Астрономия - предметы изучения, направления и открытия

История астрономии

Люди не имели представления о правильном размере планет и их расстоянии в пространстве, а также о космических объектах в целом. Греки думали, что Атлант держал планету на своих плечах. Многие другие народы верили, что земля — это гигантская доска, плавающая в море.

Астрономия — вероятно, самая старая из всех существующих наука. На сегодняшний день доступны истоки астрономических знаний, что изучать астрономию стали еще около 6000 лет назад. Первые астрономические открытия относятся к периоду древнейших цивилизаций:

• египетской,
• китайской,
• месопотамской,
• майяской.

Но они были не единственными и не первыми. Недавние исследования показали, даже в Западной и Центральной Европе люди изучали основы астрономии уже за 4−2 тысячи лет до нашей эры.

В качестве примера можно вспомнить об астрологическом круге в Стоунхендже, Солсбери, на юге Англии. Другие астрологические структуры встречаются в большом количестве в Англии, Франции, Испании, Германии и Польше.

В чем состояли особенности астрономии в то время? Она была ориентирована на решение повседневных потребностей человека. Люди зарабатывали на жизнь фермерством и нуждались в прогнозе для сбора урожая. Ученые в то время наблюдали восходы, закаты и отслеживали взаимосвязи с Луной. Они искали предельные значения, когда солнце восходит и занимает самое высокое положение в небе. В течение месяца они искали похожие самые низкие и самые высокие позиции и отмечали эти точки камнями или каменными структурами. Появились такие понятия:

• дни,
• месяцы,
• годы.

Уже за 3−2 тысячи лет до нашей эры цивилизации того времени очень точно знали продолжительность года. В Китае он был установлен на уровне 365,25 дня. Чтобы цифра была круглая, был установлен високосный год один раз в четыре года.

Начало греческой астрономии приходится на период с 7 по 6 ст. до н. э. Греки были первыми, кто создал понятие о космосе, то есть Вселенной. Они были первыми, кто определил пространство и все в нем. Было решено, что Земля является центром мира, а другие планеты вращаются вокруг. Такой подход называется геоцентризм.

Первым, кто сказал, что все вращается вокруг Земли, был греческий астроном и математик Птолемей. Эта теория сохранялась даже в Средние века, несмотря на несоответствия, которые некоторые астрономы уже измерили. Только в 15-м и 16-м веках возник вопрос о размерах и форме Земли. В то время некоторые астрономы уже высказали неправильные представления о том, что Земля является центром мира.

Только в 16 веке польский астроном и математик Николай Коперник (1473−1543) измерил движения небесных тел и высказал фундаментальную мысль, что Солнце является центром нашей системы созвездий. Так возник гелиоцентризм. Он дал три ключевые идеи:

• Земля вращается один раз в день,
• Земля с Луной вращаются вокруг Солнца один раз в год.
• ввел понятие движения по осям Земли.

Эта теория противоречила принятой, и именно этот астроном опередил время и высказал революционный взгляд на мир. Другие астрономы следили за его работой, но немногие достигли таких достижений в астрономии, кроме Исаака Ньютона и Альберта Эйнштейна.

Галилео Галилей (1564−1642) подтвердил взгляд Коперника при помощи своего нового телескопа. Он создал теорию движения планет, в которой также рассматривал движение Земли. Джордано Бруно предположил, что Солнце — одна из многих звезд во Вселенной.

В это время идеи мира, где Земля является центром Вселенной, были разрушены, и людям пришлось принять новую истину. Вселенная бесконечна, а Земля — лишь одна из многих планет, и она вращается вокруг Солнца.

Именно раздел гелиоцентризм является отцом современной физики и астрономии.

Определение законов Вселенной

Исаак Ньютон (1643−1727) смог определить окончательные математические формулы для общей теории гравитации. Он знал, что не было никакой разницы между силой, которая притягивала камень к Земле, и силой, которая удерживала Луну на ее орбите вокруг Земли. Он нашел основной закон гравитации, согласно которому любые два тела действуют друг на друга с силой, которая прямо пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна их квадрату расстояния.

Закон гравитации, наряду с тремя другими законами (принцип инерции, принцип ускорения и принцип действия и реакции), стал достаточной основой для объяснения и расчета всех движений во Вселенной. Таким образом, Вселенная полностью связана гравитацией.

Альберт Эйнштейн (1879−1955) смог изменить взгляд на мир физики. Следствием его теории относительности стало другое понимание принципа распространения света. Между 1905 и 1915 годами Альберт Эйнштейн написал специальную теорию, в которой он представил конечную скорость света и общую относительность гравитации, времени и пространства в больших измерениях.

Динамика современной науки

В 1929 году Эдвин Хаббл изучил далекую галактику и обнаружил доказательства расширения Вселенной. Тот факт, что объекты раздвигаются, говорит о том, что в прошлом объекты были очень близки друг к другу, что породило идеи о Большом взрыве, а также месте и времени, когда Вселенная была бесконечно мала и плотна. В начале 20-го века была создана квантовая теория поведения элементарных частиц.

С современных времен до настоящего времени астрономия чрезвычайно выросла, появилось множество новых задач, разделов и областей исследований.

Развитие других дисциплин было связано с развитием технологий и новыми ролями, отводимыми влиянию космоса. Например, радиоастрономия нашла свое применение в 1930-х годах, когда Карл Гуте Янский обнаружил радиоизлучение из центра нашей Галактики при исследовании источников шума, мешающих радиосвязи. Атмосфера Земли эффективно поглощает многие длины волн, поэтому гамма- и рентгеновские наблюдения могут заноситься в таблицы только с помощью стратосферных воздушных шаров, а значительное развитие произошло только с появлением космонавтики.

Еще более экзотичным является схема наблюдения за частицами, отличными от электромагнитного излучения. Предметом наблюдения нейтринной астрономии, как следует из названия, являются нейтрино. Используются методы и приемы из раздела ядерной физики, поскольку в космических лучах есть частицы, которые на много порядков превышают параметры, которых можно достичь при использовании традиционных ускорителей.

Космология изучает Вселенную в целом и особенно ее происхождение, текущее и будущее, составляет прогнозы и перспективы развития. Астробиология имеет дело с возможностями существования иной жизни во Вселенной. Звездная астрономия акцентируется на работе со звездами, включая Солнце, а галактическая — исследует структуру, компоненты и эволюцию галактик, включая нашу. Планетарные науки исследуют планеты в нашей солнечной системе. Метеорная астрономия занимается изучением движения и других свойств метеоров и метеоритов.

Можно ожидать, что современное поколение застанет новые ошеломляющие открытия, которые будут способны перевернуть традиционные общепринятые представления об устройстве мира.