Astronomija

Vikisritis: Astronomija

Astronomija – mokslas, apimantis reiškinių, esančių už Žemės ir jos atmosferos, stebėjimą ir aiškinimą. Tiria už Žemės ribų esančių dangaus objektų, sandarą, kilmę, vystymąsi, fizikines ir chemines savybes, padėtį danguje, judėjimą.

Astronomija padeda nustatyti tikslų laiką, įvairių žemės vietų geografines koordinates, kas yra labai svarbu jūrininkams, aviatoriams, geodezininkams.

Pavadinimo kilmė

Žodis astronomija – „žvaigždžių dėsningumas“ – kilęs iš gr. αστρονομία (astronomia), sujungiant άστρον (astron 'žvaigždė') ir νόμος (nomos 'dėsnis').

Istorija

Pirmosios astronomijos žinios pradėtos kaupti nuo seniausių laikų. Pagal dangaus šviesulių padėtį bei judėjimą žmonės orientuodavosi laike ir vietovėje. Pirmieji sistemingai astronomijos žinias pradėjo taikyti pirkliai ir jūrininkai, keliaudami jūrų laivais ar dykumų karavanais, kai jiems reikėjo nustatyti savo buvimo vietą. Sekdami Mėnulio fazes, žemdirbiai, medžiotojai, žvejai išmoko matuoti laiką pagal žvaigždžių išsidėstymą ir taip nustatydavo sėjos pradžią, nuspėdavo potvynius arba derliaus nuėmimo metą. Pagal žvaigždžių išsidėstymą danguje jie suskirstė jas į žvaigždynus, bandė suprasti ir paaiškinti dangaus reiškinius.

Astronomija kaip dangaus kūnų judėjimo tyrimas buvo susijusi su religinėmis pažiūromis bei prietarais, atsirado astrologija, kuri tvirtino, kad pagal žvaigždžių išsidėstymą galima spėti ateitį arba numatyti žmogaus ir pasaulio likimą.

Senovės civilizacijos, tokios kaip senovės egiptiečiai, babiloniečiai, finikiečiai, kinai ir majai (3000 m. pr. m. e.) kaupė ir sistematizavo astronomijos žinias. Apie 4000 m. pr. m. e. egiptiečiai sudarė saulės kalendorių (lot. Calendae, Kalendae) ir gana tiksliai nustatė metų trukmę. Babilonijoje 721 m. pr. m. e. aprašytas mėnulio užtemimas, iš ten iki mūsų laikų išlikęs paros dalijimas į 24 valandas.

I tūkstantmetyje pr. m. e. prie Viduržemio jūros susikūrus graikų valstybėms, plečiantis jūreivystei, astronomijos raida paspartėjo. IV amžiuje pr. m. e. graikų filosofas ir matematikas Pitagoras patobulino Talio pasaulėvaizdį apie plokščią Žemę, apgaubtą žvaigždėto dangaus. Jis nustatė, kad Žemė yra rutulys, laisvai skriejantis erdvėje, o aplink ją skrieja Saulė, Mėnulis, žvaigždės ir planetos.

Įvairiose pasaulio šalyse (Airijoje, Anglijoje, Meksikoje) rasta prieš tūkstančius metų statytų observatorijų (lot. observator 'stebėtojas'), specialiai įrengtų statinių, dangaus kūnams stebėti, liekanų. Dažniausiai tai megalitai – dideli akmeniniai blokai Saulės, Mėnulio ir šviesiausių žvaigždžių tekėjimo bei leidimosi taškams žymėti. Kai kuriuos Lietuvos alkakalnius taip pat galima laikyti senovės observatorijomis, kurios tarnaudavo tiksliai nustatant lygiadienius bei kitas kalendorines datas. Šiuolaikinės observatorijos jau yra stambūs moksliniai centrai, aprūpinti modernia aparatūra.

Dar labiau astronomijos raida paspartėjo 1609 m. išradus teleskopą. Galilėjas Galilėjus savo darbo teleskopu stebėjo Saulę, Mėnulį, Venerą, Jupiterį ir kitus dangaus kūnus. XVII a. pradžioje J. Kepleris atrado planetų judėjimo dėsnius. 1687 m. I. Niutonas suformulavo visuotinės traukos dėsnį, 1761 m. M. Lomonosovas aptiko, kad Venera turi atmosferą, 1781 m. V. Heršelis atrado Urano planetą.

Astronomijos mokslui sparčiai vystytis atvėrė galimybes kosminiai skrydžiai bei automatinės tarpplanetinės stotys.

Astronomija ir astrofizika

Abu terminai gali būti naudojami nusakant tą pačią tyrimų sritį. Remiantis griežtais apibrėžimais.

Astronomija – dangaus objektų ir reiškinių, esančių už Žemės atmosferos ribų, tyrimas.
Astrofizika – astronomijos šaka, tirianti dangaus objektų ir reiškinių dinamines, fizines ir chemines savybes.

Kai kada, pvz., Frank Shu knygoje „The Physical Universe“ astronomija reiškia aprašomąją, kokybinę šios mokslo šakos pusę. Tuo tarpu astrofizika yra naudojama nusakyti fizikos dėsniais besiremiančią, kiekybiniais metodais paremtą mokslo šaką.^[1] Šių terminų naudojimas yra daugiau susijęs su vienos ar kitos mokslinės įstaigos istorinėmis tradicijomis, nei su esminiais apibrėžimų skirtumais.

Kadangi šiuolaikinė astronomija plačiai naudojasi fizikos metodais, ji visai pagrįstai gali būti vadinama astrofizika. Juo labiau, kad dauguma astronomų turi fizikinį išsilavinimą ir atitinkamus mokslinius laipsnius.

Šakos

Astronomija:
- Galaktikų fizika (siūlomas naujadaras galaktikinė astronomija) – nagrinėja galaktikų sandaros, formavimosi, dinamikos ir evoliucijos dėsningumus. Senesniuose šaltiniuose galima rasti pavadinimą užgalaktinė astronomija – terminas, reiškiantis, kad nagrinėjamos išskirtinai kitos, ne mūsų, galaktikos.
- Galaktikos astronomija (anksčiau buvo vadinama žvaigždžių astronomija) – tiria žvaigždžių (tarp jų ir Saulės) bei jų sistemų (spiečių, disko, halo), dujų ir dulkių ūkų erdvinį pasiskirstymą, judėjimą, sandarą ir evoliuciją Paukščių Take.
  Kadangi apie savo Galaktiką mes nemažai sužinome nagrinėdami kitas galaktikas, manoma, kad netikslinga išskirti jos kaip atskiros šakos, o tiesiog vadinti tai galaktikų fizika.
- Planetų astronomija – tiria Saulės ir kitų žvaigždžių sistemoms priklausančių planetų ir jų palydovų, asteroidų, meteorinių kūnų, kometų sandarą, jų fizikines ir chemines savybes, atmosferas.
- Praktinė astronomija – glaudžiai siejasi su astrometrija. Remiantis šios šakos duomenimis, nustatomos įvairių Žemės vietų geografinės koordinatės, tvarkomos laiko tarnybos, padedama aviacijai, jūreivystei, geodezijai ir kosmonautikai.
- Sferinė astronomija – astrometrijos šaka, besiremianti sferine geometrija, aprašanti astronomines koordinačių sistemas, jų kitimus ir transformacijas tarpusavyje.
Astrofizika – astronomijos ir fizikos šaka, kuri nagrinėja kosminių kūnų ir kosminės erdvės medžiagos sandarą, cheminę sudėtį, fizikines savybes, spinduliavimą, kosminės erdvės fizikinius laukus (magnetinius, gravitacinius ir kt.).
- Teorinė astrofizika – nagrinėja spinduliuotės pernašą žvaigždėse, aplinkžvaigždiniuose diskuose ir tarpžvaigždinėje medžiagoje. Glaudžiai susijusi su hidrodinamika.
- Tarpžvaigždinės medžiagos fizika – nagrinėja tarpžvaigždinės terpės struktūrą, cheminę sudėtį ir jos evoliucijos dėsningumus.
- Žvaigždžių fizika – tyrinėja žvaigždžių formavimosi, energijos šaltinių ir žvaigždžių evoliucijos dėsningumus.
Astrometrija – tiria šviesulių padėtis dangaus sferoje, tų padėčių kitimą, Žemės sukimąsi ir astronominį laiką.
- Dangaus mechanika – gvildena gravitacijos (traukos) veikiamų Visatos kūnų judėjimą, pagal kurį apskaičiuojamos jų orbitos ir sudaromos efemeridės, t. y. lentelės, kuriose numatoma planetų, asteroidų, kometų, žvaigždžių ir kitų Visatos kūnų padėtys ateityje.
Kosmologija – teorinė astronomijos šaka, tirianti Visatą kaip visumą, jos geometrinę struktūrą, medžiagos ir laukų struktūrą, Visatos susidarymą ir evoliuciją. Remiasi kitų astronomijos šakų, taip pat elementariųjų dalelių ir fizikinių laukų fizikos tyrimų rezultatais.
- Kosmogonija

Matavimo metodai bei priemonės

Astrometrinis matavimas – dangaus kūnų padėčių dangaus sferoje ir tų padėčių kitimo laike nustatymas, matuojant kampinius atstumus. Naudojantis šiais matavimais sudaroma žvaigždžių koordinačių sistema, kurioje kiekvieno dangaus kūno padėtis dangaus sferoje tam tikru laiko momentu nusakoma dviem kampais. Ypač svarbi astrometrijos sritis – žvaigždžių metinių trigonometrinių paralaksų nustatymas.
Metinis žvaigždės paralaksas – kampas, kuriuo iš žvaigždės būtų matoma Žemės orbitos aplink Saulę didžioji pusašė. Žinodami žvaigždės paralaksą, galima lengvai apskaičiuoti jos atstumą. Tai vienintelis tiesioginis metodas atstumams iki atskirų žvaigždžių nustatyti. Kadangi net artimiausios žvaigždės yra labai toli, tai paralaksai yra labai maži kampai. Artimiausios mums žvaigždės Kentauro Proksimos paralaksas yra tik 0,772 kampinės sekundės. Visi artimesnių žvaigždžių antriniai atstumo nustatymo metodai pagrįsti trigonometrinių paralaksų metodu.
Žvaigždės savasis judėjimas – jos poslinkis dangaus sferoje kampinėmis sekundėmis per metus. Jis atsiranda dėl žvaigždės ir Saulės judėjimo erdvėje viena kitos atžvilgiu. Turėdami žvaigždės paralaksą, savąjį judėjimą bei žvaigždės spektre išmatuotą radialinį greitį (žvaigždės greitį regėjimo spindulio kryptimi), galime apskaičiuoti tikrąjį žvaigždės greitį ir kryptį erdvėje Saulės atžvilgiu. Astronominiams matavimams labai trukdo Žemės atmosfera. Dėl atmosferos turbulencijos, kuri pasireiškia visiems gerai žinomu žvaigždžių mirgėjimu, žvaigždžių vaizdai išplinta netgi aukščiausios kokybės teleskopuose. Vaizdai retai būna mažesni kaip 0,5 kampinės sekundės, o dažnai siekia net keletą kampinių sekundžių.