Развитие астрономии в 20 веке кратко
Обновлено: 08.07.2024
Здравствуй, дорогой читатель. В школах опять появляется астрономия, представляете? Эта наука долго не могла толком проникнуть в среднее образование, многие дети и взрослые не знают даже планеты Солнечной системы! Сегодня я расскажу вам, что за наука – астрономия и какая история развития астрономии. Итак!
Что такое астрономия и почему она не астрология
В Древнем Мире пытливый ум человека смотрел вниз и наверх. Те, кто смотрел себе под ноги, развивали физику, архитектуру и другие прикладные науки.
Смотрители неба видели звезды, которые двигались по определенным траекториям, пропадали старые и появлялись новые. Магия творилась на ночном небе, но она помогала ориентироваться в море и считать дни.
Астрономия считается одной из древнейших наук, едва человек вышел за пределы своей деревни, как ему понадобились ориентиры. А календарь был нужен для счета времени, посевов и религиозных обрядах. Старейшее задокументированное упоминание науки о звездах относят к 9 тысячелетию до нашей эры.
В широком смысле, астрономия – наука о Вселенной. Если вначале астрономы наблюдали звезды, то позже открывали планеты солнечной системы, их спутники.
А чем же отличается астрология? И почему астрономия – круто, а астрология попахивает шарлатанами? Во все времена люди желали сделать свой мир более предсказуемым.
Боги, религии, гадания… и однажды решили, что небесные тела обязаны влиять на судьбу человека. Этим и занимается астрология – просчитывает, как звезды и планеты влияют на нашу судьбу. Объективных доказательств правдивости науки нет, так что это вопрос веры. А вера, то есть мысли, материальна.
Астрономия в древнем мире
Звучит как тема доклада, нет? Или школьной презентации. В древности наука была не слишком абстрактна. Люди видели, что есть смена дня и ночи, смена фаз луны, влияние луны на Землю, времена года.
Обыденные для нас вещи, которые тоже надо было заметить, осознать и привести к общему пониманию. Люди обозначили день, ночь, сутки, месяц и год. Примерно, конечно, но это было важно для развития науки дальше.
В то же время зародилась астрология. Смотрите, что случилось. Человек наблюдает за небом. На нем есть звезды, которые из ночи в ночь неподвижны или предсказуемо меняют свое положение. И появляются новые тела.
До телескопа было далеко, но простые измерительные приборы, используемые и геодезистами, люди использовали. Тогда изобрели солнечные часы и другие способы измерять время и дни.
Астрономические открытия есть у каждой древней цивилизации, от Китая и до Египта. В основном приходили к одним выводам примерно в одно время, так что выделить кого-то сложно.
Ну максимум вавилонян, они придумали 7-дневную неделю, мы ей до сих пор пользуемся. Длина года разнилась и не соответствовала современной, хотя многие пришли к относительно верной цифре, например китайцы и египтяне.
Средние века
На смену любопытных греков, римлян и египтян пришли варвары и мусульмане, которые опосредованно вызвали деградацию науки в средние века.
В Европе наука была фактически уничтожена религией. Но полностью не заставишь людей перестать думать. И все равно находились исследователи и ученые. Они были вынуждены подгонять свои наблюдения под точку зрения, которой придерживалась церковь. Это ограничивало развитие, но оно все же шло.
Другое дело в исламских странах. Из-за удачного географического расположения, они не только отрезали Европу от древних цивилизаций, но и сами стали их преемниками.
Сначала наука просто переводила на арабский язык все то, что написали греки, египтяне, индусы и другие народности, которые ранее жили на этих территориях. А на основе их знаний развивали свои по математике, физике, астрономии и других.
Арабам мы обязаны первыми обсерваториями, созданием первой системы астрономических постоянных и инструментарию. Они достаточно точно просчитали многие расстояния и углы наклона, которые непрофессионалу мало что скажут. Но эти данные использовались вплоть до Нового времени.
Возрождение и Новое время
На смену упадку пришло Возрождение. В искусстве, науке и, конечно, астрономии. Помните Коперника, Галилея? Эти уникальные умы жили как раз в эпоху Возрождения. Фокус научных открытий уходит от арабских стран и возвращается в Европу.
Коперник предложил солнечную систему с Солнцем в центре. Его система имела много погрешностей и неточностей, но простота изложения и понятная концепция сделала ее прорывной. Доказывать домыслы Коперника взялся Галилей, попутно изобретя первый в мире телескоп.
Открывались планеты, звезды, спутники. Галилей даже сумел разглядеть рельеф Луны и Сатурна. Часть идей церковь, тогда еще имевшая безграничную власть, принимала, часть отвергала. Но остановить маховик науки у нее уже не получилось.
Одновременно с Галилеем работал Кеплер. Сейчас один из крупнейших телескопов назван в его честь. Кеплер вывел два закона. Один гласил, что планеты описывают вокруг Солнца не круг, а эллипс. И второй, что по прохождению этого эллипса скорость планет меняется. А позже и формулу для вычисления расстояния между планетой и Солнцем, также для расчета скорости вращения планеты.
Это титаны астрономии, а единичные открытия совершали сотни людей. Кольца Сатурна, спутники, физические данные планет и звезд. Максимум можно выделить Ньютона, который кроме законов в физике открыл закон всемирного тяготения.
Кометами занимался Галлей, комета, названная в его честь, частенько мелькает в новостях и на небосводе. Кстати, именно тогда основали обсерваторию в Гринвиче.
Этот период закончим 18 веком. Тогда совершенствовались телескопы и другое оборудование, уточнялись одни цифры и рассчитывались другие. Философы начали предлагать теории возникновения Земли и Вселенной в целом. Доказывались более ранние гипотезы.
19 век
Развивали полученные в 18 веке технологии, строили обсерватории, в том числе в южном полушарии. Начали изучать звезды не только визуально, но и фотометрически. С помощью инфракрасного излучения и полученных спектров, определяли, из чего состоит Солнце и другие звезды. Потом этим исследованиям помог спектральный анализ.
Именно в 19 веке ученые поняли, что невозможно охватить всю астрономию в одиночку. Появлялись подотрасли. Например, отделились исследователи метеоров.
Просчитали и определили все 9 планет солнечной системы, а также пояс астероидов на месте планеты, которая должна быть там по расчетам, но почему-то отсутствовала в реальности.
И астрономы начали пользоваться фотографиями. Теперь можно было зафиксировать не только памятное событие, но и звезду, спутник или любое другое событие. Фотографии позволяли использовать одно наблюдение тысячам ученых.
Из любопытных открытий 19 века еще нужно сказать, что впервые зафиксировали часовые пояса на всей планете. А еще астрономия перешла из обсерваторий в тетради – появилась астрофизика.
Еще в период Возрождения астрономы многие теории рассчитывали на бумаге и потом подтверждали или опровергали наблюдениями. Но посмотрите во что это превратилось сейчас – компьютер сам фотографирует рассчитанные места космоса, а люди и вовсе не вылезают из-за своих ноутбуков.
20 век
Вот он, расцвет астрономии. Если бы у нас была сводка за весь 21 век, то нынешнее время продуктивнее будет. Ну а пока 20 век – время наибольшего развития астрономии.
Начался век с того, что в 1902 году рассчитали точную скорость света. Ю-ху, теперь расстояния до планет можно еще раз уточнить и подтвердить старые данные. Чуть позже открыли магнитное поле за пределами Земли и предложили теорию строения звезд.
Теоретически изучали звезды и планеты, определяли атмосферы, рассчитывали массы вселенной и теоретическую ее форму. В общем, всем было чем заняться. Вплоть до 1957 года, когда запустили первый искусственный спутник Земли. Тогда ученые разделились на два фронта: одни продолжили изучать вселенную, а другие переключились на человека.
В 61 году человек полетел в космос и понеслось. Корабли отправляли на Венеру, Марс и дальше. Не забывали и Луну. В общем, солнечная система превратилась из просто интересной штуки в потенциально полезную для человека.
21 век
Человек так и не долетел до Марса, хотя Илон Маск и обещает обратное. Ну, подождем. Сейчас же у нас практически рейсовый автобус до Марса, ежедневно запускаются спутники. В атмосфере Марса спутников примерно как в 70-е года прошлого века в атмосфере Земли.
Хокинг рассчитывал феноменальные и новые мысли, аппаратура их подтверждала. Астрономия частично вернулась в область прикладной науки, а частично стала совсем абстрактна – за формулами уже совсем не видно звезд.
Такая краткая история астрономии. Вы ее изучали в школе? А может, сможете назвать все 8 (или 9?) планет нашей системы? Пишите в комментариях, что думаете про статью и есть ли у вас знакомые астрономы.
ГОСТ
К новейшей астрономии можно отнести астрономию 20-го и начала нынешнего, 21-го веков.
Астрономия 20-го века
Характерной особенностью астрономии 20-го века является значительное развитие технических средств, используемых для наблюдения небесных объектов.
Появляются огромные рефлекторные телескопы, у которых вместо прежних, металлических зеркал, подверженных в результате окисления быстрому замутнению, установлены посеребрённые или с вакуумным алюминиевым покрытием зеркала из стекла. С течением времени происходит всё большее увеличение диаметров зеркал (до 6м). Приборы с такими приёмниками света позволяют исследовать светила, имеющие 25-ую звёздную величину, яркость которых составляет одну тысячную от звёзд 1-ой величины.
Большой прогресс получен в разработке новейших видов принимающих и фиксирующих излучение устройств. Достигнуто многократное увеличение восприимчивости фотоэмульсий и их спектрального диапазона. У фотоэлектронных мультипликаторов (оптико-электронных) устройств, новые способы электронного фотографирования и телетрансляции существенно увеличили чистоту и восприимчивость фотометрических исследований и значительно расширили область спектра изучаемых излучений. Усовершенствование приборов для исследования спектра дало возможность иметь сверхбольшую дисперсию спектрограмм и замечать слабые спектральные излучения далёких звёзд и галактических систем.
Тридцатые годы 20 века ознаменованы появлением новой области астрономической науки - радиоастрономии, это было обусловлено тем, что большое число небесных объектов имеет малую длину волны диапазона области излучения (миллиметры или метры). В 60-тые годы происходит открытие квазаров (излучающие объекты с красным гравитационным смещением, являющиеся активными ядрами галактических систем) и пульсаров, испускающих излучение в радио-спектре с различной мощностью и периодичностью около одной секунды. Радиоастрономия дала данные о том, как распределен водород в пространстве между звёздами и подтвердила галактическое устройство в форме спирали.
Готовые работы на аналогичную тему
Энергия звёзд, в частности Солнца, генерируется в их недрах ядерными процессами при температурах, достигающих десятков млн. градусов, что сопровождается выделением особых частиц огромной проницающей способности, т. н. нейтрино. Изучение ядерных процессов, имеющих место на звёздах, вызывающих испускание нейтрино, дало толчок к появлению ещё одного астрономического раздела (им является нейтринная астрономия).
Совершенствование вычислительных приборов обновило исследовательский аппарат в таких областях астрономии как астрофизика и небесная механика. На новый уровень вышли солнечные исследования. Довольно подробно была выявлена химическая структура Солнца. Новая методология и приборы предоставили возможность наблюдения короны Солнца в любой безоблачный день, а не только в дни затмения.
Были уточнены звёздный ход и расстояния до космических тел. Фотометрия, посредством совершенствования способов определения звёздной светимости, основанных на спектральных характеристиках, позволила определять расстояния до очень дальних объектов.
Большое развитие получило изучение звёзд переменной величины, причём значительный вклад в этот процесс внесли труды российских астрономов.
В изучении звёздных систем и характера звёздного эволюционирования важнейшее значение придаётся соотношению звёздной светимости и класса спектра светила, которое задано в диаграмме Герцшпрунга-Раселла. Это соотношение даёт возможность намного лучше понять пути звёздной эволюции. Физика современности способствовала нахождению и изучению источников энергии звезд, и формированию звёздной эволюционной теории, исходя из внутризвёздных ядерных реакций. Одновременно, астрофизика оказала существенное влияние на развитие атомной физики.
В середине 20-го века появился новый объект исследований - магнитные поля в межзвёздном пространстве. Если прежние теории мироздания учитывали только силы инерции и гравитации, в 20-ом веке стали учитывать давление света и силы магнитного поля.
Астрономия начала 21-го века
В настоящее происходит продолжение поступательного развития астрономической науки.
В 2013 году было подтверждено наличие около двадцати миллиардов экзопланет (планет обладающих параметрами схожими с земными), расположенных только в нашей Галактике. На этих планетах не исключена возможность появление жизни.
Так как Вселенная содержит миллиарды галактических систем, то число планет с теоретической пригодностью для жизни может достигать квинтиллионов.
В то же 2013 году обнаружилось столкновение пары звезд, результатом коего стало образование огромного количества золота, вес которого многократно превышает лунную массу.
Изучение Ио, вулканического спутника Юпитера, показало процесс формирования на нём гор, причём гор одиночных, а не цепных.
С применением инфракрасного телескопа было открыто ещё одно из колец Сатурна, расположенное на расстоянии 3,7-11,1 миллионов километров над планетарной поверхностью и имеющего вращение обратное другим кольцам.
Кроме перечисленных, было еще сделано огромное количество различных открытий.
Рисунок 1. Плутон и его спутник Харон. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Развитие астрономии в 20 веке
Астрономия современности. Астрономия в 20 веке.
Астрономия в 20 веке характеризуется огромным развитием техники наблюдений. Строят большие рефлекторы, в которых быстро темнеющие металлические зеркала заменены стеклянными, посеребрёнными химическим путём либо покрытыми слоем алюминия катодным распыливанием в высоком вакууме. В США в 1908 сооружен рефлектор с зеркалом диаметром 152 см, 254 см в 1917, 508 см в 1948, 305 см в 1959. В СССР в 1960 вступил в строй рефлектор с зеркалом в 260 см, монтируется рефлектор с зеркалом диаметром 600 см. Таким инструментам с современными светоприёмниками становятся доступными звёзды до 25-й звёздной величины, которые в 1010 раз слабее наиболее ярких.
Большие успехи достигнуты в создании новых типов приёмников излучения. Во много раз повышена чувствительность фотоэмульсий и расширена их спектральная область. Фотоэлектронные умножители, электронно-оптические преобразователи, методы электронной фотографии и телевидения (телевизионные телескопы) значительно повысили точность и чувствительность фотометрических наблюдений и ещё более расширили спектральный диапазон регистрируемых излучений. Совершенствование спектральной аппаратуры позволило, с одной стороны, получать спектрограммы с очень высокими дисперсиями, а с другой — регистрировать спектры очень слабых светил. Стал доступным наблюдению мир далёких галактик, находящихся на расстояниях млрд. световых лет.
В 30-х гг. 20 в. возник новый, быстро развивающийся раздел астрономии — радиоастрономия: было обнаружено, что из многих точек небесной сферы к нам приходят электромагнитные излучения в диапазоне от миллиметровых до метровых волн. Многие из этих источников излучения были отождествлены с галактиками. Но в 60-х гг. были найдены практически точечные мощные источники, которыми оказались слабые объекты с необычными оптическими спектрами без тёмных линий поглощения и лишь немногими светлыми эмиссионными линиями. Последние удалось отождествить с линиями водорода и некоторых других элементов, очень сильно смещенными в сторону длинных волн; красное смещение, будучи истолковано как эффект Доплера, свидетельствует об их огромной, составляющей миллиарды световых лет удалённости. Эти загадочные объекты, излучение которых, по-видимому, имеет синхротронную природу, получили название квазаров. Ещё более загадочны источники радиоизлучения переменной мощности с периодами порядка секунды, названные пульсарами. С помощью радиоастрономических наблюдений изучено распределение межзвёздного водорода в Галактике и подтверждено её спиральное строение.
Энергия звёзд, в частности Солнца, генерируется в их недрах ядерными процессами при температурах, достигающих десятков млн. градусов, что сопровождается выделением особых частиц огромной проницающей способности, т. н. нейтрино. Их исследование привело к возникновению ещё одной отрасли — нейтринной астрономии. Новейшая вычислительная техника нашла широкое применение в обработке наблюдений и открыла новые возможности в небесной механике и астрофизике, в частности при вычислении движения искусственных спутников и межпланетных ракет. Значительных успехов достигли исследования Солнца. Использование специальных фильтров, пропускающих очень узкую полосу спектра, позволило изучить распределение и движение отдельных элементов — водорода, гелия, кальция в солнечной хромосфере. Благодаря разработке специальной методики и аппаратуры стало возможным наблюдать солнечную корону вне затмений — в ясный день, а Зеемана явление дало возможность изучать магнитные поля на Солнце, определяющие ряд явлений как на Солнце, так и на Земле.
Получено много новых сведений о движениях звёзд и расстояниях до них. Однако прямой тригонометрический метод определения параллаксов даже при современной точности измерений ограничен расстояниями, примерно до 100 парсек. Разработанные методы определения светимости звёзд по характеру их спектра позволили фотометрическим путём определять расстояния до значительно более удалённых звёзд. Наконец, пульсирующие переменные звёзды — цефеиды, период изменения блеска которых тесно связан со светимостью, также явились объектами, позволяющими определять расстояния до удалённых звёздных скоплений, галактик, где эти звёзды наблюдаются. Особенно широко развилось исследование переменных звёзд, в значительной мере благодаря работам русских и советских учёных. Международный центр, систематизирующий эти исследования, теперь находится в Москве.
Большой интерес представляет явление, теоретически предвиденное советским учёным А. А. Фридманом в 1922 и исследованное американским астрономом Э. Хабблом в 1929, которое состоит в том, что линии спектра далёких галактик смещены в красную сторону (т. н. красное смещение). Если это смещение трактовать как эффект Доплера, то оно свидетельствует об удалении галактик со скоростями, пропорциональными их расстоянию, т. е. об общем расширении наблюдаемой части Вселенной. Что касается нашей Галактики, то удалось определить её размеры, общую массу и выяснить, что Солнце расположено в ней далеко от центра. Вращение Галактики было обнаружено на основе статистического анализа русским астрономом М. А. Ковальским в 1859 и детально исследовано голландским астрономом Я. Оортом в 1927.
Огромное значение для исследования звёздной системы и эволюции звёзд имеет зависимость светимости звёзд от спектрального класса, выражающаяся диаграммой Герцшпрунга — Ресселла и позволяющая составить более полные представления о путях развития звёзд. Успехи современной физики помогли найти и изучить источники звёздной энергии и разработать теорию эволюции звёзд на основе ядерных процессов, совершающихся в их недрах. В свою очередь, результаты астрофизических исследований значительно способствовали успехам ядерной физики. Эволюционные идеи в А. появились намного раньше, чем в других естественных науках. Сформулированная ещё в 1755 И. Кантом космогоническая гипотеза ясно отражала эту мысль. Постепенно формировалось сознание того, что мир произошёл не в результате единовременного акта творения, а что образование звёзд, планетных систем и других небесных объектов есть постоянный процесс, совершающийся и в настоящее время. Подтверждением этого явились закономерности звёздных ассоциаций, изучение которых начато В. А. Амбарцумяном в 1946. Эти объекты состоят из широко рассеянных групп сравнительно молодых звёзд совместного происхождения, возраст которых оценивается в несколько миллионов лет, тогда как возраст Солнца исчисляется миллиардами лет. Начато изучение ещё одного важного космогонического фактора, играющего большую роль в процессах, совершающихся в межзвёздной среде. Это — межзвёздные магнитные поля. В то время как раньше космогонические теории строились с учётом лишь инерциальных сил и сил всемирного тяготения, теперь принимаются во внимание также и другие воздействия — световое давление и магнитные силы.
Астрономия и космология считалась довольно спокойной наукой. Это было связано с отсутствием активного инструмента для изучения Вселенной. Однако научные открытия в последние десятилетия полностью изменили эту картину.
Активные галактики
В прошлом веке были обнаружены так называемые активные галактики. Эти галактики излучают невероятно огромное количество энергии, которая свидетельствует о том, что на самом деле взрываются ядра.
Затем в 1962 году открыты квазары (квази звездные радиоисточники) и показано, что квазары наиболее светящиеся объекты во Вселенной. Было обнаружено, что некоторые из них находятся на расстоянии миллиардов световых лет, и что они должно быть чрезвычайно активные ядра галактик.
Вскоре после этого в 1967 году, были обнаружены пульсары (пульсирующие звезды). Пульсары являются звездами, выделяющие очень короткие всплески излучения на удивительно точной частоте. Ученые объяснили их как вращающиеся нейтронные звезды, которые имеют диаметр лишь около 16 километров и которые испускают пучок излучения как маяк. Их плотность настолько велика, что часть пульсара размером с мяч будет весить как океанский лайнер, а продолжительность свечения может быть с тысячную долю секунды.
Ранее в 20 веке было постулировано существование чёрных дыр, которые являются областью пространства-времени, но плотнее, чем нейтронные звёзды. Однако косвенные свидетельства их существования доказано лишь в начале 1970-х. Черные дыры трудно обнаружить, потому что их гравитационное поле достаточно сильное, и оно не выпускает все излучения. В 1964 году открытие чрезвычайно единообразного космического микроволнового фонового излучения убедило большинство астрофизиков что Вселенная имеет конечный возраст и возникла как гигантский взрыв около 15 или 20 млрд лет назад в результате так называемого большого взрыва.
Инструменты наблюдения Вселенной
Все эти достижения в области астрономии и космологии стали возможны с помощью новых инструментов наблюдения. В 20 веке крупнейшим был только 5-метровый оптический телескоп. С тех пор наземные оптические телескопы увеличились в четыре раза и даже более крупные находятся в стадии строительства. Кроме того в 1990 году, космический телескоп Хаббл был направлен на орбиту. Он предоставил множество новой полезной информации о нашей Вселенной, например, как радиация не должна пройти через атмосферу Земли.
Спутники для исследований
Начало космической эры произошло в 1957 году, когда был запущен первый спутник. Только спустя два года советская межпланетная станция смогла достичь небесный объект Луну. Луну обогнул беспилотный космический корабль, который послал фотографии оборотной стороны, которую никогда не видел человек. Эта миссия также подтвердила предсказания, которые были сделаны немного раньше: что солнце, в дополнение к его электромагнитному излучению, также испускает поток частиц различной интенсивности, так называемый Солнечный ветер. Это знание оказалось важным, потому что солнечный ветер влияет на атмосферу Земли.
В 1961 году был выполнен первый пилотируемый космический полет. С начала 1960-х спутники связи были отправлены на орбиту, делая возможным беспроводную связь во всем мире. За тот же период планетарные зонды были запущены в космос. Они предназначены для прохождения вблизи планет и затем отправку обратно информации о них. Со всех планет Солнечной системы с помощью зондов снята информация, которая значительно увеличила наши знания о них. Это было бы невозможно только наземными исследованиями и действительно привело к некоторым удивительным открытиям. Например, один из спутников Юпитера имеет вулканическую активность, первый случай, когда-либо наблюдаемый. Сложный рисунок радиационных поясов вокруг Земли теперь называется магнитосферой и показано, что магнитосфера имеет весьма важное значение для различных видов деятельности на земле.
Посадка на Луну и планеты зондов все возрастающей сложности начались с середины 60-х годов и продолжаются сегодня. Некоторые из них передали образцы, делая возможным углубленный химический анализ их состава. В 1969 году первый человек ступил на Луну, только двенадцать лет после того, как был запущен первый спутник.
Метеорологические и навигационные спутники
Хотя часто утверждается, что космические исследования имеют значение для наиболее насущных потребностей общества, и что космические исследования просто управляются национальным тщеславием и любопытством ученых, важно не упустить огромные преимущества таких исследований для людей во всем мире, особенно в сочетании с технологическим прогрессом в других областях.
Простым примером является разработка метеорологических спутников, которые стали незаменимыми для слежения за ураганами и другими природными катаклизмами. Так как эти катаклизмы еще потенциально разрушительны, своевременное предупреждение их спасло много жизней и помогли избежать неисчислимого материального ущерба. Еще одним примером является значение спутников Земли, которые стали неотъемлемой частью сбора геологических данных и предоставляют нам средства оценки ресурсов земли. Кроме того эти спутники передают информацию о лесных культурахи их росту и урожайности, другую практическую информацию, например о степени болезни сельскохозяйственных культур.
Огромное значение в последнее время имеет система глобального позиционированная разработанная с применением спутников Земли.
Таким образом, астрономия и космология с космическими исследованиями имеют огромное значение для решения наиболее насущных потребностей человечества
Читайте также: