Реферат История астрономии приближение к теории большого взрыва
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание
Введение 2
· 1 Древний период 4
o 1.1 Шумер и Вавилон 4
o 1.2 Древний Египет 5
o 1.3 Древний Китай 5
o 1.4 Другие страны 6
o 1.5 Древняя Греция — ранний период 7
o 1.6 Древняя Греция — Александрийский период 8
· 2 Становление теоретической астрономии 10
o 2.1 Средневековье 10
o 2.2 Коперниканская революция 11
o 2.3 Изобретение телескопа. Галилей. 13
o 2.4 Законы Кеплера 14
· 3 Другие открытия XVII века 17
· 4 XVIII век 18
· 5 XIX век 21
· 6 XX век 23
Заключение 25
Литература 26
Введение
«Астрономия – счастливая наука, - сказал Араго, - она не нуждается в украшениях». Однако она больше, чем многие другие науки, нуждалась в защите от обвинений в малой ее полезности. Пережитки такого отношения к астрономии не изжиты и до сих пор. Литературная традиция прочно приписала астроному роль человека не от мира сего, замкнувшегося в своей башне и равнодушного к заботам окружающей жизни. Между тем среди астрономов испокон веку были люди, активно занимавшиеся земными делами.
Зарождение и развитие астрономии, как и других наук, было вызвано жизненными потребностями человека. Астрономия – ровесница неолитической революции, превратившей наших предков из бродячих орд собирателей и охотников в земледельцев, которым жизненно необходимо предвидеть смену времен года. Наблюдения за небесными светилами позволили создать календарь. Потребности мореплавания стимулировали развитие астрономии в эпоху Возрождения.
Но зачем нужна астрономия в наше время? Долгие годы авторы научно-популярных книг отвечали на этот вопрос, указывая прежде всего на необходимость наблюдения звезд для определения точного времени, для навигации и картографии. Но теперь молекулярные часы хранят время в тысячи раз точнее, чем вращение Земли, скорость которого фиксируется по звездам, так что астрономически «Службы времени» на самом деле занимаются теперь изучением неравномерности вращения нашей планеты. Точно так же навигационные и геодезические спутники позволяют уже определять координаты на земной поверхности с точностью, не достижимой астрономическими методами.
Со времен Галилея Ньютона и до 19 века астрономия была фактически лидером естествознания, ибо основные физические принципы и математические методы развивались именно при астрономических исследованиях. В 19 веке астрономия все чаще стала использовать результаты физической теории и заимствовать у физики и методы исследования; перестала задавать загадки.
Астрономия является самостоятельной наукой со своей спецификой, со своей громадной коллекцией фактов. Она необъятна, как необъятна изучаемая ею Вселенная: все способы исследования, все подходы и приемы, существующие в естественных науках, находят свое применение в той или иной отрасли астономии. В этой универсальности с нашей наукой не может поспорить никакая другая. В ней находят свое место и высшие абстракции математики, и тонкость физического эксперимента, и вдумчивое сопоставление и анализ данных, и, наконец, их накопление и классификация. Вместе стем это наука об эволюционирующем мире, и этом отношении астрономия похожа на палеонтологию или историческую геологию. В физике результаты старых опытов сохраняют лишь «историческое» значение, в астрономии же ценность старых наблюдений растет с каждым годом. Жизнь поколения – лишь краткий миг в истории звезд. Вся история человечества от австралопитеков – сотая доля одного оборота Солнца вокруг центра Галактики, десятитысячная доля жизни его как звезды. Сколь велика смелость людей, говорящих, - и с основанием, - что мы понимаем теперь эволюцию звезд; много ли найдется в истории науки более гордых утверждений!
Астрономия призвана дать человеку картину мира, в котором он живет. От сияющей звездным инеем фотопластинки идет прямой путь к высшей цели человечества – познанию создавшей его Природы.
Древний период
Астрономическая деятельность прослеживается в источниках по крайней мере с IV тыс. до н. э., а, скорее всего, началась гораздо раньше. Отдельные особенности мегалитических сооружений и даже наскальных рисунков первобытных людей истолковываются как астрономические. В фольклоре также множество подобных мотивов.
Годовое изменение положения Солнца на небе отмечено в Библии. В Ветхом Завете в книге Иова сказано: «Давал ли ты когда в жизни своей приказания утру и указывал ли заре место её». Здесь говорится, что утро наступает не в одно и то же время, и заря, то есть место, где восходит Солнце, тоже меняет своё положение относительно сторон горизонта. В книге Иова отражены и другие астрономические познания её авторов: «Можешь ли ты связать узел Хима и разрешить узы Кесиль?». «Переводится» это так: «Можешь ли связать узел у Плеяд и развязать его у Ориона? Можешь ли ты вывести зодиакальные созвездия и Медведицу с детьми её водить?». Вероятно, записано это было в начале I тысячелетия до н. э., но здесь отразились и более древние представления кочевников, когда семитские племена ещё блуждали со своими стадами по Аравийскому полуострову.
Наблюдая периодические изменения на небесной сфере (движущихся светил, комет, метеоров и т. д.), люди заметили их связь со сменой сезонов на Земле. Это натолкнуло на мысль, что небесные движения связаны и с другими земными явлениями — влияют на земную историю или предсказывают важнейшие события — рождение царей, войны, голод, эпидемии и др. Доверие к астрологическим фантазиям значительно содействовало развитию научной астрономии, поскольку иначе обосновать властям практическую пользу от наблюдений за небом было бы нелегко.
Древнейшими астрономическими изобретениями были гномон (шест для измерения высоты Солнца по длине тени) и календарь. Позже появились угломеры различных систем.
Шумер и Вавилон
Шумеро-аккадское государство Вавилон существовало со II тыс. до н. э. по VI век до н. э. (в последние десятилетия им правили халдеи, а в VI веке до н. э. страной завладела Персия).
Жрецы-вавилоняне оставили множество астрономических таблиц. Они же выделили основные созвездия и зодиак, ввели деление полного угла на 360°, развили тригонометрию.
Во II тыс. до н. э. у шумеров появился лунный календарь, усовершенствованный в I тыс. до н. э. Год состоял из 12 синодических месяцев — шесть по 29 дней и шесть по 30 дней, всего 354 дня. Сначала для согласования с солнечным годом делали вставку 13-го месяца, но потом перестали.
Обработав свои таблицы наблюдений, жрецы открыли многие законы движения планет, Луны и Солнца, смогли предсказывать затмения. В 450 году до н. э. вавилоняне уже знали «метонов цикл» (235 месяцев с большой точностью совпадают с 19 солнечными годами). Впрочем, китайцы открыли его ещё раньше.
Вероятно, именно в Вавилоне появилась семидневная неделя (каждый день был посвящён одному из 7 светил).
Древний Египет
Разливы Нила происходят в начале лета, и как раз на это время приходится первый восход ярчайшей звезды неба — Сириуса, по-египетски называемого «Сотис». До этого момента Сириус не виден. Наверное, поэтому «сотический» календарь употреблялся в Египте наряду с гражданским. Сотический год — это период между двумя гелиактическими восходами Сириуса, то есть он совпадал с сидерическим годом, а гражданский год состоял из 12 месяцев по 30 дней плюс пять дополнительных суток, всего 365 дней.
Недель сначала не было, месяц делился на 3 декады. Употреблялся в Египте и лунный календарь с метоновым циклом, согласованный с гражданским. Позже под влиянием Вавилона появилась семидневная неделя.
Сутки делились на 24 часа, которые сначала были неравными (отдельно для светлого и тёмного времени суток), но в конце IV века до н. э. приобрели современный вид. В Египте, в отличие от Вавилона, использовалась десятичная система, но в сутках, кроме 10 светлых часов, они выделяли ещё по часу на переходные периоды, поэтому и получилось 12 часов; то же для тёмного времени суток.
Степень развития египетской математики и астрономии неясна. Документов на эту тему почти нет, но эллины высоко ценили египетских астрономов и учились у них.
Астрология появилась не в Египте, но гадание по Луне и планетам использовалось там весьма широко.
Египетская система мира, по описанию Гераклида Понтийского (IV век до н. э.), была геоцентрической, но Меркурий и Венера обращаются вокруг Солнца (хотя вместе с ним — и вокруг Земли).
Древний Китай
Наибольшее развитие древняя астрономия Востока получила в Китае. Уже во время легендарной династии Ся (конец III — начало II тыс. до н. э.) в Китае были две должности придворных астрономов. Развитие китайской астрономии происходило в тесном общении с Вавилоном и Египтом. Первое дошедшее до нас астрономическое сочинение — «Книга звёзд» — появилось в IV веке до н. э. Примерно в это же время китайцы уточнили продолжительность солнечного года (365,25 дней). Соответственно небесный круг делили на 365,25 градусов или на 28 созвездий (по движению Луны).
Обсерватории появились в XII веке до н. э. Но гораздо раньше китайские астрологи прилежно регистрировали все необычные события на небе (затмения, кометы — «звёзды с метлой», метеоры, новые звёзды). Первая запись о появлении кометы относится к
По легенде, в
Интересно, что Млечный путь у китайцев назывался именно так (или — Небесной рекой).
Из других достижений китайской астрономии отметим правильное объяснение причины солнечных и лунных затмений, открытие неравномерности движения Луны, измерение сидерического периода сначала для Юпитера (12 лет, точное значение: 11.86), а с III века до н. э. — и для всех прочих планет, как сидерические, так и синодические, с хорошей точностью.
Календарей в Китае было множество. К VI веку до н. э. был открыт метонов цикл и утвердился лунно-солнечный календарь. Начало года — день зимнего солнцестояния, начало месяца — новолуние. Сутки делились на 12 часов (названия которых использовались и как названия месяцев) или на 100 частей.
Календарные реформы в Китае проводились постоянно. Годы объединялись в 60-летний цикл: каждый год посвящался одному из 12 животных (Зодиака) и одной из 5 стихий: вода, огонь, металл, дерево, земля. Каждой стихии соответствовала одна из планет; имелась и шестая — первичная — стихия «ци» (эфир). Позже ци делили на несколько видов: инь-ци и ян-ци, и другие, согласовывая с учением Лао Цзы (VI век до н. э.).
Другие страны
У индийцев заметных успехов в астрономии — в отличие от математики — не было; позже они охотно переводили и комментировали греческие сочинения.
А вот цивилизация майя (II—X век н. э.) придавала астрономическим знаниям огромное значение. Остатки городов и храмов-обсерваторий поражают воображение. К сожалению, сохранились только 4 рукописи разного возраста и тексты на стелах.
Майя с большой точностью определили синодические периоды всех 5 планет (особо почиталась Венера), придумали очень точный календарь. Месяц майя содержал 20 дней, а неделя — 13. Начало календарной эры отнесено к 5041738 году до н. э., хотя хронология своего народа велась с
В Европе друиды кельтских племён определённо обладали какими-то астрономическими знаниями; есть основания предполагать, что Стоунхендж был не только местом ритуалов, но и обсерваторией. Построен он был около 1900—1600 гг. до н. э.
Древняя Греция — ранний период
Эллины, судя по всему, ещё в гомеровские времена интересовались астрономией, их карта неба и многие названия остались в современной науке. Первоначально знания были неглубоки — например, утренняя и вечерняя Венера считались разными светилами (Фосфор и Геспер); уже шумеры знали, что это одно и то же светило. Исправление ошибки «раздвоения Венеры» приписывают Пифагору и Пармениду.
Полюс мира в это время уже ушёл от Альфы Дракона, но ещё не придвинулся к Полярной; может быть, поэтому в Одиссее ни разу не упоминается направление на север.
Пифагорейцы предложили пироцентрическую модель Вселенной, в которой звёзды, Солнце, Луна и шесть планет обращаются вокруг Центрального Огня (Гестии). Чтобы всего получилось священное число — десять — сфер, шестой планетой объявили Противоземлю (Антихтон). Как Солнце, так и Луна, по этой теории, светили отражённым светом Гестии. Это была первая математическая система мира — у остальных древних космогонистов работало скорее воображение, чем логика.
Расстояния между сферами светил у пифагорейцев соответствовали музыкальным интервалам в гамме; при вращении их звучит «музыка сфер», неслышимая нами. Пифагорейцы считали Землю шарообразной и вращающейся, отчего и происходит смена дня и ночи. Впрочем, отдельные пифагорейцы (Аристарх Самосский и др.) придерживались гелиоцентрической системы. У пифагорейцев возникло впервые и понятие эфира, но чаще всего этим словом обозначался воздух. Только Платон обособил эфир как отдельную стихию.
Платон, ученик Сократа, уже не сомневался в шарообразности Земли (даже Демокрит считал её диском). По Платону, Космос не вечен, так как всё, что ощущается, есть вещь, а вещи старятся и умирают. Более того, само Время родилось вместе с Космосом. Далеко идущие последствия имел призыв Платона к астрономам разложить неравномерные движения светил на «совершенные» движения по окружностям.
На этот призыв откликнулся Евдокс Книдский, учитель Архимеда и сам ученик египетских жрецов. В своих (не сохранившихся) сочинениях он изложил кинематическую схему движения планет с несколькими наложенными круговыми движениями, всего по 27 сферам. Правда, согласие с наблюдениями для Марса было плохим. Дело в том, что орбита Марса заметно отличается от круговой, так что траектория и скорость движения планеты по небу меняются в широких пределах. Евдокс также составил первый в Европе звёздный каталог.
Аристотель, автор «Физики», тоже был учеником Платона. В его сочинениях было немало рациональных мыслей; он убедительно доказал, что Земля — шар, опираясь на форму тени Земли при лунных затмениях, оценил окружность Земли в 400000 стадиев, или около 70000 км — завышено почти вдвое, но для того времени точность неплохая. Но встречаются и множество ошибочных утверждений: разделение земных и небесных законов мира, отрицание пустоты и атомизма, четыре стихии как первоосновы материи плюс небесный эфир, противоречивая механика: «стрелу в полёте подталкивает воздух» — даже в средневековье это нелепое положение высмеивалось (Филопон, Буридан). Метеоры он считал атмосферными явлениями, родственными молнии.
Древняя Греция — Александрийский период
Концепции Аристотеля часть философов канонизировала ещё при его жизни, и в дальнейшем многие противоречащие им здравые идеи встречались враждебно — например, гелиоцентризм Аристарха Самосского. Аристарх впервые пытался также измерить расстояние до Солнца и Луны и их диаметры; для Солнца он ошибся на порядок (получилось, что диаметр Солнца в 250 раз больше земного), но до Аристарха все полагали, что Солнце меньше Земли. Именно поэтому он и решил, что в центре мира находится Солнце. Более точные измерения углового диаметра Солнца выполнил Архимед, в его пересказе нам и известны взгляды Аристарха, сочинения которого утрачены.
Эратосфен в 240 г. до н. э. довольно точно измерил длину земной окружности и наклон эклиптики к экватору (т.е наклон земной оси); он также предложил систему високосов, позже названную юлианским календарём.
С III века до н. э. греческая наука усвоила достижения вавилонян, в том числе — в астрономии и математике. Но греки пошли значительно дальше. Около 230 года до н. э. Аполлоний Пергский разработал новый метод представления неравномерного периодического движения через базовую окружность — деферент — и кружащуюся вокруг деферента вторичную окружность — эпицикл; само светило движется по эпициклу. В астрономию этот метод ввёл выдающийся астроном Гиппарх, работавший на Родосе.
Гиппарх открыл отличие тропического и сидерического годов, уточнил длину года (365,25 — 1/300 дней). Методика Аполлония позволила ему построить математическую теорию движения Солнца и Луны. Гиппарх ввёл понятия эксцентриситета орбиты, апогея и перигея, уточнил длительность синодического и сидерического лунных месяцев (с точностью до секунды), средние периоды обращения планет. По таблицам Гиппарха можно было предсказывать солнечные и лунные затмения с неслыханной для того времени точностью — до 1-2 часов. Кстати, именно он ввёл географические координаты — широту и долготу. Но главным результатом Гиппарха стало открытие смещения небесных координат — «предварения равноденствий». Изучив данные наблюдений за 169 лет, он нашёл, что положение Солнца в момент равноденствия сместилось на 2°, или на 47" в год (на самом деле — на 50,3").
В 134 году до н. э. в созвездии Скорпиона появилась новая яркая звезда. Чтобы облегчить слежение за изменениями на небе, Гиппарх составил каталог для 850 звёзд, разбив их на 6 классов по яркости.
46 год до н. э.: введён юлианский календарь, разработанный александрийским астрономом Созигеном по образцу египетского гражданского. Летоисчисление Рима велось от легендарного основания Рима — с 21 апреля 753 года до н. э.
Систему Гиппарха завершил великий александрийский астроном, математик, оптик и географ Клавдий Птолемей. Он значительно усовершенствовал сферическую тригонометрию, составил таблицу синусов (через 0.5°). Но главное его достижение — «Мегале синтаксис» (Большое построение); арабы превратили это название в «Аль Маджисти», отсюда позднейшее «Альмагест». Труд содержит фундаментальное изложение геоцентрической системы мира.
Будучи принципиально неверной, система Птолемея, тем не менее, позволяла с достаточной для того времени точностью предвычислять положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение многих веков.
Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии.
Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой потерю интереса к естественным наукам, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия.
Следующий период развития астрономии связан с деятельностью учёных стран ислама — ал-Баттани, ал-Бируни, Абу-л-Хасана ибн Юниса, Насир ад-Дина ат-Туси, Улугбека и многих других.
Становление теоретической астрономии
Средневековье
В эпоху средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.
Интересные космологические идеи можно найти в сочинениях Оригена из Александрии, видного апологета раннего христианства, ученика Филона Александрийского. Ориген призывал воспринимать Книгу Бытия не буквально, а как символический текст. Вселенная, по Оригену, содержит множество миров, в том числе обитаемых. Более того, он допускал существование множества Вселенных со своими звёздными сферами. Каждая Вселенная конечна во времени и в пространстве, но сам процесс их зарождения и гибели бесконечен:
Что касается меня, то скажу, что Бог приступил к своей деятельности не тогда, когда был создан наш видимый мир; и подобно тому, как после окончания существования последнего возникает другой мир, точно так же до начала Вселенной существовала другая Вселенная… Итак, следует полагать, что не только существуют одновременно многие миры, но и до начала нашей Вселенной существовали многие Вселенные, а по окончании её будут другие миры.
Надо сказать, звучит вполне современно.
В XI—XII веках основные научные труды греков и их арабоязычных учеников были переведены на латинский. Основоположник схоластики Альберт Великий и его ученик Фома Аквинский в XIII веке препарировали учение Аристотеля, сделав его приемлемым для католической традиции. С этого момента система мира Аристотеля-Птолемея фактически сливается с католической догматикой. Экспериментальный поиск истины подменялся более привычной для теологии методикой — поиском подходящих цитат в канонизированных сочинениях и их пространным комментированием.
В XIII веке в Толедо под покровительством короля Кастилии Альфонса X Мудрого открылась первая в Европе обсерватория. В ней работали христиане, евреи и мусульмане; подготовленные ими астрономические таблицы были опубликованы в 1252 году (преподнесены королю при восшествии на престол). «Альфонсинские таблицы» отличались хорошей точностью и использовались более двух столетий.
В XV веке немецкий философ, кардинал Николай Кузанский, заметно опередив своё время, высказал мнение, что Вселенная бесконечна, и у неё вообще нет центра — ни Земля, ни Солнце, ни что-либо иное не занимают особого положения. Все небесные тела состоят из той же материи, что и Земля, и, вполне возможно, обитаемы. За век до Галилея он утверждал: все светила, включая Землю, движутся в пространстве, и каждое находящийся на нём наблюдатель вправе считать неподвижным.
В XV веке большую роль в развитии наблюдательной астрономии сыграли труды Георга Пурбаха, а также его ученика и друга Иоганна Мюллера (Региомонтана). Кстати, они стали первыми в Европе учёными, не имевшими духовного сана. После серии наблюдений они убедились, что все имевшиеся астрономические таблицы, включая Альфонсинские, устарели: положение Марса давалось с ошибкой на 2°, а лунное затмение опоздало на целый час! Для повышения точности расчётов Региомонтан составил новую таблицу синусов (через 1') и таблицу тангенсов. Только что появившееся книгопечатание способствовало тому, что исправленный учебник Пурбаха и «Эфемериды» Региомонтана в течение десятилетий были основными астрономическими руководствами для европейцев. Таблицы Региомонтана были намного точнее прежних и исправно служили вплоть до Коперника. Их использовали Колумб и Америго Веспуччи. Позже таблицы некоторое время использовались даже для расчётов по гелиоцентрической модели.
Региомонтан также предложил метод определения долготы по разнице табличного и местного времени, соответствующего заданному положению Луны. Он констатировал расхождение юлианского календаря с солнечным годом почти на 10 дней, что заставило церковь задуматься о календарной реформе. Такая реформа обсуждалась на Латеранском соборе (Рим, 1512—1517) и была реализована в 1582 году.
Коперниканская революция
К XVI веку стало ясно, что система Птолемея неадекватна и приводит к недопустимо большим расчётным ошибкам. Для повышения точности расчётов положений планет некоторые астрономы предлагали ввести дополнительные эпициклы, но и они не спасали положение. Николай Коперник стал первым, кто предложил детально проработанную альтернативу, причём основанную на совершенно иной модели мира.
Главный труд Коперника — «De Revolutionibus Orbium Caelestium» (О вращении небесных сфер) — был в основном завершён в 1530 году, но только перед смертью Коперник решился опубликовать его. Впрочем, в 1503—1512 годах Коперник распространял среди друзей рукописный конспект своей теории («Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям»), а его ученик Ретик опубликовал ясное изложение гелиоцентрической системы в 1539 году. Повидимому, слухи о новой теории широко разошлись уже в 1520-х годах.
По структуре главный труд Коперника почти повторяет «Альмагест» в несколько сокращённом виде (6 книг вместо 13). В первой книге также приведены аксиомы, но вместо положения о неподвижности Земли помещена иная аксиома — Земля и другие планеты вращаются вокруг оси и вокруг Солнца. Эта концепция подробно аргументируется, а «мнение древних» более или менее убедительно опровергается. Коперник упоминает как своих союзников только античных философов Филолая и Никетаса.
С гелиоцентрических позиций Коперник без труда объясняет возвратное движение планет. Далее приводится тот же материал, что и у Птолемея, лишь немного уточнённый: сферическая тригонометрия, звёздный каталог, теория движения Солнца и Луны, оценка их размеров и расстояния до них, теория прецессии и затмений.
В книге III, посвящённом годовому движения Земли, Коперник делает эпохальное открытие: объясняет «предварение равноденствий» смещением направления земной оси. В книгах V и VI, посвящённых движению планет, благодаря гелиоцентрическому подходу стало возможно оценить средние расстояния планет от Солнца, и Коперник приводит эти данные, довольно близкие к современным.
Система мира Коперника, с современной точки зрения, ещё недостаточно радикальна. Все орбиты круговые, движение по ним равномерное, так что эпициклы пришлось сохранить — правда, вместо 80 их стало 34. Механизм вращения планет сохранён прежним — вращение сфер, к которым прикреплены планеты. Но тогда ось Земли в ходе годичного вращения должна поворачиваться, описывая конус; чтобы объяснить смену времён года, Копернику пришлось ввести третье (обратное) вращение Земли вокруг оси, перпендикулярной эклиптике, которое использовал также для объяснения прецессии. На границу мира Коперник поместил сферу неподвижных звёзд.
Строго говоря, модель Коперника даже не была гелиоцентрической, так как Солнце он расположил не в центре планетных сфер.
Птолемеевское смещение центра орбиты (эквант) Коперник, естественно, исключил, и это стало шагом назад — первоначально более точные, чем птолемеевы, таблицы Коперника вскоре существенно разошлись с наблюдениями, что немало озадачило и охладило её восторженных поклонников. И всё же в целом модель мира Коперника была колоссальным шагом вперёд и сокрушительным ударом по архаичным авторитетам.
Католическая церковь вначале отнеслась к возрождению «пифагорейства» благодушно, отдельные её столпы даже покровительствовали Копернику. Папа Климент VII, озабоченный уточнением календаря, поручил кардиналу Вигманштадту прочитать высшему клиру лекцию о новой теории, которая и была со вниманием выслушана. Появились, однако, среди католиков и ярые противники гелиоцентризма. Однако уже с 1560-х годов в нескольких университетах Швейцарии и Италии начались лекции по системе Коперника. Математическая основа модели Коперника была несколько проще, чем у птолемеевой, и этим сразу воспользовались в практических целях: были выпущены уточнённые астрономические («Прусские») таблицы (1551, Э. Рейнгольд).
Из других событий бурного XVI века отметим, что 5 октября 1582 года была проведена давно запланированная календарная реформа (5 октября стало 15-м). Новый календарь был назван григорианским в честь папы Григория XIII, но настоящим автором проекта был итальянский астроном и врач Луиджи Лиллио.
Изобретение телескопа. Галилей.
Великий итальянский учёный Галилео Галилей систему Коперника принял с энтузиазмом, причём сразу отверг фиктивное «третье движение», показав на опыте, что ось движущегося волчка сохраняет своё направление сама собой. Для доказательства правоты Коперника он решил применить телескоп.
Шлифованные стеклянные линзы были известны ещё вавилонянам; наиболее древняя из найденных при раскопках линз относится к VII веку до н. э. В 1608 году в Голландии была изобретена зрительная труба; узнав об этом летом 1609 года, Галилей самостоятельно построил значительно усовершенствованный её вариант, создав первый в мире телескоп-рефрактор. Увеличение телескопа сначала было трёхкратным, позднее Галилей довёл его до 32-кратного.
Сенсационные результаты своих исследований Галилей изложил в серии статей «Звёздный вестник» (1610), вызвав среди учёных настоящий шквал оптических наблюдений за небом. Оказалось, что Млечный путь состоит из скоплений отдельных звёзд, что на Луне есть горы (высотой до
Галилей отметил, что диаметр звёзд, в отличие от планет, в телескопе не увеличивается, а некоторые туманности, даже в увеличенном виде, не распадаются на звёзды; это явный признак, что расстояния до звёзд колоссальны даже по сравнению с расстояниями в Солнечной системе.
Галилей обнаружил у Сатурна выступы, которые принял за два спутника. Потом выступы исчезли (кольцо повернулось), Галилей посчитал своё наблюдение иллюзией и не возвращался более к этой теме; кольцо Сатурна открыл в 1656 году Христиан Гюйгенс.
Эллипсы Кеплера Галилей не принял, продолжая верить в круговые орбиты планет. Причиной этого, возможно, стало чрезмерное увлечение Кеплера мистической нумерологией и «мировой гармонией». Галилей признавал только позитивное знание и не уважал пифагорейство. Лично Кеплера он высоко ценил и вёл с ним оживлённую переписку, однако нигде в своих работах о нём не упоминал.
Изображение в телескопе Галилея было не очень чётким, в основном по причине хроматической аберрации. По этой и по другим причинам сообщение об открытиях Галилея вызвало у многих недоверие и даже насмешки. Галилея также, что было куда неприятнее, обвинили в ереси. Он неоднократно был вынужден ездить в Рим, лично и письменно объясняться с высшим духовенством и инквизицией.
В 1616 году римская конгрегация официально запрещает гелиоцентризм как опасную ересь:
Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира — мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию.
Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остаётся неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения.
Книга Коперника была включена в Индекс запрещённых книг «до её исправления».
Сначала огромный научный авторитет и покровительство знатных особ, включая кардинала Барберини (позднее ставшего папой Урбаном VII) спасали Галилея от репрессий. Но выход в свет «Диалогов о двух главнейших системах мира» (январь-февраль 1632), хотя и разрешённый папской цензурой, вызвал ярость инквизиции и самого папы Урбана, который заподозрил, что именно его вывели в книге под именем простака Симпличио. Несмотря на демонстративно нейтральную позицию автора, доводы коперниканца Сальвиати в книге явно более убедительны, чем его противников. Мало того, в «Диалоге» содержались предположения о бесконечности Вселенной и множественности обитаемых миров.
Уже в августе того же 1632 года «Диалоги» были внесены в пресловутый «Индекс», нерадивого цензора уволили, книгу изъяли из продажи, а в октябре 69-летнего Галилея вызвали в Римскую инквизицию. Попытки тосканского герцога добиться отсрочки процесса ввиду плохого здоровья учёного и чумного карантина в Риме успеха не имели, и в феврале 1633 года Галилей вынужден был явиться в Рим.
Процесс продолжался до июня 1633 года. По приговору, Галилей был признан виновным в том, что он поддерживал и распространял ложное, еретическое и противное Св. Писанию учение. Учёного заставили публично покаяться и отречься от «ереси». Затем его направили в тюрьму, но несколько дней спустя папа Урбан разрешил отпустить Галилея под надзор инквизиции. В декабре он вернулся на родину, в деревню близ Флоренции, где и провёл остаток жизни в режиме домашнего ареста.
Законы Кеплера
До середины XVI века астрономические наблюдения в Европе были не слишком регулярными. Первым проводить систематические наблюдения начал датский астроном Тихо Браге, используя специально для этого оборудованную обсерваторию Ураниборг в Дании (остров Вэн). Он соорудил крупные, уникальные для Европы инструменты, благодаря которым определял положение светил с небывалой ранее точностью. К этому времени не только «Альфонсинские», но и более новые «Прусские таблицы» давали большую ошибку. Для повышения точности Браге применял как технические усовершенствования, так и специальную методику нейтрализации погрешностей наблюдения.
Браге первым измерил параллакс кометы (1577) и показал, что это не атмосферное, как полагали ранее (даже Галилей), а космическое тело. Тем самым он разрушил представление, разделяемое даже Коперником, о существовании планетных сфер — кометы явно двигались в свободном пространстве. Длину года он измерил с точностью до 1 секунды. В движении Луны он открыл два новых неравенства — вариацию и годичное уравнение, а также колебание наклона лунной орбиты к эклиптике. Браге составил уточнённый каталог для 1000 звёзд, с точностью 1'. Но главная заслуга Тихо Браге — непрерывная (ежедневная), в течение 15-20 лет, регистрация положения Солнца, Луны и планет. Для Марса, чьё движение самое неравномерное, накопились наблюдения за 16 лет, или 8 полных оборотов Марса.
Браге был знаком с системой Коперника ещё по «Малому комментарию», однако сразу указал на её недостатки — у звёзд нет параллакса, у Венеры не наблюдается смена фаз (телескопа тогда не было!) и др. Вместе с тем он оценил вычислительные удобства новой системы и в 1588 году предложил компромиссный вариант, близкий к «египетской модели» Гераклида: Земля неподвижна в пространстве, вращается вокруг оси, Луна и Солнце вращается вокруг неё, а прочие планеты — вокруг Солнца. Часть астрономов поддержала такой вариант.
Проверить правильность своей модели Браге не сумел из-за недостаточного знания математики, и поэтому, переехав в Прагу по приглашению императора Рудольфа, пригласил туда (в 1600 году) молодого немецкого учёного Иоганна Кеплера. На следующий год Тихо Браге скончался, и Кеплер занял его место.
Кеплера более привлекала система Коперника — как менее искусственная, более эстетичная и соответствующая той божественной «мировой гармонии», которую он усматривал во Вселенной. Используя наблюдения марсианской орбиты, выполненные Тихо Браге, Кеплер пытался подобрать форму орбиты и закон изменения скорости Марса, наилучшим образом согласующиеся с опытными данными. Он браковал одну модель за другой, пока, наконец, эта настойчивая работа не увенчалась первым успехом — были сформулированы два закона Кеплера:
· Каждая планета описывает эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце.
· Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём заметаемая её радиус-вектором секторная площадь пропорциональна времени обращения.
Второй закон объясняет неравномерность движения планеты: чем ближе она к Солнцу, тем быстрее движется.
Основные идеи Кеплера он изложил в труде «Новая астрономия, или физика неба» (1609), причём, осторожности ради, относил их только к Марсу. Позже в книге «Гармония мира» (1619) он распространил их на все планеты и сообщил, что открыл третий закон:
· Квадраты времён обращения планет по орбите относятся как кубы их средних расстояний от Солнца.
Этот закон фактически устанавливает скорость движения планет (второй закон регулирует только изменение этой скорости) и позволяет их вычислить, если известна скорость одной из планет (например, Земли) и расстояния планет до Солнца.
Кеплер издал свои астрономические таблицы, посвящённые императору Рудольфу («Рудольфинские»).
Через год после смерти Кеплера (1631) Гассенди наблюдал предсказанное им прохождение Меркурия по диску Солнца.
Уже современники Кеплера убедились в точности открытых им законов, хотя их глубинный смысл до Ньютона оставался непонятным. Никаких серьёзных попыток реанимировать Птолемея или предложить иную систему движения больше не было.
Другие открытия XVII века
1612: открытие Туманности Андромеды. Семь лет спустя открыта туманность Ориона.
1647: подробная карта Луны (Ян Гевелий).
1655: Гюйгенс открывает спутник Сатурна Титан, а в следующем году — кольца Сатурна.
1657: первое изложение системы Коперника на русском языке — Епифаний Славинецкий, «Зерцало всея Вселенныя»; эта книга представляла собой перевод «Введения в космографию» И. Блеу.
1665: открытие на Юпитере Красного пятна (Кассини, Гук). Измерен период обращения Юпитера (а в 1666 году — и Марса) вокруг своей оси (Кассини).
1666: вместе с Парижской Академией наук основана и Парижская обсерватория. Кассини становится первым директором этой обсерватории. Из его достижений на новом посту (совместно с Ж. Рише) — первое достаточно точное определение (1671—1673) параллакса Солнца (9.5") и астрономической единицы (140 млн км), открытие «щели Кассини» в кольце Сатурна (1675).
1676: основана Гринвичская обсерватория (Флемстид). Эдмонд Галлей открывает «большое неравенство» Сатурна и Юпитера, а в 1693 году — вековое ускорение Луны. Объяснение этим явлениям через 100 лет дал Лаплас.
В истории науки Галлей знаменит более всего своими исследованиями комет. Обработав многолетние данные, он вычислил орбиты более 20 комет и отметил, что несколько их появлений, в том числе комета 1682 года, относятся к одной и той же комете (названной его именем). Он назначил новый визит своей кометы на 1758 год, хотя самому Галлею не суждено было убедиться в точности своего предсказания.
1687: Исаак Ньютон формулирует закон тяготения и выводит из него все 3 закона Кеплера. Другим важнейшим следствием теории Ньютона стало объяснение, почему орбиты небесных тел немного отклоняются от кеплеровского эллипса. Эти отклонения особенно заметны для Луны. Причиной является влияние других планет, а для Луны — также и Солнца. Учёт этого позволил Ньютону открыть в движении Луны новые отклонения (неравенства) — годичное, параллактическое, попятное движение узлов и др. Ньютон весьма точно вычислил величину прецессии (50" в год), выделив в ней солнечную и лунную составляющие.
Ньютон открыл причину хроматической аберрации, которую он ошибочно считал неустранимой; на самом деле, как позже выяснилось, применение нескольких линз в объективе может существенно ослабить этот эффект. Ньютон пошёл другим путём и изобрёл зеркальный телескоп-рефлектор; при небольшой величине он давал значительное увеличение и отличное чёткое изображение.
XVIII век
1718: Эдмонд Галлей обнаружил собственное движение звёзд (Сириус, Альдебаран и Арктур). Галлей также обратил внимание на «туманные звёзды», обсуждали их возможную структуру и причины свечения. Галлей составил их каталог, позже дополненный Дерхэмом; он включал около двух десятков туманностей.
1727: Дж. Брэдли открыл годичную аберрацию (20,25"), и факт движения Земли получил прямое опытное подтверждение.
Начали появляться первые космогонические гипотезы. Уильям Уистон предположил, что Земля первоначально была кометой, которая столкнулась с другой кометой, после чего Земля стала вращаться вокруг оси, и на ней появилась жизнь; книга Уистона «Новая теория Земли…» (англ. A New Theory of the Earth) получила одобрительные отзывы Исаака Ньютона и Джона Локка. Великий Жорж Бюффон тоже привлёк комету, но в его модели (1749) комета упала на Солнце и вышибла оттуда струю вещества, из которого и образовались планеты. Хотя возмущённая церковь заставила Бюффона письменно отречься от этой гипотезы, его трактат вызвал большой интерес и даже в 1778 году был переиздан. Катастрофические гипотезы появлялись и позднее (Фай, Чемберлин и Мультон, Джинс и Джеффрис).
Чрезвычайно интересные мысли содержались в книге Р. Бошковича «Теория натуральной философии, приведённая к единому закону сил, существующих в природе» (1758) — структурная бесконечность Вселенной, динамический атомизм, возможность сжатия или расширения Вселенной без изменения физических процессов в ней, существование взаимопроникающих, но взаимно ненаблюдаемых миров и др.
1755: философ Иммануил Кант публикует первую теорию естественной космогонической эволюции (без катастроф). Звезды и планеты, по гипотезе Канта, образуются из скоплений диффузной материи: в центре, где материи больше, возникает звезда, а на окраинах — планеты. Математическую основу гипотезы позже разработал Лаплас.
Английский астроном-самоучка Томас Райт первым предположил, что Вселенная состоит из отдельных «звёздных островов». Эти острова, согласно модели Райта, вращаются вокруг некоего «божественного центра» (он, впрочем, допускал, что центров может быть более одного). Райт, а также Сведенборг и позже Кант рассматривали туманности как удалённые звёздные системы.
1757: первое определение масс планет, не имеющих спутников (А. Клеро). Дж. Долланд создаёт первый ахроматический (трёхлинзовый) объектив, опровергнув скептицизм Ньютона в этом отношении.
1766: Иоганн Тициус открывает необъяснимый до сих пор закон планетных расстояний; закон получил широкую известность после работ Иоганна Боде (1772).
1771: экспедиция Питера Симона Палласа обнаруживает в Сибири «Палласово железо».
1784: Дж. Гудрайк предположил, что переменный блеск Алголя вызывается затмениями от другой компоненты этой двойной звезды.
Исключительную роль в развитии астрономии сыграл великий английский учёный немецкого происхождения Уильям Гершель. Он построил уникальные для того времени рефлекторы с диаметром зеркал до 1.2 м и виртуозно ими пользовался. Гершель открыл седьмую планету — Уран (1781) и его спутники (1787), вращающиеся «не в ту сторону» (1797), несколько спутников Сатурна, обнаружил сезонные изменения полярных шапок Марса, объяснил полосы и пятна на Юпитере как облака, измерил период вращения Сатурна и его колец (1790). Он открыл, что вся Солнечная система движется по направлению к созвездию Геркулеса (1783), при изучении спектра Солнца открыл инфракрасные лучи (1800), установил корреляцию солнечной активности (по числу пятен) и земных процессов — например, урожая пшеницы и цен на неё. Но главным его занятием за все тридцать лет наблюдений было исследование звёздных миров.
Он зарегистрировал свыше 2500 новых туманностей. Среди них были двойные и кратные; некоторые были соединены перемычками, что Гершель истолковал как формирование новых звёздных систем. Впрочем, тогда на это открытие не обратили внимания; взаимодействующие галактики были переоткрыты уже в XX веке.
Гершель первым систематически применял в астрономии статистические методы (введённые ранее Мичелом), и с их помощью сделал вывод, что Млечный путь — изолированный звёздный остров, который содержит конечное число звёзд и имеет сплюснутую форму. Расстояния до туманностей он оценивал в миллионы световых лет.
В 1784 году Гершель отметил, что мир туманностей имеет крупномасштабную структуру — скопления и пояса («пласты»); сейчас самый большой пояс рассматривают как экваториальную зону Метагалактики. Разнообразие форм скоплений и туманностей он объяснил тем, что они находятся на разных ступенях развития. Некоторые туманности круглой формы, иногда со звездой внутри, он назвал планетарными и считал скоплениями диффузной материи, в которых формируется звезда и планетная система. На самом деле почти все открытые им туманности были галактиками, но по существу Гершель был прав — процесс звездообразования происходит и в наши дни.
К концу XVIII века астрономы получили мощные инструменты исследования — как наблюдательные (усовершенствованные рефлекторы), так и теоретические (небесная механика, фотометрия и др.). Продолжалось развитие методов небесной механики. По мере увеличения точности наблюдений выявились отклонения движения планет от кеплеровых орбит. Теория учёта возмущений для задачи многих тел была создана усилиями Эйлера, А. Клеро, Лагранжа, но прежде всего — Пьера Симона Лапласа, исследовавшего самые сложные случаи, включая наиболее неясную задачу — устойчивость системы. После работ Лапласа отпали последние сомнения в том, что законов Ньютона достаточно для описания всех небесных движений. Помимо прочего, Лаплас разработал первую полную теорию движения спутников Юпитера с учётом взаимовлияния и возмущений от Солнца. Эта проблема была очень актуальной, так как лежала в основе единственного известного тогда точного метода определения долготы на море, а составленные ранее таблицы положения этих спутников устаревали очень быстро.
XIX век
В начале XIX века стало ясно, что метеоритное вещество имеет космическое происхождение, а не атмосферное или вулканическое, как думали раньше. Были зарегистрированы и классифицированы регулярные метеорные потоки. В
Кроме мелких метеоров, в Космосе обнаружились относительно крупные астероиды (термин предложил Гершель). Первой стала Церера (1801, Пьяцци) — замечена случайно, причислена к кометам и сразу потеряна; к счастью, молодой, но уже великий Карл Гаусс как раз в это время разработал метод определения орбиты по трём наблюдениям, и в 1802 году Г. Ольберс отыскал сначала Цереру, а затем открыл ещё две малые планеты между Марсом и Юпитером, Палладу (1802) и Весту (1807). Четвёртый астероид, Юнона, был обнаружен К. Хардингом (Германия) в 1804 году.
1802: В. Волластон (Англия) изобретает щелевой спектроскоп. В спектре Солнца обнаружены 7 тёмных линий.
1811: Араго изобретает поляриметр и с его помощью доказывает, что солнечная фотосфера — раскалённый газ. Тело же Солнца многие учёные ещё продолжали считать твёрдым и даже холодным.
1814—1815: Й. Фраунгофер обнаруживает 576 тёмных линий в спектре Солнца. Лабораторная линия натрия совпала с тёмной солнечной. Вскоре появляется спектральный анализ.
1834: Выдающийся немецкий астроном Фридрих Вильгельм Бессель доказывает отсутствие атмосферы на Луне (нет рефракции у края лунного диска).
1837: основатель Пулковской обсерватории В. Я. Струве наконец-то уверенно обнаружил годичный параллакс у звезды (0.12" у Веги); в 1838 году Бессель обнаружил и очень точно измерил параллакс у 61 Лебедя, а Т. Гендерсон — для Альфы Центавра. До конца XIX века было измерено около полусотни звёздных параллаксов.
1839—1840: в астрономии начинает применяться фотография (Дагерр и Араго получили снимки Луны). 1842: фотографирование Солнца, 1850: первая фотография звезды (Веги). 1858: первый фотопортрет кометы.
1843: Г. Швабе первым открыл периодичность в изменении числа солнечных пятен и оценил период примерно в 10 лет. В
1845: вступил в строй гигантский рефлектор ирландского астронома У. Парсонса, графа Росса. Сразу обнаружилась ошибка Гершеля — большинство «планетарных» туманностей оказались звёздными скоплениями. В том же году было сделано выдающееся открытие — спиральная структура туманности M51, а вскоре и у десятка других туманностей.
1846: величайшим триумфом ньютоновой механики стало открытие «на кончике пера» восьмой планеты — Нептуна. Честь открытия разделили кембриджский математик Адамс, французский астроном Леверье и наблюдатель — берлинский астроном Галле. Планета была обнаружена всего в 52' от указанного расчётами места. Почти немедленно У. Лассел (Англия) открывает и спутник Нептуна — Тритон.
1851—1852 — лабораторное измерение скорости света; идея Араго, исполнение — Фуко и Физо.
1857: точная шкала звёздных величин (Н. Р. Погсон (англ.)). С 1876 года начат выпуск фотометрических каталогов в новой шкале.
1859: Дж. К. Максвелл обосновал метеоритное строение кольца Сатурна. Леверье открывает необъяснимое вековое смещение перигелия Меркурия. Р. Х. Кэррингтон впервые описывает вспышку на Солнце.
1859—1862: Кирхгоф и Бунзен разработали мощный метод удалённого исследования химического состава внеземных объектов — спектральный анализ. Уже в 1861 году Кирхгоф публикует предварительный химический состав солнечной атмосферы.
1862: открыт предсказанный ещё Бесселем невидимый спутник Сириуса (Сириус-B).
1867: смещённые спектры звёзд в сочетании с принципом Доплера использованы Хаггинсом для определения лучевых скоростей небесных светил.
1868: Н. Локьер открыл в спектре Солнца линию, не соответствующую никакому из известных тогда химических элементов, и назвал этот новый элемент гелием. Позже гелий нашли и на Земле. Локьер обнаружил изменение спектра солнечных пятен в течение 11-летнего цикла солнечной активности, а в
1877: два открытия на Марсе: Асаф Холл (США) открывает Фобос и Деймос, а Скиапарелли — марсианские «каналы».
1879: Дж. Х. Дарвин публикует гипотезу приливного происхождения Луны (отрыва её от Земли). С. Флеминг (Канада) предлагает разделить Землю на часовые пояса. В
1885: первое наблюдение вспышки новой в Туманности Андромеды (позже выяснилось, что это была сверхновая).
1898: У. Г. Пикеринг открывает Фебу, спутник Сатурна, и его удивительную особенность — обратное вращение по отношению к своей планете.
XX век
1902: А. Майкельсон уточняет скорость света (299890 ± 60 км/сек).
1908: У первого внеземного объекта — Солнца — обнаружено магнитное поле (Дж. Хейл, США).
1908—1916: открытие прямо пропорциональной зависимости между периодом и видимой звёздной величиной у цефеид в Малом Магеллановом облаке (Г. Ливитт, США). Руководствуясь этим открытием, Герцшпрунг и Шепли разработали метод определения расстояний по цефеидам.
1912: открытие космических лучей (Гесс, Кольхерстер).
1913: обнаружены необычайно большие красные смещения у спиральных туманностей (В. М. Слайфер, США).
1914—1919: теория пульсации цефеид (Шепли, Эддингтон).
1916: открыта «летящая» звезда Барнарда (Э. Э. Барнард, США).
1916—1918: теория внутреннего строения звёзд (Эддингтон).
1918: модель Шепли структуры Галактики, выведенная из наблюдений; правильно определены диаметр и положение центра; неожиданно для всех выяснилось, что Солнце находится на краю Галактики.
1919: создание Международного астрономического союза.
1923: открытие 22-летнего цикла магнитной активности Солнца и перемены знака полярности пятен (Дж. Хейл, США). Установление зависимости «масса-светимость» для звёзд — Герцшпрунг (Дания), Рессел (США), Эддингтон (Англия).
1924—1926: теория лучистого равновесия звёздных недр (Эддингтон).
1925—1934: открытие углекислого газа на Венере (Адамс, Сент-Джон и Данхем, США).
1926—1927: на основе анализа движения звёзд Б. Линдблад и Я. Оорт устанавливают вращение Галактики.
1927: Ж. Леметр публикует свою гипотезу расширения Вселенной.
1929: установлен закон Хаббла.
1930, 19 февраля: открыт Плутон (К. Томбо, США).
1931: гипотеза Артура Милна — после взрыва новой остаётся белый карлик. В 1934 году Бааде и Цвикки высказывают предположение, что после взрыва сверхновой остаётся нейтронная звезда.
Начало 1930-х гг.: Цвикки делает заключение о существовании во Вселенной скрытой массы.
1934: Паренаго и Б. В. Кукаркин предсказывают, что вскоре взорвётся звезда T Северной Короны; это действительно произошло в 1946 году.
1942: Мейолл и Оорт выясняют, что Крабовидная туманность — остаток от взрыва сверхновой 1054 года. Составлена первая радиокарта неба (Ребер).
1945: красное смещение подтверждено и в радиодиапазоне (М. Райл, Англия).
1950: гипотеза Оорта о существовании на краю Солнечной системы (100—150 тыс. а. е.) сферического слоя комет — «облака Оорта».
1951: доказана спиральная структура нашей Галактики.
1955—1956: регистрация радиоизлучения Венеры, Юпитера и кометы Аренда-Роллана.
1957: начало космической эры. Появилась возможность запуска космических лабораторий. Значение этих достижений астрономии трудно переоценить. Запуск искусственных спутников Земли. (1957, СССР), космических станций (1959, СССР), первые полёты человека в космос (1961, СССР), первая высадка людей на Луну (1969, 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 далёким планетам Солнечной системы.
1958: открытие радиационных поясов Ван-Аллена. Н. А. Козырев отмечает в лунном кратере Альфонс признаки вулканической деятельности.
1959: радиолокация Солнца (США). Станция Луна-2 не обнаруживает у Луны магнитного поля. Получены первые фотографии обратной стороны Луны.
1961—1964: радиолокация Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера (СССР и США). Уточнены величина а.е. и период вращения Венеры вокруг Солнца, определены период осевого вращения Венеры (оказался обратным), температура и физические характеристики поверхности планет.
1965: открытие реликтового излучения. Первые фотографии поверхности Марса (Маринер-4).
1967: исследование атмосферы Венеры со спускаемого аппарата Венера-4.
1969: высадка Аполлона-11 на Луне.
1971: первая мягкая посадка на Марс (Марс-3).
1974: сенсационный вывод С. Хокинга о возможности «испарения» чёрных дыр.
1975: первая фотопанорама поверхности Венеры (Венера-9,10).
1975: фотографии Фобоса, Деймоса и поверхности Марса (Викинг-1, 2).
1977: открытие колец Урана. Запуск Вояджера-2, передавшего неоценимую информацию о внешних планетах: Юпитер (1979, обнаружены кольца), Сатурн (1981), Уран (1986, 10 новых спутников), Нептун (1989).
1978: открытие Харона, спутника Плутона (Дж. У. Кристи, США).
1986: исследование кометы Галлея АМС Вега-1, 2 и Джотто.
Заключение
Астрономия это наука о небесных объектах (таких как звезды, планеты, кометы и галактики) и феноменах, которые происходят за пределами атмосферы Земли (таких как, солнечное сияние и космическая радиация). Она сосредоточена на эволюции, физике, химии, метеорологии и движении небесных тел, равно как и на вопросах формирования и развития вселенных. В переводе с греческого астрономия это «закон звезд». Астрономия – одна из старейших наук.
Астрономы ранних цивилизаций занимались методическими наблюдениями за ночным небом. С тех пор сохранились некоторые астрономические устройства. Однако, как бы то ни было, изобретение телескопа пришлось на период более ранний, нежели появление современной науки.
С начала двадцатого века поле профессиональной астрономии разделилось на два подразделения: наблюдательная астрономия и теоретическая астрофизика. Наблюдательная астрономия сконцентрирована на сборе информации, для чего необходимо создавать инструменты и пользоваться ними, а также уметь обрабатывать результаты. Теоретическая астрофизика сфокусирована на внедрении результатов наблюдений в компьютерные или аналитические модели. Эти два подразделения дополняют одно другое: теоретическая астрофизика пытается объяснить результаты наблюдательной астрономии. Астрономические наблюдения могут использоваться для опробования фундаментальных теорий в физике, как, например, теории относительности.
Исторически так сложилось, что астрономы-любители участвовали во многих значимых открытиях. Астрономия это одна из немногих наук, где аматоры до сих пор играют важную роль, особенно в том, что касается наблюдений за конкретным феноменом.
Современную астрономию не стоит путать с астрологией – системой верований, утверждающей, что человеческие дела зависят от положений небесных тел. Хотя эти две сферы произошли из одного источника, большинство сторонников той или иной науки отдают себе отчет в том, что это две совершенно различных системы.
Невзирая на то, что астрономия помогла человечеству сделать огромный скачок в понимании вселенной и ее законов, все еще остается несколько вопросов, на которых не найден ответ. Возможно, ответить на них можно будет тогда, когда построятся новые устройства, как на Земле, так и в космосе, и произойдет ряд открытий в теоретической и экспериментальной физике. Среди таких вопросов – происхождение спектра звездной массы, существование жизни во вселенной, в частности, жизни разумной, разъяснение парадокса Ферми, природа темноты, временной период существования вселенной и конкретная цель ее существования.
Литература
1. O.Neugebauer: The History of Ancient Astronomy: Problems and Methods.
2. Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира). Изд. МГУ, 1989.
3. Герасютин С. А., Левитан Е. П. России звездные сыны: Малая энциклопедия космонавтики. – М.:Гелиос, 2001.
4. Климишин И. А. Элементарная астрономия. – М.:Наука, 1991.
5. Левитан Е. П. Астрономия от А до Я: Детская энциклопедия . – М.: Аргументы и факты, 1999.
6. Моше Д. Астрономия. – М.: Просвещение , 1995.
7. Ефремов Ю. Н. В глубины вселенной . – 3-е изд. перераб. и дополн. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической лиературы, 1984. – 224 с.
