев В.А. Хрестоматия по астрономии. Минск, Аверсэв. 2005.
Тема №2
studfiles.net
что такое? Значение и история астрономии
Наверное, нет ни одного человека на всей планете, кто не задумывался о непонятных мерцающих точках на небе, которые видны ночью. Почему Луна ходит вокруг Земли? Все это и даже больше изучает астрономия. Что такое планеты, звезды, кометы, когда будет затмение и почему в океане происходят приливы - на эти и многие другие вопросы отвечает наука. Давайте разберемся в ее становлении и значении для человечества.
Определение и структура науки
Астрономия – это наука о строении и происхождении различных космических тел, небесной механике и развитии вселенной. Название ее происходит от двух древнегреческих слов, первое из которых означает «звезда», а второе – «установление, обычай».
Далее мы поговорим о всем пути становления этой дисциплины. На нынешнем этапе развития она включает в себя несколько более узких направлений.
Астрофизика изучает состав и свойства небесных тел. Подразделом ее является звездная астрономия.
Небесная механика отвечает на вопросы о движении и взаимодействии космических объектов.
Космогония занимается происхождением и эволюцией вселенной.
Таким образом, сегодня обычные земные науки с помощью современной техники могут распространить область исследования далеко за пределы нашей планеты.
Предмет и задачи
В космосе, оказывается, находится очень много самых разнообразных тел и объектов. Все они изучаются и составляют, собственно, предмет астрономии. Галактики и звезды, планеты и метеоры, кометы и антивещество - все это лишь сотая доля вопросов, которые ставит перед собой эта дисциплина.
Недавно появилась потрясающая возможность практического освоения космоса. С этого времени космонавтика (или астронавтика) гордо стала плечом к плечу с академическими исследователями.
Об этом человечество мечтало давно. Первая известная повесть – «Сомниум», написанная в первой четверти семнадцатого века. И только в двадцатом столетии люди смогли взглянуть на нашу планету со стороны и посетить спутник Земли - Луну.
Темы астрономии не ограничиваются только этими проблемами. Далее мы поговорим более подробно.
Какие же методики применяются для решения задач? Первая и самая древняя из них – наблюдение. Следующие возможности появились только недавно. Это спектральный анализ, фотография, запуск космических станций и искусственных спутников.
Вопросы, касающиеся происхождения и эволюции вселенной, отдельных объектов, пока не могут быть в достаточной мере изучены. Во-первых, не хватает накопленного материала, а во-вторых, многие тела находятся слишком далеко для точного изучения.
Виды наблюдений
Вначале человечество могло похвастаться лишь обычным визуальным наблюдением за небосводом. Но и такой примитивный метод дал просто потрясающие результаты, о которых мы поговорим немного позже.
Астрономия и космос сегодня связанны как никогда. Объекты изучают с помощью новейшей техники, что позволяет развиваться многим отраслям этой дисциплины. Давайте познакомимся с ними.
Оптический метод. Древнейший вариант наблюдения с помощью невооруженных глаз, при участии биноклей, подзорных труб, телескопов. Сюда же относится и изобретенная недавно фотография.
Следующий раздел касается регистрации инфракрасного излучения в космосе. С его помощью фиксируют невидимые предметы (например, скрытые за газовыми облаками) или состав небесных тел.
Значение астрономии невозможно переоценить, ведь она отвечает на один из вечных вопросов: откуда мы произошли.
Следующие методики исследуют вселенную на предмет гамма-излучений, рентгеновских волн, ультрафиолета.
Также существуют методики, не связанные с электромагнитным излучением. В частности, одна из них базируется на теории нейтринного ядра. Гравитационно-волновая отрасль изучает космос по распространению этих двух действий.Таким образом, виды наблюдений, известные в нынешнее время, значительно расширили возможности человечества в освоении космоса.
Давайте посмотрим на процесс становления этой науки.
Зарождение и первые этапы развития науки
В древности, во времена первобытнообщинного строя, люди только начинали знакомиться с миром и определять явления. Они пытались осознать смену дня и ночи, сезоны года, поведение непонятных вещей, таких как гром, молния, кометы. Что такое Солнце и Луна - тоже пока оставалось загадкой, поэтому их причисляли к божествам.Однако, несмотря на это, уже в эпоху расцвета Шумерского царства жрецы в зиккуратах делали достаточно сложные вычисления. Они разделили видимые светила на созвездия, выделили в них известный сегодня «зодиакальный пояс», разработали лунный календарь, состоящий из тринадцати месяцев. Также ими был открыт «цикл Метона», правда, немного раньше это сделали китайцы.
Египтяне продолжили и углубили изучение небесных тел. У них вообще сложилась потрясающая ситуация. Река Нил разливается в начале лета, как раз в это время на горизонте начинает появляться звезда Сириус, которая пряталась в зимние месяцы на небосвод другого полушария.
В Египте впервые начали делить сутки на 24 часа. Но неделя в начале у них была десятидневной, то есть месяц состоял из трех декад.
Однако наибольшее развитие древняя астрономия получила в Китае. Здесь умудрились практически точно рассчитать длину года, могли прогнозировать солнечные и лунные затмения, вели учет комет, пятен на Солнце и прочих необычных явлений. В конце второго тысячелетия до нашей эры появляются первые обсерватории.
Период античности
История астрономии в нашем понимании невозможна без греческих созвездий и терминов в небесной механике. Хотя вначале эллины и ошибались очень сильно, но со временем они смогли сделать достаточно точные наблюдения. Ошибка, например, состояла в том, что появляющуюся утром и вечером Венеру они считали двумя разными объектами.
Первыми, кто особое внимание уделил этой сфере знаний, были пифагорейцы. Они знали, что Земля имеет форму шара, а день и ночь сменяются, потому что она вращается вокруг своей оси.
Аристотель смог рассчитать окружность нашей планеты, правда, ошибся в большую сторону вдвое, но и такая точность для того времени была высока. Гиппарх смог рассчитать длину года, ввел такие географические понятия, как широта и долгота. Составил таблицы солнечных и лунных затмений. По ним можно было предсказать эти явления с точностью до двух часов. Поучиться бы нашим метеорологам у него!
Последним светилом античного мира был Клавдий Птолемей. Имя этого ученого история астрономии сохранила навсегда. Гениальнейшая ошибка, определившая надолго развитие человечества. Он доказал гипотезу, по которой Земля находится в центре вселенной, а все небесные тела вращаются вокруг нее. Благодаря воинственному христианству, пришедшему на смену римскому миру, многие науки были заброшены, такие как астрономия тоже. Что такое Млечный путь и какова окружность Земли, никого не интересовало, больше спорили о том, сколько ангелов пролезет в ушко иглы. Поэтому геоцентрическая схема мира на многие века стала мерилом истины.
Астрономия индейцев
Инки рассматривали небосвод немного иначе, чем остальные народы. Если обратиться к термину, то астрономия - это наука о движении и свойствах небесных тел. Индейцы же этого племени в первую очередь выделяли и особо почитали «Великую Небесную Реку» - Млечный путь. На Земле ее продолжением была Вильканота – главная река возле города Куско - столицы инкской империи. Считалось, что Солнце, зайдя на западе, опускалось на дно этой реки и по нему переходило на восточную часть небосклона.
Достоверно известно, что инки выделяли следующие планеты – Луна, Юпитер, Сатурн и Венера, причем без телескопов сделали наблюдения, которые смог повторить только Галилей с помощью оптики.
Обсерваторией у них были двенадцать столбов, которые располагались на пригорке возле столицы. С их помощью определялось положение Солнца на небосводе и фиксировалась смена времен года, месяцев.
Майя же, в отличие от инков, развили знания очень глубоко. Основная масса того, что изучает астрономия сегодня, была им известна. Они сделали очень точный расчет продолжительности года, месяц делили на две недели по тринадцать дней. Началом же хронологии считался 3113 год до нашей эры.
Таким образом, мы видим, что в Древнем мире и среди племен «варваров», каковыми их считали «цивилизованные» европейцы, изучение астрономии было на очень высоком уровне. Давайте посмотрим, чем же могли похвастать в Европе после падения античных государств.
Средневековье
Благодаря усердию инквизиции в позднем средневековье и слабому развитию племен на раннем этапе этого периода многие науки шагнули назад. Если в эпоху античности люди знали, что изучает астрономия, и многие интересовались подобной информацией, то в средние века более развитой стала теология. За разговоры о том, что Земля круглая, а Солнце располагается в центре, можно было сгореть на костре. Подобные слова считались кощунством, а люди назывались еретиками.
Возрождение, как ни странно, пришло с востока через Пиренеи. Арабы принесли в Каталонию знания, сохраненные их предками еще со времен Александра Македонского.
В пятнадцатом века кардинал Кузанский высказывал мнение, что вселенная бесконечна, а Птолемей ошибается. Подобные изречения были богохульными, но очень сильно опережали время. Поэтому их посчитали бредом.
Но революцию совершил Коперник, который перед смертью решился опубликовать исследование всей своей жизни. Он доказал, что в центре находится Солнце, а Земля и остальные планеты вращаются вокруг него.
Планеты
Это небесные тела, которые вращаются по орбите в космосе. Свое название они получили от древнегреческого слова «странник». Почему так? Потому что древним людям они казались путешествующими звездами. Остальные стоят на обычных местах, а они каждый день передвигаются.
В чем их отличие от других объектов во вселенной? Во-первых, планеты достаточно мелкие. Размер им позволяет очистить свой путь от планетезималей и прочего мусора, но его недостаточно для того, чтобы началась термоядерная реакция, как у звезды.
Во-вторых, благодаря своей массе, они приобретают округлую форму, а вследствие определенных процессов формируют себе плотную поверхность. В-третьих, планеты обычно вращаются в определенной системе вокруг звезды или ее останков.
Древние люди считали эти небесные тела «посланниками» богов или полубожествами, более низкого ранга, чем, например, Луна или Солнце.
Далее была эпоха «птолемеевской картины мира». В эти столетия считалось, что все планеты и прочие объекты вращаются вокруг Земли, а она, в свою очередь, находится в центре вселенной.
И только Галилео Галилей впервые с помощью наблюдений в первые телескопы смог сделать вывод, что в нашей системе все тела ходят по орбитам вокруг Солнца. За что и пострадал от инквизиции, заставившей его замолчать. Но дело было продолжено.
По определению, признанному сегодня большинством, планетой считаются только тела с достаточной массой, которые вращаются вокруг звезды. Остальное – это спутники, астероиды и прочее. С точки зрения науки одиночек в этих рядах нет.
Итак, время, за которое планета делает полный круг по своей орбите вокруг звезды, называется планетарным годом. Наиболее близкое место на ее пути к звезде – это периастр, а самое дальнее – апоастр.
Второе, что важно знать о планетах, это то, что у них наклонена ось относительно орбиты. Благодаря этому при вращении полушария получают разное количество света и радиации от звезд. Так происходит смена сезонов, времени суток, на Земле еще и сформировались климатические зоны.
Немаловажным является то, что планеты кроме своего пути вокруг звезды (за год), еще вращаются вокруг своей оси. В этом случае полный круг называется «сутки».И последняя особенность подобного небесного тела – это чистая орбита. Для нормального функционирования планета должна по пути, сталкиваясь с различными более мелкими объектами, уничтожить всех «конкурентов» и путешествовать в гордом одиночестве.
В нашей Солнечной системе есть разные планеты. Астрономия всего насчитывает их восемь. Первые четыре относятся к «земной группе» - Меркурий, Венера, Земля, Марс. Остальные делятся на газовых (Юпитер, Сатурн) и ледяных (Уран, Нептун) гигантов.
Звезды
Мы их видим каждую ночь на небосклоне. Черное поле, усеянное блестящими точками. Они формируют группы, которые называются созвездиями. И все же не зря же в их честь названа целая наука – астрономия. Что такое «звезда»?
Ученые говорят, что невооруженным глазом при достаточно хорошем уровне зрения человек может увидеть по три тысячи небесных объектов в каждом из полушарий.Они издавна манили человечество своим мерцанием и «неземным» смыслом существования. Давайте разберемся подробнее.
Итак, звезда – это массивный комок газа, некое облако с достаточно высокой плотностью. Внутри его происходят или происходили ранее термоядерные реакции. Масса подобных объектов позволяет им формировать вокруг себя системы.
При изучении этих космических тел ученые выделили несколько способов классификации. Вы, наверное, слышали о «красных карликах», «белых гигантах» и прочих «жителях» вселенной. Итак, на сегодня одна из наиболее универсальных классификаций – типология Моргана-Кинана.
Она подразумевает деление звезд по величине и спектру излучения. По убыванию группы носят названия в виде букв латинского алфавита: O, B, A, F, G, K, M. Чтобы вы немного разобрались в ней и нашли точку отсчета, Солнце, согласно этой классификации, попадает в группу «G».
Откуда же берутся подобные гиганты? Они формируются из наиболее распространенных во вселенной газов – водорода и гелия, а вследствие гравитационной компрессии приобретают окончательную форму и вес.
Наша звезда – это Солнце, а ближайшая к нам – проксима Центавра. Она располагается в системе Альфа Центавра и находится от нас на расстоянии 270 тысяч расстояний от Земли до Солнца. А это около 39 триллионов километров.
Вообще все звезды измеряются в соответствии с Солнцем (их масса, размер, яркость в спектре). Расстояние же до подобных объектов считается в световых годах или парсеках. Последний равен примерно 3,26 светового года, или 30,85 триллионов километров.
Любители астрономии, несомненно, должны знать и разбираться в этих цифрах.Звезды, как и все в нашем мире, вселенной, рождаются, развиваются и умирают, в их случае – взрываются. Согласно гарвардской шкале, они делятся по спектру от голубых (молодых) до красных (старых). Наше Солнце относится к желтым, то есть «зрелого возраста».
Также существуют коричневые и белые карлики, красные гиганты, переменные звезды и много других подтипов. Они отличаются уровнем содержания разных металлов. Ведь именно сгорание разных веществ вследствие термоядерных реакций позволяет измерять спектр их излучения.
Также существуют названия "новая", "сверхновая" и "гиперновая". Эти понятия не совсем отражаются в терминах. Звезды - как раз старые, в основном заканчивающее свое существование взрывом. А слова эти обозначают всего лишь то, что их заметили только во время коллапса, до этого они совершенно не фиксировались даже в самые лучшие телескопы.
Если смотреть на небо с Земли, отчетливо видны скопления. Древние люди давали им имена, слагали о них легенды, помещали туда своих богов и героев. Сегодня мы знаем такие названия, как Плеяды, Кассиопея, Пегас, пришедшие к нам от древних греков.
Однако сегодня учеными выделяются звездные системы. Если говорить просто, то представьте, что мы видим на небе не одно Солнце, а два, три или даже больше. Таким образом, существуют двойные, тройные звезды и скопления (там, где светил больше).
Далее мы узнаем некоторые забавные моменты, которые изучает практическая астрономия. Что такое мода на метеориты, и другие интересные факты - обо всем этом ниже.
Занимательные факты
Планета вследствие разных причин, например, удаленности от звезды, может «уйти» в открытый космос. В астрономии такое явление получило название «планета-сирота». Хотя большинство ученых все-таки настаивают на том, что это протозвезды.
Интересной особенностью звездного неба является то, что фактически оно не такое, каким мы его видим. Многие объекты уже давно взорвались и перестали существовать, но находились настолько далеко, что мы до сих пор видим свет от вспышки.
Недавно была распространена мода на поиск метеоритов. Как же определить что перед вами: камень или небесный пришелец. На этот вопрос отвечает занимательная астрономия.
В первую очередь метеорит плотнее и тяжелее большинства материалов земного происхождения. Благодаря содержанию железа он имеет магнетические свойства. Также поверхность небесного объекта будет оплавленной, поскольку во время падения он перенес сильнейшую температурную нагрузку вследствие трения с атмосферой Земли.
Мы рассмотрели основные моменты такой науки, как астрономия. Что такое звезды и планеты, историю становления дисциплины и некоторые забавные факты вы узнали из статьи.
fb.ru
Краткая история развития астрономии. - Юрий Караваенко - Материалы по астрологии - Каталог статей
В Древнем Китае за 2 тысячи лет до н.э. видимые движения Солнца и Луны были настолько хорошо изучены, что китайские астрономы могли предсказывать наступление солнечных и лунных затмений. Астрономия, как и все другие науки, возникла из практических потребностей человека. Кочевым племенам первобытного общества нужно было ориентироваться при своих странствиях, и они научились это делать по Солнцу, Луне и звездам. Первобытный земледелец должен был при полевых работах учитывать наступление различных сезонов года, и он заметил, что смена времен года связана с полуденной высотой Солнца, с появлением па ночном небе определенных звезд. Дальнейшее развитие человеческого общества вызвало потребность в измерении времени и в летосчислении (составлении календарей).
Все это могли дать и давали наблюдения над движением небесных светил, которые велись в начале без всяких инструментов, были не очень точными, но вполне удовлетворяли практические нужды того времени. Из таких наблюдений и возникла паука о небесных телах - астрономия.
С развитием человеческого общества перед астрономией выдвигались все новые и новые задачи, для решения которых нужны были более совершенные способы наблюдений и более точные методы расчетов. Постепенно стали создаваться простейшие астрономические инструменты и разрабатываться математические методы обработки наблюдений.
В Древней Греции астрономия была уже одной из наиболее развитых наук. Для объяснения видимых движений планет греческие астрономы, крупнейший из них Гиппарх (II в. до н.э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира Птолемея (II в. н.э.). Будучи принципиально неверной, система Птолемея тем не менее позволяла предвычислять приближенные положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение нескольких веков.
Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии. Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой значительный упадок естественных наук, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия. В эпоху мрачного средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.
Рациональное развитие в этот период астрономия получила лишь у арабов и народов Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени - Аль-Баттани (850-929 гг.), Бируни (973-1048 гг.), Улугбека (1394-1449 гг.) и др. В период возникновения и становления капитализма в Европе, который пришел на смену феодальному обществу, началось дальнейшее развитие астрономии. Особенно быстро она развивалась в эпоху великих географических открытий (XV-XVI вв.). Нарождавшийся новый класс буржуазии был заинтересован в эксплуатации новых земель и снаряжал многочисленные экспедиции для их открытия. Но далекие путешествия через океан требовали более точных и более простых методов ориентировки и исчисления времени, чем те, которые могла обеспечить система Птолемея. Развитие торговли и мореплавания настоятельно требовало совершенствования астрономических знаний и, в частности, теории движения планет. Развитие производительных сил и требования практики, с одной стороны, и накопленный наблюдательный материал, - с другой, подготовили почву для революции в астрономии, которую и произвел великий польский ученый Николай Коперник (1473-1543), разработавший свою гелиоцентрическую систему мира, опубликованную в год его смерти.
Учение Коперника явилось началом нового этапа в развитии астрономии. Кеплером в 1609-1618 гг. были открыты законы движений планет, а в 1687 г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения.
Новая астрономия получила возможность изучать не только видимые, но и действительные движения небесных тел. Ее многочисленные и блестящие успехи в этой области увенчались в середине XIX в. открытием планеты Нептун, а в наше время - расчетом орбит искусственных небесных тел.
Следующий, очень важный этап в развитии астрономии начался сравнительно недавно, с середины XIX в., когда возник спектральный анализ и стала применяться фотография в астрономии. Эти методы дали возможность астрономам начать изучение физической природы небесных тел и значительно расширить границы исследуемого пространства. Возникла астрофизика, получившая особенно большое развитие в XX в. и продолжающая бурно развиваться в наши дни. В 40-х гг. XX в. стала развиваться радиоастрономия, а в 1957 г. было положено начало качественно новым методам исследований, основанным на использовании искусственных небесных тел, что в дальнейшем привело к возникновению фактически нового раздела астрофизики - рентгеновской астрономии.
2000 лет тому назад расстояние Земли от Солнца, согласно Аристарху Самосскому, составляло около 361 радиуса Земли, т.е. около 2.300.000 км. Аристотель считал, что "сфера звезд” размещается в 9 раз дальше. Таким образом, геометрические масштабы мира 2000 лет тому назад "измерялись” величиной в 20.000.000 км.
При помощи современных телескопов астрономы наблюдают объекты, находящиеся на расстоянии около 10 млрд. световых лет, что составляет 9,5-1022 км. Таким образом, за упомянутый промежуток времени масштабы мира "выросли” в 5-1015 раз.
Согласно византийским христианским богословам (середина IV столетия н.э.) мир был создан 5508 лет до н.э., т.е. менее чем 7,5 тыс. лет тому назад.
Современная астрономия дала доказательства того, что уже около 10 млрд. лет тому назад доступная для астрономических наблюдений Вселенная существовала в виде гигантской системы галактик. Масштабы во времени "выросли” в 13 млн. раз.
Но главное, конечно, не в цифровом росте пространственных и временных масштабов, хотя и от них захватывает дыхание. Главное в том, что человек, наконец, вышел на широкий путь понимания действительных законов мироздания.
www.xn--h1aaxcdl.xn--p1ai
Астрономия – это что за наука?
Некоторое время в школьной программе вообще не было такого предмета, как астрономия. Сейчас же эта дисциплина входит в обязательный учебный курс. Астрономию начинают изучать в разных школах по-разному. Иногда эта дисциплина впервые появляется в расписании у семиклассников, а в некоторых учебных заведениях ее преподают только в 11 классе. У школьников возникает вопрос о том, зачем нужно учить этот предмет, астрономию? Давайте узнаем, что это за наука и как знания о космосе могут пригодиться нам в жизни?
Понятие науки астрономии и предмета её изучения
Астрономия – это естественная наука о Вселенной. Предметом её изучения являются космические явления, процессы и объекты. Благодаря этой науке мы знаем, что такое звёзды, планеты, спутники, кометы, астероиды, метеориты. Также астрономические знания дают понятие о космосе, расположении небесных тел, их движении и образовании их систем.
Астрономия – это та наука, которая объясняет непонятные явления, составляющие неотъемлемую часть нашей жизни.
Зарождение и развитие астрономии
Самые первые представления человека о Вселенной были очень примитивными. Они основывались на религиозных убеждениях. Люди думали, что Земля – это центр мироздания, и что к твёрдому небу крепятся звёзды.
В дальнейшем развитии этой науки выделяют несколько этапов, каждый из которых называют астрономической революцией.
Первый такой переворот происходил в разное время в различных регионах мира. Приблизительное начало его осуществления – 1500 лет до нашей эры. Причиной первой революции стало развитие математических знаний, а результатом – возникновение сферической астрономии, астрометрии и точных календарей. Основное достижение этого периода – возникновение геоцентрической теории мира, ставшей итогом античных знаний.
Вторая революция в астрономии происходила в период с XVI по XVII век. Она была вызвана бурным развитием естественных наук и появлением новых знаний о природе. В этот период для объяснения астрономических процессов и явлений стали использоваться законы физики.
Главные достижения данного этапа развития астрономии – это обоснование законов движения планет и всемирного тяготения, изобретение оптического телескопа, открытие новых планет, астероидов, звёздных систем, возникновение первых космологических гипотез.
Далее развитие науки о космосе ускорилось. Была изобретена новая техника, помогающая в астрономических исследованиях. Появившаяся возможность изучения химического состава небесных тел, подтвердила единство всего космического пространства.
Третья астрономическая революция происходила в 70-90-х годах ХХ столетия. Обусловлена она была прогрессом техники и технологии. На этом этапе появляется всеволновая, экспериментальная и корпускулярная астрономия. Это значит, что теперь все объекты космоса могут рассматриваться с помощью излучаемых ими электромагнитных волн, корпускулярного излучения.
Подразделы астрономии
Как мы видим, астрономия – это древняя наука, и в процессе долгого развития она приобрела разветвлённую, отраслевую структуру. Концептуальную основу классической астрономии составляют три её подраздела:
- Теоретическая астрономия — это наука, изучающая движение небесных тел по орбитам. Она определяет положение орбит по текущему местонахождению планеты.
- Астрометрия в основу своих учений берёт пространство и время. С помощью математических методов она определяет видимые положения и движение космических объектов. Изучает изменение координат космических тел.
- Небесная механика рассматривает законы движения объектов в космосе и их построение в системы.
Помимо этих основных разделов существуют ещё:
- астрофизика;
- звёздная астрономия;
- космогония;
- космология.
Новые течения и современные направления в астрономии
В последнее время в связи с ускорением развития многих наук стали появляться прогрессивные отрасли, занимающиеся довольно специфическими исследованиями в области астрономии.
- Гамма-астрономия исследует космические объекты по их излучению.
- Рентгеновская астрономия аналогично предыдущей отрасли берёт за основу исследований рентгеновские лучи, которые исходят от небесных тел.
Основные понятия в астрономии
Что же является базовыми понятиями этой науки? Для того чтобы мы могли глубже изучать астрономию, нужно ознакомиться с основами.
Космос – это совокупность звёзд и межзвёздного пространства. По сути, это и есть Вселенная.
Планета – это специфическое небесное тело, которое вращается по орбите вокруг звезды. Такое название дают только тяжеловесным объектам, которые способны приобретать округлую форму под воздействием собственной гравитации.
Звезда – это массивный шарообразный объект, состоящий из газов, внутри которого происходят термоядерные реакции. Самой близкой и известной звездой для нас является Солнце.
Спутник в астрономии — это небесное тело, вращающееся вокруг объекта, который больше по размеру и удерживается гравитацией. Спутники бывают естественными – например Луна, а также искусственно созданными человеком и запущенными на орбиту для трансляции необходимой информации.
Галактика – это гравитационная связка звёзд, их скоплений, пыли, газа и тёмной материи. Все объекты галактики движутся относительно её центра.
Туманность в астрономии – это межзвёздное пространство, которое имеет характерное излучение и выделяется на общем фоне неба. До появления мощных телескопических приборов галактики часто путали с туманностями.
Склонение в астрономии – это характеристика, присущая каждому небесному телу. Так называют одну из двух координат, отражающую угловое расстояние от космического экватора.
Современная терминология науки астрономии
Инновационные методы изучения, о которых шла речь раньше, способствовали появлению новых астрономических терминов:
«Экзотические» объекты – источники оптического, рентгеновского, радио- и гамма- излучений в космосе.
Квазар – простыми словами, это звезда, обладающая сильным излучением. Её мощность может быть больше, чем у целой галактики. Такой объект мы видим в телескоп даже на огромном расстоянии.
Нейтронная звезда – последняя стадия эволюции небесного тела. Этот космический объект имеет невообразимую плотность. Для примера, вещество, из которого состоит нейтронная звезда, умещающееся в чайной ложке, будет весить 110 миллионов тонн.
Связь астрономии с другими науками
Астрономия – это наука, которая тесно связана с различными знаниями. В своих исследованиях она пользуется достижениями многих отраслей.
Проблематика распространения на Земле и в космосе химических элементов и их соединений – вот связующее звено между химией и астрономией. Кроме того, у учёных большой интерес вызывают исследования химических процессов, происходящих в космических просторах.
Земля может рассматриваться как одна из планет Солнечной системы – в этом выражается связь астрономии с географией и геофизикой. Рельеф земного шара, происходящие климатические и сезонные изменения погоды, магнитные бури, потепления, ледниковые периоды – для изучения всех этих и ещё многих явлений географы используют астрономические знания.
Что стало основой для зарождения жизни? Это вопрос общий для биологии и астрономии. Общие труды двух указанных наук направлены на решение дилеммы возникновения живых организмов на планете Земля.
Ещё более тесная взаимосвязь астрономии с экологией, которая рассматривает проблему влияния космических процессов на биосферу Земли.
Способы наблюдений в астрономии
Основой для сбора информации в астрономии является наблюдение. Какими же способами можно наблюдать за процессами и объектами в космосе и какой инструментарий сейчас применяется для этих целей?
Невооружённым взглядом мы можем заметить на небосклоне несколько тысяч звёзд, но иногда кажется, что мы видим целый миллион или миллиард светящихся ярких точек. Это зрелище само по себе захватывающее, хотя с помощью увеличивающих приборов можно заметить больше интересного.
Даже обычный бинокль с возможностью восьмикратного увеличения даёт шанс увидеть несметное количество небесных тел, а обычные звёзды, которые мы видим и невооружённым взглядом, становятся намного ярче. Самый интересный объект для созерцания в бинокль – это Луна. Уже при небольшом увеличении можно увидеть некоторые кратеры.
Телескоп же даёт возможность увидеть не просто пятна морей на Луне. Наблюдая за звёздным небом с помощью этого прибора, можно изучить все особенности рельефа земного спутника. Также взору наблюдателя открываются невидимые до этого момента кольца Сатурна, отдалённые галактики и туманности.
Созерцание звёздного неба в телескоп – не только очень увлекательное занятие, но иногда и достаточно полезное для науки. Многие астрономические открытия совершались не исследовательскими институтами, а простыми любителями.
Значение астрономии для человека и общества
Астрономия – это наука интересная и полезная одновременно. В наше время астрономические методы и инструменты используются для:
- прогнозирования погоды;
- осуществления морской и авиационной навигации;
- установления точных дат исторических событий;
- картографического изображения территории планеты, построения топографических карт.
Вместо послесловия
Учитывая всё вышесказанное, усомниться в полезности и необходимости астрономии не сможет никто. Эта наука помогает лучше понять все аспекты существования человека. Она дала нам знания о зарождении жизни на Земле и открыла доступ к интересной информации.
С помощью астрономических исследований мы можем детальнее изучить свою планету, а также постепенно продвигаться вглубь Вселенной, чтобы узнавать всё больше об окружающем нас пространстве.
fb.ru
Астрономия
Чтобы прикоснуться к тому, с чем имеет дело эта наука, особых усилий не надо. Астрономия изучает Вселенную, то, как двигаются небесные тела, где они находятся, как появились и из чего состоят.
В рамках этой науки находится и наше Солнце, другие планеты, звезды, кометы, черные дыры, межпланетное вещество, туманности и галактики. Однако такие простые и близкие, казалось бы, вещи понятны далеко не всем.
Помог раскрыть правду немецкий журнал «Spektrum der Wissenschaft» собрав несколько самых очевидных мифов об астрономии, которые бытуют в кругу обычных людей.
Мифы об астрономии.
На небе мы видим миллионы звезд. Взглянув на небо, нам кажется, что мы видим бесконечное множество звезд. Однако на самом деле о миллионах штук говорить не приходится, мы видим только около шести тысяч объектов. Именно они светят так ярко, что видно невооруженным взглядом. Но около половины из них ночью спрятано за горизонтом. Другая часть скрыта к тому же и в дымке около горизонта. Поэтому даже самой темной ночью, на идеально чистом небе, мы можем разглядеть не более двух тысяч звезд. А если вокруг присутствуют еще и источники искусственного освещения, то видимых светил будет еще меньше. Из крупных мегаполисов можно обычно увидеть только пару десятков самых ярких звезд. На небе едва виден сверкающий пояс Млечного Пути, не говоря уже о сливающихся в единый слегка светлый фон миллионах звезд.
У комет бывает один хвост. У тех комет, которые находятся рядом с Солнцем, есть два хвоста. Один из них газовый, а другой - пылевой. Однако оба они никак не влияют на направление движение кометы. Как только это космическое тело приближается к Солнцу, поверхность начинает нагреваться. Замерзший газ тает и преобразуется в огромное облако пыли. Солнечный ветер создает шлейф из газа, который направлен в обратную от светила сторону.
Звезды висят на небе неподвижно. Перемещаются все небесные тела, в том числе и звезды. Однако между ними такие огромные расстояния, что позиции этих светил относительно друг друга на протяжении жизни человека практически не меняются. Во всяком случае, мы этого не замечаем. Ученые только лишь с помощью точных замеров могут зафиксировать движение звезд относительно друг друга. А чтобы увидеть невооруженным взглядом такие изменения потребуются тысячи лет. Немного звезд перемешается так быстро, что это можно зафиксировать с помощью фотографии. Самым наглядным примером является звезда Барнарда. За 174 года она сдвигается на небосклоне на целых полградуса.
Планеты нельзя рассмотреть без телескопа. Есть всего пять планет, которые светят так ярко, что их можно увидеть даже без телескопа. Это Венера, Марс, Юпитер, Сатурн и Меркурий. На протяжении года эти планеты меняют свое расположение на небе. Пока не изобрели телескоп, их называли «звезды-путешественники». Из-за своей близости к Солнцу Венеру и Меркурий можно увидеть почти всегда во время утренних или вечерних сумерек. А вот Марс, Сатурн и Юпитер находятся за пределами орбиты нашей планеты, именно поэтому они перемещаются по всему небосводу. Юпитер кажется самой яркой звездой на юго-западе, в созвездии Близнецов. Марс выглядит красной звездой на востоке, в созвездии Девы. А во второй половине ночи, на востоке, в Весах, можно увидеть Сатурн.
Неосвещенная часть Луны располагается в тени Земли. На Луне тоже есть свой день и ночь, как и на нашей планете. Фазы Луны появляются оттого, что наш спутник вращается вокруг Земли, и мы его видим под разными углами. Солнце же освещает поверхность Луны, выстраивая при этом ту или иную границу дня и ночи. А в новолуние Солнце, Земля и Луна выстраиваются в одну линию. В полнолуние же Луна и Земля меняются своими позициями. И очень редко, когда все три небесных тела при полнолунии находятся ровно на одной линии, Луна находится в земной тени. Тогда мы и можем наблюдать лунное затмение.
Самой яркой звездой на небосводе является Полярная звезда. На самом деле эта звезда самая обычая и имеет среднюю яркость. А выделяется она за счет того, что располагается очень близко к небесному Северному полюсу. Это заставляет все другие звезды словно бы крутиться вокруг нее, как это и видит наблюдатель.
Самое большое известное созвездие - Большой Ковш. На небе это одна из самых видных звездных групп. На самом деле Большой Ковш является всего лишь частью созвездия Большая Медведица. Из семи самых ярких звезд формируется своеобразный квадрат с ручкой. На небе они хорошо видны, а если ночь будет темной, то есть возможность увидеть все созвездие. И из ручки ковша можно зрительно дорисовать хвост медведицы. Вот только у настоящих медведей таких больших хвостов нет. В объяснение к этому греческая мифология создала такую легенду. Якобы для того, что для защиты прекрасной красавицы Зевс превратил ее в медведицу, схватил ее за хвост и прикрепил к небу.
Черные дыры всасывают в себя бесследно все, что в них попадает. На самом деле не стоит считать черные дыры ненасытными монстрами. По сути это компактные тела, в которых материя очень сильно сжата. И как только что-то оказывается вблизи черной дыры, есть вероятность того, что оно будет разорвано мощной силой гравитации. И из черной дыры не может выбраться даже свет. А вот если бы на месте нашей звезды, Солнца, была бы черная дыра такой же массы, то все планеты вращались бы по тем же орбитам, что и сейчас, абсолютно невредимыми.
Летом Земля приближается к Солнцу. Это довольно популярный миф. Многие считают, что летом теплее потому, что наша планета приближается к Солнцу. На самом деле времена года возникают вовсе не из-за того, что орбита нашей планеты эллиптическая. Виноваты в этом разные наклоны нашей оси по отношению к траектории Земли. Так и получается, что в северном полушарии лето наступает, когда эта часть наклонена ближе к Солнцу. Зима же приходит, когда полушарие отклоняется от светила. И так получается, что Земля ближе всего к Солнцу находится именно в начале января, как раз при наступлении зимы в Северном полушарии, а лета - в южном.
Световой год очень долгий. На самом деле тут речь стоит вести не о времени, а о расстоянии. Эта мера определяет расстояние, которое луч света преодолевает за год. Скорость распространение света составляет около 300 тысяч километров в секунду. Таким образом световым годом является дистанция в 9,5 миллиардов километров. Такой единицей можно измерять расстояние от Земли до других звезд. До звезды Проксима Центавра, самой близкой к нашей системе, около четырех световых лет. А от Солнца до Земли всего около 150 миллионов километров, или же всего восемь световых минут.
Астрономы нашли на Марсе изображение человеческого лица. Снимки некоего образования на Марсе одно время были очень популярны. Ведь из космоса очень похоже, что на поверхности существует нечто, похожее на гигантское лицо человека. Сразу же появились теории о том, что это могли создать только инопланетяне. Однако фотография была сделана давно, последние достижения техники и полет аппарата НАСА на Марс окончательно убедили всех любителей уфологической версии, что это простой холм.
Первым обнаружил вращение Земли вокруг Солнца Коперник. На самом деле предположения об этом встречались и ранее. Еще в седьмом веке до н.э. некоторые древние мыслители высказывались в пользу гелиоцентрической системы мира.
НАСА потратило миллионы долларов на изобретение ручки, а русские воспользовались карандашом. Эта история высмеивает простодушных американцев и превозносит смекалку русских. Действительно, в свое время стояла проблема изобретения пишущего средства для космоса. Пол Фишер, за свой, кстати, счет, изобрел герметичную ручку, которой можно писать не только в космосе, но и в глубинах океана. Тогда космическое агентство тут же приобрело 400 таких изделий по цене в 6 долларов. Уникальные ручки можно приобрести и сегодня любым желающим по цене в 50 долларов с помощью Интернета. Даже Советский Союз прибегнул к такому простому и недорогому решению. И сегодня в космосе используются не карандаши, а именно специальные ручки Фишера.
Великую китайскую стену можно увидеть из космоса невооруженным взглядом. В реальности этот объект нельзя увидеть ни с низкой околоземной орбиты, ни тем более с поверхности Луны. Астронавты говорят, что Великая Китайская стена слишком узкая и повторяет своими контурами и цветом рельеф, что мешает ее обнаружению.
Из колодца или глубокой ямы можно даже в светлое время года увидеть звезды. Автором этого старого мифа является сам Аристотель. На самом деле это не так и доказать это можно с помощью простой логики. Чем ниже опускаться в колодец, тем меньше будет обзор. Тень от стен сделает небо ярче, а не темнее, что необходимо для лицезрения звезд.
Самой горячей планетой в нашей системе является Меркурий. Это кажется логичным, ведь эта планета ближе всего к Солнцу. Вот только оказывается, что самая высокая температура на поверхности Венеры. Это достигается за счет присутствия там парникового эффекта.
Телескоп изобрел Галилео Галилей. В 1608 году голландский мастер Иоанн Липперсгей в Гааге продемонстрировал зрительную трубу. Однако в выдаче патента ему отказали, ведь нечто похожее уже создали и другие мастера. Тогда в основе первых телескопов лежала двояковыпуклая линза. А вот Галилей первым придумал смотреть с помощью такого инструмента в небо. В 1609 году ученый создал свою первую зрительную трубу с трехкратным увеличением, и вскоре еще и полуметровый восьмикратный телескоп. Само же название появилось в 1611 году, благодаря математику Демизиани.
Популярные мифы.
Популярные факты.
Популярные советы.
Популярные сленг.
www.molomo.ru
