Astronomie..


Astronomia, (din limba greacă, άστρον astron: stea, νόμος nomos: lege) este ştiinţa care studiază legile ce guvernează cosmosul, adică corpurile cereşti şi evenimentele ce au loc dincolo de atmosfera terestră cum ar fi stelele, planetele, cometele, galaxiile sau radiaţiile cosmice de fond. La fel, studiază forma şi formarea universului. Cei care studiază astronomia se numesc astronomi.

Hubble_01

Telescopul Hubble

Astronomia este una dintre cele mai vechi ştiinţe datând încă din perioada Greciei Antice. În secolul al VII-lea în Anglia astronomii se foloseau de poziţia stelelor în navigaţie (vezi istoria astronomiei).

În perioada contemporană, aproape toţi astronomii au cunoştinţe solide de fizică iar rezultatele observaţiilor sunt puse în context astrofizic, astfel încât astronomia şi astrofizica au dobândit definiţii foarte apropiate.

Astronomia nu trebuie confundată cu astrologia, o pseudoştiinţă care încearcă să prezică destinul persoanelor pe baza traiectoriilor unor obiecte cereşti.

În Grecia Antică, ca şi în alte civilizaţii antice, astronomia conţinea în mare parte astrometrie, calculând poziţiile stelelor şi ale planetelor pe cer. Mai târziu, Kepler şi Newton au publicat lucrări despre mecanica cerească, descriind matematic mişcarea corpurilor din sistemul solar şi interacţiunea lor sub acţiunea gravitaţiei. Astronomii moderni se folosesc de aceste principii, iar cu ajutorul telescoapelor, spectrografelor, calculatoarelor, observatoarelor astronomice, le este mai uşor de înţeles natura fizică a acestor obiecte cereşti.

Astronomia de amatori

În istorie, observatorii amatori, studiind cerul ca hobby, au jucat un rol deosebit în descoperirea unor fenomene astronomice, astronomia fiind una din puţinele ştiinţe în care amatorii încă mai joacă un rol important, în special la descoperirea şi monitorizarea fenomenelor tranzitorii, doar că aceştia au acces limitat la uneltele performante ale astronomilor profesionişti. Este suficient un binoclu pentru a putea vedea obiectele cereşti ca planetele din sistemul nostru solar, cometele sau sateliţii, dar şi câteva roiuri stelare, nebuloase şi galaxii mai strălucitoare. Prin telescoape se pot observa nebuloase- nori de gaz din galaxia noastră, roiuri stelare – aglomerări de stele şi galaxii. Se mai pot vedea ploi de meteori, petele solare, grupuri de planete (conjuncţii), luna. Mulţi astronomi amatori fotografiază cu succes corpurile cereşti din sistemul solar sau din galaxie.

Astronomia profesionistă

McMath-Pierce_Solar_Telescope

Telescopul solar McMath-Pierce

Astronomii profesionişti au acces la telescoape puternice, detectoare, şi calculatoare. Întâi, astronomii colectează informaţii cu ajutorul acestor instrumente, apoi analizează informaţiile şi apoi le compară cu teoriile existente. Cea mai importantă parte a astronomiei este astronomia computerizată, unde astronomii se folosesc de datele pe care le au şi fac simulări ale evenimentelor. Spre exemplu aceştia au simulat formarea galaxiilor sau explozia unei stele formând o supernovă.

Tehnici observaţionale

100inchHooker

Telescopul Hooker

Astronomii se folosesc de diferite tipuri de unde ale radiaţiei electromagnetice, depinzând de obiectul studiat. Atmosfera terestră complică studiul absorbţiei undelor electromagnetice de aceea se folosesc mai multe tipuri de instrumente şi tehnici. Aceste tehnici sunt folosite în diferite discipline ale astronomiei observaţionale.

  • Raze Gama şi raze X
  • Raze ultraviolete,
  • Raze infraroşii,
  • Unde radio,
  • Unde gravitaţionale,
  • Lumina vizibilă

Instrumente astronomice

  • Binoclul
  • Calculatorul
  • Luneta astronomică
  • Spectrograful astronomic
  • Telescopul Maksutov
  • Telescopul optic
  • Telescopul spaţial
  • Radiotelescopul

Ramuri ale astronomiei

Astronomia este foarte vastă şi de aceea astronomii se specializează în anumite ramuri ale astronomiei. De exemplu disciplina care studiază sistemul solar nu este aceeaşi cu disciplina care studiază stelele, iar cei care studiază Galaxia noastră(Calea Lactee), nu se folosesc de aceleaşi tehnici pe care le folosesc cei care studiază alte galaxii.

  • Astrometrie- studiază poziţia şi distanţa obiectelor cereşti.
  • Astrofizică- studiază fizica universului ( luminozitate, densitate, temperatură, compoziţie chimică).
  • Cosmologie- studiază originea şi evoluţia universului la scară largă.
  • Formarea galaxiilor şi evoluţia lor- studiază formarea şi evoluţia galaxiilor.
  • Astronomie galactică- studiază structura şi compoziţia galaxiei noastre şi a altor galaxii.
  • Astronomie extragalactică- studiază obiectele (în special galaxiile) din afara galaxiei noastre.
  • Astronomie stelară- se ocupă cu studiul stelelor.
  • Evoluţia stelară- studiază evoluţia stelelor de la formare până la stingere.
  • Formarea stelelor- studiază procesul şi condiţiile în care s-au format stelele (exoplanete).
  • Planetologie- studiază planetele din sistemul nostru solar şi le compară cu sistemele planetare descoperite în ultimii ani în jurul altor stele.
  • Astrobiologie- studiază evoluţia sistemelor biologice în Univers

Alte discipline care pot fi considerate ramuri ale astronomiei:

  • Archaestronomie
  • Astrochimie
  • Astrosociobiologie
  • Astrofilozofie

Istoria astronomiei

În antichitate, astronomia conţinea informaţii doar despre obiectele vizibile cu ochiul liber. Aristotel a spus că Pământul este centrul universului şi că totul se învârte în jurul său, orbitele fiind perfect rotunde. Au existat multe teorii şi feluri de a explora cerul, în antichitate.

Astronomia in antichitate

Curiozitatea popoarelor din antichitate asupra fenomenelor astronomice, a făcut ca aceştia să studieze cerul şi să înţeleagă formarea zilei şi a nopţii, rolul soarelui şi a lunii în măsurarea timpului şi anotimpurile. Popoarele antice au observat că obiectele cereşti au un comportament regular aceasta ajutând la măsurarea timpului formând zile, luni şi ani.

Soarele răsare dinspre un punct ,est şi apune într-un punct opus, vest, dar ziua nu are aceeaşi lungime pe toată perioada anului iar noaptea sunt vizibile grupuri de stele – contelaţie|constelaţiile care urmează acelaşi curs o dată la 365 de zile în jurul unui punct fix.

Calendarul a fost făcut după poziţiile şi mişcările lunii şi a soarelui formând ziua, luna şi anul.

Popoarele antice au asociat obiectele şi fenomenele cereşti, cu zei şi spirite, construind temple şi aliniamente astronomice (Stonehenge).

Stonehenge_Wide_Angle

Astronomia in Grecia antica

Grecii din antichitate (1400 î. Hr – 300 î. Hr.) au avut o contribuţie esenţială în astronomia teoretică. Odiseea – un poem epic tradiţional scris de Homer în secolul al VIII-lea î.Hr., – se referă la grupuri de stele ca Ursa Mare, Orion şi arată cum vasele maritime se orientau după stelele de pe cer.
Contribuţii importante au avut Thales şi Pitagora dar nici una din lucrările acestor matematicieni nu au supravieţuit timpului. Geometria lui Pitagora i-a ajutat pe urmaşii acestuia să determine forma sferică a pământului.

Ptolemy_16century

Ptolomaeus Alexandrinus, sec 16 î.Hr.

Philolaos, un urmaş a lui Pitagora, a spus ca Pământul, Luna şi Soarele sunt planete şi se învârt în jurul unui foc, dar de pe pământ nu se poate vedea focul pentru că un obiect se învârte în jurul focului între pământ şi foc. Potrivit acestor afirmaţii, revoluţia pământului în jurul acestui foc este de 24 de ore. În anul 370 î.Hr. astronomul Eudoxus din Cnidus a spus că o sferă uriaşă se învârte în jurul pământului şi că în această sferă sunt mai multe sfere transparente interconectate.

Probabil cel mai original observator, Aristarchus din Samos, credea că Pământul se roteşte în jurul axei sale o dată la 24 de ore, şi, împreună cu alte planete în jurul Soarelui. Explicaţia sa a fost respinsă de cei mai mulţi filozofi greci, care priveau Pământul ca o planetă statică în jurul căreia se roteau celelate planete. Teoria lui Aristarh din Samos, cunoscând sistemul geocentric rămâne neschimbată de peste 2000 de ani. În secolul al II-lea astronomii greci Hiparh şi Ptolemeu au folosit o serie de cercuri concentrice, cu Pământul aproape de centru pentru a reprezenta mişcarea generală a Soarelui, Lunii şi a planetelor în jurul zodiilor. Pentru a explica variaţiile de viteză ale Soarelui şi Lunii şi regresia planetelor, ei au presupus că fiecare din aceste obiecte se roteşte în jurul unui al doilea cerc numit epiciclu centrat pe circumferinţa celui dintâi. Au determinat poziţiile a aproximativ 1000 de stele de pe cer folosindu-se de această harta pentru a urmări mişcarea planetelor. Au creat mai multe cercuri concentrice, pământul fiind în centru, putând fi măsurată viteza soarelui şi a lunii. Pentru a explica variaţiile periodice în viteza soarelui, a lunii, şi ale altor corpuri cereşti, a fost necesară reprezentarea altor cercuri suplimentare fiecărei orbite în parte, denumite epicicluri, ajungându-se la circa 80 de asemenea orbite, reprezentare care intra în conflict cu datele matematice.

Aceasta teorie este explicată de Ptolemeu în lucrarea sa, Almagesti.

Astronomia Babiloniana

Babilonienii au realizat în 400 î.Ch. că mişcarea aparentă a Soarelui şi a Lunii în jurul zodiilor nu au o viteză constantă. Ei cunoşteau poziţia Lunii si a Soarelui pentru fiecare zi a lunii şi puteau prezice Luna nouă. De asemenea, ei au calculat poziţiile planetelor.

Astronomia medievala

Astronomia greacă a fost transmisă şi în est la hinduşi, sirieni şi arabi, aceştia din urmă au facut lucrări noi despre astronomie în secolele 9 si 10. În secolul 13 , arabii au tradus lucrarea lui Ptolemeu, „Almagest“, care a atrtas atenţia europenilor, creeând tabele despre mişcările planetelor.

Al-Battani,(858-929), cel mai mare astronom arab din perioada sa, numit şi Albatenius, cu numele său intreg Abu-Abdullah Muhammad ibn Jabir al Battani, a studiat astronomia mai mult de 40 de ani în Siria. A adus contribuţii marcante în istoria matematicii, mai ales în domeniul trigonometriei. Lucrarea sa despre astronomie,De Motu Stellarum, a corectat erorile făcute de Ptolemeu în Almagest.

Alhazen (965-1040?), pe numele său complet Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham, a adus contribuţii importante în optică, astronomie şi matematică, iar în lucrarea sa remarcabilă, „Optica“, explică comportamentul luminii. Teoria sa spune că fiecare punct dintr-o suprafaţă luminoasă, reflectă raze de lumină în toate direcţiile, dar numai o singură rază de pe fiecare punct reflectă direct perpendicular pe ochiul uman şi numai acea rază o putem vedea. Nici o altă rază reflectată în alte direcţii nu poate fi văzută de ochiul uman.

Aryabhata (476-550?), care s-a născut în India, dar s-a făcut remarcat în poporul arab sub numele de Arjehir, a susţinut teoria că pământul se învârte în jurul axei sale, şi a şi a dat explicaţii corecte fenomenelor de eclipsă de soare şi de lună.

Dondi, Giovani dè (1318-1389), astronom şi fizician, a fost cel care a construit primul ceas astronomic, astrarium, care indica cele 24 de ore ale zilei, apusul şi răsăritul, şi de asemenea fazele lunii.

Gersonides sau Levi ben Gershom (1288-1344), un evreu francez, filozof, matematician şi astronom, a inventat un instrument de navigare numit instrumentul Iacob.

Astronomia Coperniciana

În seculul 16 istoria astronomiei a luat o întorsătură radicală ca rezultat al cercetărilor făcute de astronomul polonez Nicolaus Copernicus. Acesta şi-a petrecut cea mai mare parte a vieţii studiind astronomia făcând o serie de cercetări asupra unor noi stele descoperite de el însuşi. Cea mai remarcantă lucrare a sa a fost „De Revolutionibus Orbium Coelestium“ („Despre mişcările de revoluţie ale corpurilor cereşti“) (1543), în care analizează critic teoriile Ptolemaice despre pământ ca centru al universului, şi arată că mişcarea planetelor se poate explica mai corect cu ipoteza ca soarele să fie în centru. Această afirmaţie a fost judecată aspru de către Biserica Romano-Catolică, care a interzis publicarea lucrării sale.

Hypothesis_Copernicana

Galileo_moon_phases

Fazele lunii desenate de Galileo Galilei(1616)

Mai târziu, astronomul Galileo Galilei a reluat lucrarea lui Copernicus şi a susţinut-o, acesta fiind un admirator al lucrărilor sale. Având ca bază teoria copernicană, Galileo a făcut cercetări asupra mişcării de revoluţie a pământului. S-a folosit de tehnicile cu care funcţiona telescopul curând inventat în Olanda, construindu-şi un telescop de refracţie în 1609, şi cu care a reuşit să descopere şi să studieze planeta Venus şi mişcarea acesteia în jurul soarelui. De asemenea a mai descoperit patru dintre sateliţii naturali ai lui Jupiter şi inelele planetei Saturn. Convis că obiectele descoperite nu se rotesc în jurul Pământului, acesta a făcut o continuare a lucrări lui Copernicus, ceea ce a atras din nou atenţia bisericii fiind judecat şi forţat să îşi oprească cercetările. El a descoperit legea inerţiei, legea căderii corpurilor, legea compunerii mişcărilor. Ca astronom a descoperit natura stelară a Căii Lactee, petele de pe Soare şi rotaţia acestuia în jurul axei sale, confirmând prin acestea concepţia heliocentricã a lui Copernic. Cu ajutorul astronomului german Johannes Kepler au început revoluţia ştiinţifică. Lui Galilei i se atribuie celebra replică rostit în faţa Inchiziţiei: “Eppur si muove“. El a fost somat de Inchiziţie să-şi retragă ideile eretice, dar, pentru că nu a renunţat la ele, a fost pus sub arest la domiciliu.

Astronomia Newtoniana

Din punct ce vedere stiinţific, teoria coperniciană a fost doar un rearanjament al obitelor planetelor concepute de Ptolemeu. Din 1580 până în 1597, astronomul danez Tycho Brahe a studiat stelele descoperind peste 700 de stele şi a facut măsuratori astronomice precise a stelelor şi a sistemului solar înainte de inventarea telescopului.

Tycho_instrument_armillary_13

Aceste date l-au ajutat pe Johannes Kepler, astronom german, să formuleze legi despre mişcările planetelor spunând ca mişcările de revoluţie ale planetelor nu sunt circulare ci eliptice, cu viteze variabile şi distanţe variabile faţă de soare. Vezi şi Legile lui Kepler

Fizicianul englez Sir Isaac Newton a lansat un pricipiu simplu pentru a explica legile lui Kepler despre mişcările planetelor. Prin reguli matematice el a descris o forţă de atracţie care există între soare şi celelalte planete. Aceasta forţă, care depinde de masa soarelui şi a planetelor şi de distanţa dintre acestea, a pus baza interpretărilor fizice ale legilor lui Kepler. Descoperirea matematică a lui Newton se numeşte legea gravitaţiei universale.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s