Астроном – профессия прошлого, настоящего и будущего
Астроном - профессия прошлого, настоящего или будущего
Гречаный Андрей
«в» класс, 534 школа
Введение
Почему я выбрал тему «Астроном-профессия прошлого настоящего или будущего»? Мне нравится труд астронома, я обожаю астрономию. В астрономии очень много вопросов, задаваемых простыми людьми и самими астрономами, основанные на словах есть ли и сколько, например: «Есть ли инопланетяне?» или «Есть ли у Вселенной граница?». Есть три раздела: жизнь, вживание и неизбежность. Жить и выживать очень тяжело, а о неизбежности можно только догадываться. Астрономы пытаются догадаться.
Астрономия прошлого
Астрономия каменного века
астрономия наука профессия
Общеизвестно, что многие древние сооружения ориентированы по странам света, но только сравнительно недавно учёные обратили внимание на археологические памятники, одной из основных целью которых было наблюдение небесных светил. Доисторические обсерватории были сооружениями-инструментами, т.е. отмечали места восходов и заходов светил. Такие сооружения обнаружены повсюду.
Солнцепоклонники верили: для того чтобы Солнце не перестало освещать Землю его надо умилостивить. Так возник храм. Однако Солнце было не только богом, но и первым надёжным ориентиром, поэтому к нему мог иметь отношение не только круг камней, но и отдельный установленный вертикально высокий камень. Такие камни были одновременно и первыми часами, и компасом, и календарём. Каменные сооружения такого типа называются мегалитами (от греч. «megas»-«большой» и «lythos»-«камень»).
Наиболее древним в Европе мегалитическим памятником, связанным с астрономией, считается Нью-Грейндж. Он был найден в Ирландии. Это сооружение из белых и серых камней, внутри которого находится узкий коридор, ведущий в небольшую комнату. Тоннель ориентирован на юго-восток точно на место восхода Солнца в день зимнего солнцестояния. Стены Нью-Гренджа расписаны узорами из кругов и спиралей, символизировавшими кольца времени.
Ньюгрейндж был храмом Солнца и времени. В его функции входила лишь одна астрономическая операция: определение начала года, которое его строители связывали с 21 декабря. Датируется Нью-Грендж примерно 3000 г. до н.э.
Стоунхендж (англ. Stonehenge, букв. «каменный хендж». Хендж вид ритуальных памятников, встречающихся только на Британских островах. Он состоит из округлого пространства, ограниченного рвом, с внешней стороны которого насыпан вал.) - внесённое в список Всемирного наследия каменное мегалитическое сооружение находится на юге Англии.
Первые исследователи связывали постройку Стоунхенджа с друидами, раскопки, однако, отодвинули время создания Стоунхенджа к новокаменному и бронзовому векам. Современная датировка элементов Стоунхенджа основана на радиоуглеродном методе и показала, что наиболее древние части сооружения относятся к 3020-2910 гг. до н. э.
Ещё авторы XVIII века, что положение камней можно увязать с астрономическими явлениями. Выяснилось, что Стоунхендж был гигантской обсерваторией, построенной для того, чтобы следить за движениями Солнца и Луны. С его помощью решалась важнейшая задача - определение дня летного солнцестояния, когда Солнце восходило на северо-востоке, максимально близко к точке севера. От него начинали вести счет времени на целый год. Также при помощи камней определялся день зимнего солнцестояния, производились наблюдения заходов Солнца в дни летнего и зимнего солнцестояния.
Отдельные камни Стоунхенджа использовались для наблюдений Луны и предсказывания лунных затмений, которые считались опасными.
В республике Хакасии есть похожее место - Салбыкские курганы в Долине царей.
Астрономия Древних Цивилизаций
Еще в незапамятные времена неизвестными нам в настоящее время наблюдателями на звездном небе были выделены отдельные яркие группы звезд, названные в последующем созвездиями. Тогда же среди «неподвижных» звезд, что не изменяют взаимные положения на небе и расположенных в постоянных созвездиях, были найдены семь подвижных светил. Они переходят из созвездия к созвездию, в то же время оставаясь в пределах узкой зоны, которая делит звездное небо. Этими светилами были Солнце, Луна и пять планет - Меркурий. Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Развитие астрономии протекало в борьбе между двумя теориями миропонимания. Первая из них - геоцентрическая теория - полагала, что в центре шара неподвижно покоится Земля, солнце, звезды и планеты обегают вокруг нее. Эту теорию, господствовавшую на протяжении многих столетий, защищала и отстаивала церковь.
Вторая система - гелиоцентрическая считала, что в центре мира находится Солнце, вокруг которого вместе с другими планетами движется Земля. Дальнейшее развитие этой теории создало основу современной астрономии.
Почти три тысячи лет назад в долинах рек Тигра и Евфрата достигло расцвета одно из древнейших культурных государств - Вавилон. Занятия астрономией в Вавилоне были сосредоточены в руках жрецов, которые накопили значительный запас астрономических сведений. Однако в своем миропредставлении вавилонские жрецы пренебрегали накопленным астрономическим опытом; свою систему мира они приспособили к требованиям религии.
По учению вавилонских жрецов. Земля представляет собой круглую гору, накрытую куполом небесной тверди. К этому куполу прикреплены звезды и планеты. Землю и небо окружает Океан. Солнце обходит Землю с востока на запад и скрывается в воротах, устроенных в плотине, которая отделяет Землю от Океана. Небо было обиталищем богов, а подземное царство считалось жилищем мертвых.
В V в. до нашей эры греческий ученый Филолай считал, что «…важнейшим вещам подобает и почтеннейшее место, а так как огонь важнее Земли, то он помещен в середине». Вокруг этого огня с запада на восток движется Земля. Солнце в системе Филолая играло подсобную роль - оно концентрировало и отражало на Землю лучи центрального огня. Туманное и мистическое учение Филолая содержало зерно истины гениальную догадку о возможности передвижения Земли в мировом пространстве.
В IV в. до нашей эры в Греции жил философ Аристотель. Он был создателем геоцентрической системы мира, которую выводил из своего учения о четырех элементах. Аристотель учил, что все окружающее нас состоит из четырех элементов: земли, воды, воздуха и огня. Элементы располагаются соответственно их весу. Таким образом, центром вселенной является земной шар. Его окружает вода - океаны и моря. Над ними - сфера воздуха, и далее до самой Луны простирается огонь. Огонь соприкасается с эфиром, из которого состоят все неподвижные звезды. Солнце, Луна и другие планеты прикреплены к прозрачным твердым сферам - пустотелым шарам, которые вращаются вокруг центра - Земли.
Аристотель считал небо областью совершенного. В «совершенном» небе и все движения происходят по совершенным орбитам - кругам. Глубокие тематические, астрономические и философские знания не могли освободить Аристотеля от плена религиозных идеалистических представлений. В своей системе мира он был вынужден прибегнуть к помощи божества, в котором видел причину движения Солнца, планет и неподвижных звезд. Идеи Аристотеля более десяти веков господствовали над умами ученых.
В IV в. до нашей эры в дельте реки Нила возник новый культурный центр - Александрия. В прекрасно оборудованной обсерватории этого города работал великий астроном с острова Самоса - Аристарх. Аристарх Самосский впервые обосновал и разработал гелиоцентрическую систему мира. Он воспользовался учением Филолая. но вместо мистического огня поместил в центре мира Солнце. По учению Аристарха, вселенная замыкается сферой неподвижных звезд. Между Солнцем и этой сферой движутся по круговым орбитам Земля, Луна и /другие планеты. Аристарх выводил свою теорию из наблюдений и подтверждал ее многочисленными вычислениями. Это была первая научно обоснованная и подтвержденная опытом теория.
Около 150 г. нашей эры появилось сочинение александрийского астронома Клавдия Птолемея. Оно называлось «Великое математическое творение по астрономии». В нем Птолемей с помощью математики «доказывал», что земной шар неподвижно покоится в центре мира. Вокруг него обращаются Солнце, планеты и звезды. Видимый путь этих планет гораздо сложнее совершенного равномерного движения их по кругу, как это предполагали Аристотель и другие астрономы. Планеты как бы блуждают по небу то в одну, то в другую сторону. Птолемей правильно объяснил это тем. что видимый путь планет складывается из двух движений. Но что это за движения? Придерживаясь идеи о «совершенном» движении планет по кругам. Птолемей считал, что планеты движутся по малым кругам - эпициклам, а центры эпициклов в свою очередь обращаются по большим концентрическим кругам - деферентам. В центре всех деферентов якобы покоится Земля.
Искусным подбором радиусов эпициклов Птолемею удалось согласовать видимое движение планет со своей теорией. Несмотря на громоздкость, теория Птолемея позволяла довольно точно вести астрономические наблюдения и вычисления. Теория Птолемея, названная как геоцентрическая система мира, продержалась до XVI столетия, когда польский астроном Николай Коперник довел ее ошибочность по физической сти и обосновал гелиоцентрическую систему мира.
Птолемей знал, что если допустить возможность вращения Земли вокруг своей оси, то это значительно упростило бы его теорию. Но, находясь под сильным влиянием Аристотеля, он не решился на это.
Астрономия Средневековья (400 - 1600 гг.)
В IV в. нашей эры монах Козьма Индикоплевст возродил одобренную церковью вавилонскую систему мира. Он учил, что Земля подобна столу. В центре Земли возвышается гора, вокруг которой ходит Солнце. Ночью Солнце уходит за гору, днем выходит из-за нее. Сверху Земля накрыта куполом небесной тверди, к которому прикреплены звезды.
Теория» Индикоплевста базировалась не на научных астрономических наблюдениях, а на текстах и цитатах из библии, этой «книги книг» победившего к тому времени христианства. Толкователи библии - богословы - отвергали опытную науку. Они считали, что «после Христа нам нет нужды ни в какой науке» и что «задача истинной науки - объяснить не то, как устроены небеса, а как надо жить, чтобы попасть на небеса, в царство небесное».
В 1543 г. в Нюренберге была издана книга, которой суждено было совершить переворот в астрономии. На титульном листе ее стояло имя Николая Коперника Торнского, «Об обращениях небесных кругов», VI книг».
Этим гениальным трудом Коперник заложил фундамент современной астрономии. Он считал, что в центре мира находится Солнце, а не Земля. Земля вместе с другими планетами обращается вокруг Солнца по круговой орбите. Кроме того. Земля вращается вокруг своей оси, чем и объясняется смена дня и ночи. Копернику пришлось воспользоваться эпициклами и деферентами Птолемея для объяснения видимого пути планет. Но число кругов он сильно сократил, чем упростил и всю систему мира. Коперник своей простой, ясной и остроумной теорией нанес первый сокрушительный удар господствовавшему почти 14 столетий учению Птолемея.
февраля 1600 г- в Риме на площади Цветов был сожжен на костре инквизицией гениальный философ и пропагандист учения Коперника Джордано Бруно.
В своем труде «О причине, начале и едином» Бруно пошел гораздо дальше Коперника. Он считал мир бесконечным. Планеты, по его мнению, состоят из того же вещества, что и Земля. Каждая звезда - очень удаленное от Земли солнце. Около каждого из этих солнц, могут обращаться свои планеты, населенные, как и Земля, мыслящими существами. Количество обитаемых миров в бесконечной вселенной неисчислимо.
Эти взгляды Бруно подрывали веру в авторитет священного писания. За это он был схвачен инквизицией в Венеции, подвергнут пыткам и через семь лет сожжен на костре.
В 1597 г. ученый астроном Тихо Браге попытался согласовать учение Коперника с библией. Тихо Браге понимал неудовлетворительность Птолемеевой системы мира. Однако он не мог согласиться и с учением Коперника, которое противоречило учению церкви. Он допускал возможность вращения всех планет вокруг Солнца, кроме Земли, Для «примирения» обоих учений Браге создал новую теорию, согласно которой все планеты, кроме Земли, обращались вокруг Солнца. Солнце в свою очередь обращалось вокруг Земли. Земля же по-прежнему неподвижно покоилась в центре мира. Эта попытка примирения двух враждующих лагерей не имела, однако, никакого успеха.
Сожжение Джордано Бруно не могло остановить распространения гелиоцентрических идей Коперника. Открытия падуанского профессора Галилео Галилея дали новые факты в защиту Коперниковской системы.
Возрождение в Астрономии
Итальянский ученый Галилей был ярым поборником теории Коперника. В 1610 г. он выпустил книгу под названием «Звездный вестник». В этой книге Галилей описывал свои открытия, произведенные им при помощи зрительной трубы - первого телескопа. Этими открытиями падуанский профессор подтверждал теорию Коперника. В свой телескоп Галилей заметил, что около планеты Юпитера обращаются четыре его спутника. Он открыл фазы Венеры, доказав этим, что Венера, подобно Луне, освещается Солнцем.
Открытия Галилея способствовали крушению Птолемеевой системы и торжеству идей Коперника. Инквизиция, опасаясь, что открытия Галилея подорвут веру в библейское учение, арестовала его и под пытками и угрозой смерти заставила Галилея отречься от учения Коперника.
Иоганн Кеплер, ученик Тихо Браге, занялся обработкой материалов многолетних наблюдений, произведенных его учителем. Кеплер был сторонником теории Коперника, но в результате многолетних наблюдений и вычислений он заметил, что круговые орбиты и эпициклы, которые Коперник заимствовал у Аристотеля и Птолемея, не дают возможности точно вычислять положение планет на небе. Семьдесят сложнейших вычислений движения планеты Марса окончательно убедили Кеплера в том, что «орбита каждой планеты есть не круг, а эллипс, и Солнце находится в одном из его фокусов». Введение эллиптических орбит сильно упростило картину мира и позволило отказаться от громоздких эпициклов и деферентов.
В 1686 г. вышла в свет книга великого английского ученого, математика и физика Исаака Ньютона - «Математические основания натуральной философии». В этом сочинении Ньютон изложил законы движения небесных тел. исходя из основных законов физики, открытых им.
Он математически доказал, что при движении каждой планеты вокруг Солнца на нее действуют две основные силы. Одна из них - инерция - стремится пустить планету по прямой, касательной к ее орбите; другая стремится притянуть ее к Солнцу. В результате действия обеих этих сил планета движется по эллипсу.
Сила, притягивающая планету к Солнцу, не пускающая ее уйти из солнечной системы, - это сила притяжения Солнца. Ньютон высказал предположение, что «каждая материальная частица во вселенной притягивает всякую другую с силой, пропорциональной массе этих частиц и обратно пропорциональной квадрату их расстояния». Открытые Ньютоном законы инерции и всемирного тяготения легли в основу современной теоретической астрономии.
Законы Ньютона объясняли поведение планет солнечной системы. Ньютон считал их применимыми ко всякому небесному телу. Французский академик Алексис леро задался целью приложить законы Ньютона к телам, движущимся за пределами солнечной системы. Объектом своих исследований он избрал комету, появившуюся в 1682 г. Эта комета, по вычислениям Эдмунда Галлея, друга Ньютона, двигалась по очень вытянутому эллипсу и должна была возвратиться через 75-76 лет. Клеро приложил весь свой математический талант к вычислению времени возвращения этой кометы. Проделав титаническую вычислительную работу. Клеро определил, что комета должна пройти около Солнца 4 или 5 апреля 1759 г.
Комета прошла около Солнца 13 марта - почти на месяц раньше срока. Однако такая ошибка не опровергала вычислений Клеро. Она говорила только о том, что Клеро не мог учесть всех факторов, влияющих на движение кометы, в частности притяжения неизвестных тогда планет - Урана. Нептуна и Плутона. Работа Клеро блестяще подтвердила правильность всех законов, открытых Коперником, Кеплером и Ньютоном.
В 1718 г. английский астроном Эдмунд Галлей обнаружил собственные движения звезд во Вселенной. На то время уже было очевидно, что звезды - это чрезвычайно далекие и горячие тела, подобные Солнцу, а потому возник также вопрос о возможном движении Солнца в пространстве. Это движение было обнаружено английским астрономом Вильямом Гершелем в 1783 г., а впоследствии была определена и скорость движения Солнца относительно ближайших звезд. Она оказались равной 20 км/с. В. Гершель в 1781 г. сделал еще одно выдающееся открытие - обнаружил планету Уран, в 2 раза более удаленную от Солнца, чем Сатурн.
В 1801 г. в Солнечной системе была открыта первая малая планета - астероид Церера. Попутно отметим, что в настоящее время известно около сотни тысяч таких тел и, кроме внутреннего пояса астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера, совсем недавно открыт подобный пояс малых планет за орбитой Плутона. Его называют поясом Койпера.
Многочисленные попытки определения расстояний до звезд долго оставались безуспешными и только в 1837 г. были впервые измерены расстояния к ближайшим из них. Это сделал российский астроном Василий Яковлевич Струве с помощью метода параллакса. Ближайшей к Земле оказалась яркая звезда альфа Центавра. Но и она в 270 000 раз дальше Солнца и ее свет идет к нам 4,3 лет.
Окончательным триумфом коперниковско-ньютоновского учения о солнечной системе было открытие французским математиком Урбаном Леверье планеты Нептуна в 1846 г.
В 1780 г. ученым Гершелем была найдена новая планета в солнечной системе - Уран. Он был расположен за самой отдаленной из известных планет - Сатурном. Ученые быстро определили орбиту Урана и стали вычислять его положение, на небе. Однако к 1842 г. обнаружились резкие расхождения между вычисленным и наблюдаемым положением его. Причиной этих расхождений Леверье считал существование за Ураном новой планеты, которая своим притяжением влияла на его движение.
Леверье решил вычислить положение этой новой, еще не открытой планеты. Это ему удалось, и 18 сентября 1846 г. Леверье послал наблюдателю берлинской обсерватории Иоганну Галле письмо, прося его заняться поисками новой планеты. Письмо было получено Галле 23 сентября 1846 г. В тот же вечер он навел телескоп в указанное Леверье место и обнаружил там новую планету. Эту планету впоследствии назвали Нептуном.
В 1930 г. американским астрономом Томбафом была открыта еще одна планета солнечной системы, названная Плутоном. Таким образом, по представлению современной астрономии, в центре нашей планетной системы помещается Солнце. Вокруг него по эллиптическим орбитам обращаются девять планет - Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Орбиты планет слегка наклонены друг к другу. Вся планетная система вместе с Солнцем движется по направлению к созвездиям Лиры и Геркулеса.
Астрономия ХХ века
Каких бы высот не достигла наука и техника в будущем, много фундаментальных открытий останутся заслугой двадцатого века.
В начале XX ст. благодаря работам Эдвина Габбла окончательно было установлено, что Вселенная имеет островное строение: миллиарды звезд образуют отдельные системы - галактики. К одной из таких звездных систем, которую принято называть Галактикой (именно так - с большой буквы) входит и наша Солнечная система. Часть своей галактики мы наблюдаем на небе Земли в виде серебристой полосы Млечного Пути.
Важным этапом развития астрономии стало использование методов спектрального анализа, разработанного в середине XIX ст. Это позволило приступить к изучению физического строения звезд и их химического состава и фактически стало началом астрофизики. В это же время методы наблюдений пополнились фотографией.столетие ознаменовалось многими выдающимися астрономическими открытиями преимущественно благодаря созданию мощных телескопов. В середине XX ст. стала стремительно развиваться радиоастрономия, которая расширила диапазон исследуемого астрономами излучения небесных объектов, а, следовательно, позволила открыть ряд новых космических объектов, например, квазары и пульсары.
Большой вклад в развитие космонавтики внесли российские и советские ученые. К. Э. Циолковский первый разработал теоритическое обоснование реактивных двигателей.
После запуска в 1957 г. в Советском Союзе первых искусственных спутников Земли стало возможным наблюдать космические объекты не с поверхности Земли через беспокойную и мало прозрачную, а то и вообще непрозрачную для отдельных излучений, атмосферу, а из космического пространства. А космические зонды позволили получить новые данные о строении почти всех планет Солнечной системы (за исключением Плутона).
Запуски первых спутников, безусловно, произвели громадное впечатление на мировую общественность, но полет человека в космос был, безусловно, еще более важным событием. Для этого в начале 1960 года была создана конструкция летательного аппарата для полета человека в космос и отработаны все необходимые многочисленные системы, и после долгих тренировок 12 апреля 1961 года майор Юрий Алексеевич Гагарин на корабле-спутнике «Восток» вылетел в космос, где пробыл около 100 минут. На высоте примерно 7 километров, космонавт катапультировался и спокойно приземлился.
Космонавтика позволила исследовать ближайшее к Земле космическое тело Луна не только автоматическими аппаратами, луноходами, но и направить туда пилотируемые экспедиции. Американские астронавты Н. Армстронг и Е. Олдрин стали первыми землянами, которые ступили на поверхность другого небесного тела. Это историческое событие произошло 20 июля в 1969 г.
По сути, во второй половине ХХ века астрономия вступила в период научной революции, которая изменила способ астрономического познания - на смену классическому способу познания пришел "неклассический" способ астрономического познания. Классическая астрономия сфокусирована на получении данных из наблюдений небесных тел, которые затем анализируются с помощью основных законов физики. Неклассический (теоритический) способ ориентирован на разработку компьютерных, математических или аналитических моделей для описания астрономических объектов и явлений. Эти две ветви дополняют друг друга: теоретическая астрономия ищет объяснения результатам наблюдений, а наблюдательная астрономия используется для подтверждения теоретических выводов и гипотез.
Популярность и востребованность
Астрономия, как наука, грандиозней и могучий инструмент изучения Вселенной.
Служба погоды, навигация, спасение людей и спасение лесов, всемирное телевидение, всеобъемлющая связь, сверхчистые лекарства и полупроводники с орбиты, самая передовая технология - это уже и сегодняшний день, и очень близкий завтрашний день космонавтики.
Наши достижения в космосе не будут преданы забвению и получат дальнейшее развитие в новых идеях. Астрономия жизненно необходима всему человечеству. Она стимулирует развитие электроники, машиностроения, материаловедения, вычислительной техники, энергетики и многих других областей народного хозяйства.
Исследования, проводимые на спутниках и орбитальных комплексах, исследования других планет позволяют расширить наши представления о Вселенной, о Солнечной системе, о нашей собственной планете, понять наше место в этом мире. Поэтому необходимо продолжать не только освоение Космоса для наших чисто практических нужд, но и фундаментальные исследования на космических обсерваториях, и исследования планет нашей Солнечной системы.
Разделы современной астрономии
Астроно́мия - наука о движении, строении и развитии небесных тел и их систем, вплоть до Вселенной в целом. В частности, астрономия изучает Солнце, планеты Солнечной системы и их спутники, астероиды, кометы, метеориты, межпланетное вещество, звёзды и внесолнечные планеты (экзопланеты), туманности, межзвёздное вещество, галактики и их скопления, пульсары, квазары, чёрные дыры и многое другое.
Современная астрономия подразделяется на ряд отдельных разделов, которые тесно связаны между собой, и такое разделение астрономии в известном смысле условно. Главнейшими разделами астрономии являются:
Астрометрия - изучает видимые положения и движения светил. Современная астрометрия состоит из:
·фундаментальной астрометрии, задачами которой являются определение координат небесных тел;
·радиоастрономии, которая в свою очередь подразделяется на: радио-, рентгеновская и гамма-астрономия, астрономия фотонов сверхвысокой энергии, нейтринная и гравитационная астрономия.
·сферической астрономии, разрабатывающей математические методы определения видимых положений и движений небесных тел;
Теоретическая астрономия даёт методы для определения орбит небесных тел.
Небесная механика изучает законы движений небесных тел под действием сил всемирного тяготения, определяет массы и форму небесных тел и устойчивость их систем.
Эти три раздела в основном решают первую задачу астрономии (исследование движения небесных тел), и их часто называют классической астрономией.
Астрофизика изучает строение, физические свойства и химический состав небесных объектов. Ряд разделов астрофизики выделяется по специфическим методам исследования.
·Звёздная астрономия изучает закономерности пространственного распределения и движения звёзд, звёздных систем и межзвёздной материи с учётом их физических особенностей.
В этих двух разделах в основном решаются вопросы второй задачи астрономии (строение небесных тел).
·Космогония рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел, в том числе и нашей Земли.
·Космология изучает общие закономерности строения и развития Вселенной.
Одним из новых, сформировавшихся только во второй половине XX века, направлений является археоастрономия, которая изучает астрономические познания древних людей и помогает датировать древние сооружения, исходя из явления прецессии Земли.
Как астрономы изучают Вселенную
Основной объем знаний о Вселенной человечество почерпнуло, используя оптические инструменты - телескопы. Уже первый телескоп, изобретенный Галилеем в 1610 году, позволил сделать великие астрономические открытия. Следующие столетия астрономическая техника непрерывно совершенствовалась, и современный уровень оптической астрономии определяется данными, полученными с помощью инструментов, в сотни раз превышающими по размерам первые телескопы.
Современная астрономия всеволновая, она основывается на регистрации излучения во всех диапазонах спектра. Современные телескопы - это чувствительные инструменты, используемые для регистрации различных излучений от самых слабых космических объектов
В последнее десятилетие в мире реализованы или находятся в процессе разработки и создания более десятка проектов крупных телескопов.
Один из самых больших телескопов (Большой Южно-Африканский Телескоп SALT) находится в Южно-Африканской Астрономической Обсерватории в г. Кейптауне. Основные инструменты - четыре телескопа (1.9-м, 1.0-м, 0.75-м и 0.5-м). Спектр задач для данного телескопа очень широк: исследования химического состава и эволюции Млечного Пути и близлежащих галактик, изучение объектов с большим красным смещением, эволюция газа в галактиках, кинематика газа, звезд и планетарных туманностей в удаленных галактиках, поиск и изучение оптических объектов, отождествляемых с рентгеновскими источниками.
Однако, огромный объём информации о космосе целиком остаётся за пределами земной атмосферы. Большая часть инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, а также рентгеновские и гамма-лучи космического происхождения недоступны для наблюдений с поверхности Земли. Для того чтобы изучать Вселенную в этих лучах, необходимо вынести наблюдательные приборы в космос. Ещё недавно внеатмосферная астрономия была уделом мечтателей. Теперь она превратилась в быстро развивающуюся отрасль науки. Результаты, полученные на космических телескопах, без малейшего преувеличения перевернули многие наши представления о Вселенной.
Первые космические обсерватории существовали на орбите недолго, и программы наблюдений на них ограничивались несколькими пунктами. Современный космический телескоп - уникальный комплекс приборов, разрабатываемый и эксплуатируемый несколькими странами в течение многих лет. В наблюдениях на современных орбитальных обсерваториях принимают участие тысячи астрономов со всего мира.
Последний крупнейший орбитальный телескоп Herschel был запущен с космодрома во французской Гвиане в мае 2009 года. Диаметр главного зеркала орбитального телескопа составляет 3,5 метра, что в полтора раза больше, чем зеркало главного телескопа последних лет - "Хаббла". Новый телескоп занимается изучением удаленных объектов в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах, а также собирает информацию о Солнечной системе.
Исследование космоса с помощью космических аппаратов позволяет собрать наиболее достоверную информацию о космических объектах. Космические аппараты были запущены практически ко всем планетам солнечной системы. С их помощью собирается информация о строении планет, информация об атмосфере, грунте и т.д. Наиболее изученной с помощью космических аппаратов планетой является самый ближний наш сосед - Марс.
Марсоход Спирит был доставлен на Марс в 2004 году и проработал на планете более 5 лет. В результате его работы были собраны уникальные данные, которые пролили свет на Марс "в прошлом и настоящем. Исследования марсохода показали что в скальных породах планеты содержится высокая концентрация серы, учёные предполагают ,что она может испускать зловоние, как гнилые яйца. Используя данные с марсохода, ученые узнали, что Марс постепенно превратился в сухую пустыню, а также то как он прошел через три различных геологические эпохи. Если жизнь, и была на Марсе, она могла существовать только в ''младенчестве'' планеты. Данные, полученные в ходе исследований Марса позволили ученым создать подробную температурную шкалу марсианской атмосферы , и предоставить первые доказательства роста зон теплого воздуха, или "thermals," на красной планете. Последний вывод может помочь в разработке будущих космических марсианских аппаратов.
Профессия астроном
Астрономия - одна из наук, где результаты видны не сразу. Такая работа не подходит «спринтерам», которым важно видеть ежедневные плоды своей профессиональной деятельности.
Многие представляют работу астронома, как постоянное наблюдение за звездами. Это не совсем так: львиная доля рабочего времени уходит на сопоставление и анализ полученных данных. Да и при всем желании просиживать дни и ночи перед телескопом не получится: аппаратура, позволяющая делать точные наблюдения, стоит дорого. Сверхмощные телескопы можно сосчитать по пальцам, и очередь на них расписана на годы вперед. Мало того, в эту очередь еще нужно попасть: убедить, что именно твоя научная задача интересна и перспективна.
Несколько дней наблюдений и… месяцы и годы теоретической работы. При помощи компьютеров астрономы составляют звездные карты, просчитывают траектории перемещений небесных тел. Конкретная работа зависит от специализации астронома: космология, небесная механика и звездная динамика, астрофизика, радиоастрономия, физика галактик, звезд, астрономическое приборостроение.
Астрономия базируется сразу на нескольких науках: математике, физике, информатике, биологии, и чтобы добиться результата, нужно быть специалистом во всех этих областях.
Разгадывая тайны Вселенной…
·Секрет успеха - кропотливая работа, заинтересованность и творчество, - утверждает Сергей Ламзин, заместитель директора по науке Государственного астрономического института им. П,К. Штернберга (ГАИШ)
·- Древняя наука астрономия перспективна в ХХI веке?
·- Безусловно. Когда-то у Франклина спросили: «Какой толк от научных экспериментов?» Он ответил: «Никакого, как от новорожденного ребенка». Это утверждение полностью применимо к астрономии.
·Мир замер на пороге новый потрясений, связанных с астрономией. Не так давно выяснилось, что Вселенная лишь на 5% состоит из известных человечеству веществ. Все остальное - сплошная тайна и загадка. В свое время о термоядерных реакциях люди узнали, благодаря наблюдениям астрономов за солнцем. Результат - новые перспективы в энергетике. Какие практические задачи позволит решить изучение Вселенной в будущем, остается только догадываться.
- Как проходит рабочий день астронома?
·- Так же, как и у любого ученого, который занимается фундаментальной наукой: думаем, осмысливаем, пишем, рассчитываем, посещаем семинары и конференции.
·Я бы разделил всех астрономов на три группы: теоретики, наблюдатели и «аппаратурщики». Теоретик обобщает данные и, в идеале, решает поставленную научную задачу. Наблюдатель разрабатывает методику наблюдения: нужно ли провести в обсерватории несколько ночей подряд или одну определенную ночь, с помощью какой техники вести наблюдение. «Аппаратурщики» занимаются разработкой новых приборов.
·- Почему Вы сами выбрали эту профессию?
·- Это очень интересная и красивая наука. Интересная, потому что в астрономии больше загадок и тайн, чем в любой другой области знаний. Быть Шерлоком Холмсом, первооткрывателем, что может быть интереснее? Красивая, потому что звездное небо завораживает. Посмотрите картинки с наших космических телескопов. Готовые произведения искусства. А вот почему одному интересно разгадывать геном человека, а другому - тайны галактики, сложный вопрос. На него никто не ответит.
·- Это творческая работа?
·- А любая наука и есть творчество. Не будет творчества - не будет и великих открытий!
Популярность и востребованность
В мире насчитывается около 50 тысяч профессионалов, из них тысяча - россияне. В России всего несколько учебных заведений, в которых можно учиться по специальности «Астрономия». Это физические и механико-математические факультеты ведущих университетов страны - московского, санкт-петербургского, казанского, екатеринбургского.
Астрономия будущего
Экспертная оценка будущего астрономии
Американские учёные предложили список новых технологий, разработкой которых следует заняться незамедлительно, если у человечества есть желание совершить ещё один прорыв в области астрономии и космонавтики, пишет издание Aviation Week.
Прежде всего, это термоядерные двигатели, которые позволят сократить полёт на Марс до двух недель (именно столько, кстати, проводят в космосе шаттлы NASA). Кроме того, науке на данном этапе просто необходимы космические телескопы с 16-метровым зеркалом и нововведения в области информационных технологий, чтобы продолжить изучение не только Солнечной системы и дальнего космоса, но и самой Земли.
Мы хотим гиперразрешения! - восклицает Джеймс Гарвин, сотрудник Годдардовского центра космических полётов. - Мы хотим замечать мельчайшие изменения лесных границ и береговых линий, что особенно важно, например, при разливах нефти. Технически это разрешение доступно, но наблюдение только за территорией США будет производить 10 петабайт информации в день. Это на два порядка больше, чем все данные сервиса Google Earth! Как с этим работать?.
Науке требуются и новые технологии передачи данных. Радиочастотная передача - далеко не лучший способ, если вы работаете где-нибудь на Марсе, Сатурне или в точке Лагранжа, - говорит Джон Грюнсфельд, заместитель директора Института космических телескопов, руководивший тремя миссиями по обслуживанию Хаббла. - Думаю, оптические или лазерные коммуникации прекрасно подошли бы.
Что касается телескопа с 16-метровым зеркалом, то оно должно быть полностью адаптивным, в отличие от сегментированного зеркала, которое будет использоваться в телескопе Джеймс Уэбб. Разумеется, обтекателем таких размеров современные ракеты-носители пока не располагают. В первую очередь 16-метровый телескоп должен будет заняться изучением атмосферы экзопланет.
Ключевые вопросы на ближайшее десятилетие включают определение природы темной материи, которая наполняет Вселенную
Что же ждет астрономию в будущем? Более четверти ведущих российских астрономов приняли участие в коллективном опросе, основной целью которого было выявить наиболее вероятные и невероятные события будущего.
В этом разделе перечисляются события, которые, по мнению более половины ответивших экспертов, не произойдут никогда (в скобках указана вероятность наступления события).
В Солнечной системе будет обнаружено новое тело крупнее Марса (21%)
Будет доказан факт посещения Земли внеземной цивилизацией (23%)
Будет обнаружена Сфера Дайсона (36%)
Будут обнаружены белые дыры (38%)
В ближайшем будущем (до конца двадцатых годов нашего века) по мнению экспертов следует ожидать наступления следующих событий (указан год наступления события с ошибкой, в скобках указана вероятность наступления события):
2027±21: будет обнаружена вода на Луне (64%)
2027±32: астрономия снова станет обязательным предметом в российских школах (80%)
2027±13(!): на Землю будет доставлен образец марсианского грунта (100%)
2028±26: будет разгадана природа гамма-всплесков (100%)
Согласно коллективному мнению экспертов, тридцатые годы будут весьма богаты на события в области астрономии и исследования космического пространства:
2031±22: возобновится активное изучение Венеры (97%)
2033±31: будут обнаружены черные дыры промежуточной массы (84%)
2033±28: будут обнаружены звезды с массами более 200 масс Солнца (53%)
2035±46: будет создана постоянная астрономическая обсерватория на Южном полюсе Земли (92%)
2035±22: будут обнаружены спутники у спутников планет (66%)
Конец сороковых годов ознаменуется следующими событиями:
2040±25: будет сооружен оптический телескоп диаметром 100 м (87%)
2043±35: будет разгадана природа темной материи (96%)
2043±39: человечество определит природу Красного пятна на Юпитере (99%)
2044±83: будет однозначно доказано существование черных дыр (90%)
2047±32: состоится высадка человека на Марс (95%)
2049±36: будет разгадана природа темной энергии (97%)
2049±59: будет обнаружена экзопланета, на которой присутствуют все четыре биомаркера: вода, углекислый газ, метан и кислород (99%)
2049±64: начнутся регулярные полеты частных космических кораблей (93%)
В пятидесятые годы по мнению экспертов должны произойти следующие события:
·2050±48: для космических перелетов начнут использовать солнечный парус (79%)
·2052±34: будет создана постоянная астрономическая обсерватория на Луне (95%)В конце нашего века ожидается наступление следующих событий:
2070±44: состоится полет человека за орбиту Марса (94%)
2071±44: человечество гарантированно защитит себя от угрозы астероидно-кометной опасности (72%)
2073±60: человек получит первые образцы атмосферы Сатурна (90%)
2078±67: человечество научится использовать внеземные источники сырья (91%)
2079±97: туристические полеты в космос станут доступными не только единицам (83%)
2090±120: будут обнаружены "кротовые норы" (57%)
22 век
2110±140: доля солнечной энергии в энергетике человечества превысит 50% (74%)
2150±200: начнет работать общественный транспорт по маршруту "Земля - Луна" (72%)
2170±240: ожидается падение на Землю метеорита размером не менее Тунгусского (83%)
век
2250±360: будет обнаружен радиосигнал внеземной цивилизации (50%)
2280±320: будет установлен контакт с инопланетянами (50%)
Популярность и востребованность
Многие профессии к 2026 году исчезнут совершенно - за ненадобностью.
В 2026 году человечество ждут серьезные испытания в плане работы. Магазины перейдут на автоматическую оплату, поэтому кассиры будут не нужны. Почтальоны исчезнут и того раньше - где-то в 2016 году, так как «бумажную почту» уже никто не отправляет. А многие офисы закроются из-за эпидемии гриппа. Журнал Forbes заглянул в будущее и составил рейтинг самых востребованных профессий через 20 лет.
Картину мира образца 2026 года журнал рисует достаточно мрачную, но все-таки не такую апокалипсическую, как в голливудских фильмах. Тем не менее «власть машин», как, например, в «Терминаторе», все же ожидается. Например, оплата в магазинах будет полностью автоматической, что позволит отправить на биржу труда армию кассиров. Туда же, но гораздо раньше, отправятся и почтальоны и даже пилоты истребителей, потому что воевать будут беспилотные летающие аппараты.
Изменить профиль деятельности придется и работникам автозаправок. К 2026 году человечество перейдет на водородное топливо, а это потребует не только переквалификации служащих АЗС, но и рабочих на заводы, производящие этот вид горючего.
Но водород потребует изменений не только в «земных» профессиях, но и в «воздушных». Forbes уверен, что профессия пилота-истребителя просто исчезнет к тому времени. Зачем посылать на смерть человека, если за него самолетом сможет управлять компьютер? Но унывать летчикам не стоит - они пересядут на дирижабли. Издание уверено, что этот вид транспорта еще вернется в небо, так как имеет ряд преимуществ перед самолетами и вертолетами - они дешевы, не требуют инфраструктуры для взлета и посадки и могут высаживать пассажиров практически в любом месте.
Но есть профессии, которые считаются вечными. Они существовали до нас, и они нас переживут. Астроном - это профессия которой скорое вымирание не грозит, ибо вселенная и тайны вселенной безграничны.
Заключение
Я выберу эту профессию. Почему? Потому что мне нравится загадки, я люблю их разгадывать. Мне хочется ответить на все вопросы! Представляю, как это смотреть на объект, потом анализировать, потом выяснять всякие данные… Мне так кажется, что в астрономии одни плюсы! Я узнал, что многие профессии исчезнут, что в астрономии много разделов, что есть Нью Грейндж. А остальное мне известно, но всё равно я выберу именно её.
Список литературы
.Большая Детская Энциклопедия (Том 8). Астрономия. Издательство «Мир Энциклопедий Аванта+». Москва 2009
2.Википедия. Интернет Энциклопедия
."Исследование Солнечной системы" Galspase.spb.ru
.Официальный сайт NASA http://www.nasa.gov/