Астрономия как наука

Содержание:

1. Особенности астрономии как науки
2. Что изучает астрономия
3. Подразделения астрономии
4. История астрономии
5. Древняя астрономия и современная астрономия
6. Список использованной литературы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Астрономия (греч. - звезда - закон) наука о расположении, строении, свойствах, происхождении, движении и развитии космических тел (звезд, планет, метеоритов и т.п.) образованных ими систем (звездные скопления, галактики и т.п.) и всей Вселенной в целом.

Особенности астрономии как науки

Как наука, астрономия основывается прежде всего на наблюдениях. В отличие от физиков астрономы лишены возможности ставить эксперименты. Практически всю информацию о небесных телах приносит нам электромагнитное излучение. Только в последние сорок лет отдельные миры стали изучать непосредственно: зондировать атмосферы планет, изучать лунный и марсианский грунт.

Астрономия тесно  связана с другими науками, прежде всего с физикой и математикой, методы которых широко применяются в ней. Но и астрономия является незаменимым полигоном, на котором проходят испытания многие физические теории. Космос - единственное место, где вещество существует при температурах в сотни миллионов градусов и почти при абсолютном нуле, в пустоте вакуума и в нейтронных звездах. В последнее время достижения астрономии стали использоваться в геологии и биологии, географии и истории.

Что изучает  астрономия

Астрономия изучает  Солнце и звезды, планеты и их спутники, кометы и метеорные тела, туманности, звездные системы и материю, заполняющую пространство между  звездами и планетами, в каком  бы состоянии эта материя ни находилась. Изучая строение и развитие небесных тел, их положение и движение в  пространстве, астрономия в конечном итоге дает нам представление  о строении и развитии Вселенной  в целом. Слово "астрономия" происходит от двух греческих слов: "астрон" - звезда, светило и "номос" - закон.

При изучении небесных тел астрономия ставит перед собой  три основные задачи, требующие последовательного  решения:

1. Изучение видимых, а затем и действительных положений и движений небесных тел в пространстве, определение их размеров и формы.
2. Изучение физического строения небесных тел, т.е. исследование химического состава и физических условий (плотности, температуры и т.п.) на поверхности и в недрах небесных тел.
3. Решение проблем происхождения и развития, т.е. возможной дальнейшей судьбы отдельных небесных тел и их систем.

Вопросы первой задачи решаются путем длительных наблюдений, начатых еще в глубокой древности, а также на основе законов механики, известных уже около 300 лет. Поэтому  в этой области астрономии мы располагаем  наиболее богатой информацией, особенно для небесных тел, сравнительно близких  к Земле.

О физическом строении небесных тел мы знаем гораздо  меньше. Решение некоторых вопросов, принадлежащих второй задаче, впервые  стало возможным немногим более  ста лет назад, а основных проблем - лишь в последние годы.

Подразделение астрономии

Современная астрономия подразделяется на ряд отдельных  разделов, которые тесно связаны  между собой, и такое разделение астрономии, в известном смысле, условно.

Главнейшими разделами астрономии являются:

1. Астрометрия - наука об измерении пространства и времени. Она состоит из: а) сферической астрономии, разрабатывающей математические методы определения видимых положений и движений небесных тел с помощью различных систем координат, а также теорию закономерных изменений координат светил со временем; б) фундаментальной астрометрии, задачами которой являются определение координат небесных тел из наблюдений, составление каталогов звездных положений и определение числовых значений важнейших астрономических постоянных, т.е. величин, позволяющих учитывать закономерные изменения координат светил; в) практической астрономии, в которой излагаются методы определения географических координат, азимутов направлений, точного времени и описываются применяемые при этом инструменты.

2. Теоретическая астрономия дает методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям и методы вычисления эфемерид (видимых положений) небесных тел по известным элементам их орбит (обратная задача).

3. 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, и их часто называют классической астрономией.

4. Астрофизика изучает строение, физические свойства и химический состав небесных объектов. Она делится на: а) практическую астрофизику, в которой разрабатываются и применяются практические методы астрофизических исследований и соответствующие инструменты и приборы; б) теоретическую астрофизику, в которой на основании законов физики даются объяснения наблюдаемым физическим явлениям. Ряд разделов астрофизики выделяется по специфическим методам исследования.

5. Звездная астрономия изучает закономерности пространственного распределения и движения звезд, звездных систем и межзвездной материи с учетом их физических особенностей. В этих двух разделах в основном решаются вопросы второй задачи астрономии.

6. Космогония рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел, в том числе и нашей Земли.

7. Космология изучает общие закономерности строения и развития Вселенной.  

На основании  всех полученных знаний о небесных телах последние два раздела  астрономии решают ее третью задачу.

Астрономия изучает  строение Вселенной, движение, физическую природу, происхождение и эволюцию небесных тел и образованных ими  систем. Астрономия исследует также  фундаментальные свойства окружающей нас Вселенной. Как наука, астрономия основывается прежде всего на наблюдениях. В отличие от физиков астрономы лишены возможности ставить эксперименты. Практически всю информацию о небесных телах приносит нам электромагнитное излучение. Только в последние сорок лет отдельные миры стали изучать непосредственно: зондировать атмосферы планет, изучать лунный и марсианский грунт.

Астрономия тесно  связана с другими науками, прежде всего с физикой и математикой, методы которых широко применяются в ней. Но и астрономия является незаменимым полигоном, на котором проходят испытания многие физические теории. Космос – единственное место, где вещество существует при температурах в сотни миллионов градусов и почти при абсолютном нуле, в пустоте вакуума и в нейтронных звездах. В последнее время достижения астрономии стали использоваться в геологии и биологии, географии и истории.

Сейчас уже  не нужно определять курс корабля  по звездам, предсказывать разлив Нила или считать время по песочным часам: на смену астрономии здесь  пришли технические средства. Но астрономия и космонавтика по-прежнему незаменимы в системах связи и телевидении, в наблюдениях Земли из космоса. Астрономия изучает фундаментальные  законы природы и эволюцию нашего мира. Поэтому особенно велико ее философское  значение. Фактически, она определяет мировоззрение людей.

История Астрономии

Астрономия Египта и других древних цивилизаций. Все  повторяется в небе над нами: каждую ночь восходят и заходят звезды, меняются лунные фазы, Солнце находит  свой путь между звезд. Скорее всего, именно эти закономерности были открыты  первыми астрономами, сидевшими  у первобытного костра. Движение Луны (точнее, периодичность смены лунных фаз) было положено в основу первого  лунного календаря, затем было открыто  движение Солнца по зодиаку, и появился солнечный год. В это же время  достигла расцвета и «небесная» мифология: первобытные люди обожествляли Солнце, Луну и другие светила, совершали  различные обряды, чтобы задобрить  небесных богов и помочь им преодолеть все трудности.

Астрономия  в древнем Египте

Примерно за четыре тысячелетия до новой эры  в долине Нила возникла одна из древнейших на Земле цивилизаций - египетская. Ещё через тысячу лет, после объединения  двух царств (Верхнего и Нижнего  Египта), здесь сложилось мощное государство. Египетские жрецы-астрономы  заметили, что незадолго до начала подъёма воды происходят два события: летнее солнцестояние и первое появление  Сириуса на утренней заре после 70-дневного отсутствия на небосводе.

Астрономия  в древнем Китае

При решении  вопроса об истоках древней культуры Дальнего Востока большую роль играет происхождение древней китайской  астрономии. Вавилонская и ассирийская  астрономия в IV в. была воспринята Грецией.

Древняя Астрономия и современная Астрономия

Астрономия - наиболее древняя среди естественных наук. Она была высоко развита вавилонянами и греками - гораздо больше, нежели физика, химия и техника. В древности и средние века не одно только чисто научное любопытство побуждало производить вычисления, копирование, исправления астрономических таблиц, но прежде всего тот факт, что они были необходимы для астрологии. Вкладывая большие суммы в построение обсерваторий и точных инструментов, власть имущие ожидали отдачи не только в виде славы покровителей науки, но также в виде астрологических предсказаний. Сохранилось лишь очень небольшое число книг тех времен, свидетельствующих о чисто теоретическом интересе учёных к астрономии; большинство книг не содержит ни наблюдений, ни теории, а лишь таблицы и правила их использования. Одно из немногих исключений - "Альмагест" Птолемея, написавшего, однако, также и астрологическое руководство "Тетрабиблос".

Первые записи астрономических наблюдений, подлинность  которых несомненна, относятся к VIII в. до н.э. Однако известно, что еще  за 3 тысячи лет до н. э. египетские жрецы  подметили, что разливы Нила, регулировавшие экономическую жизнь страны, наступали  вскоре после того, как перед восходом Солнца на востоке появлялась самая  яркая из звезд, Сириус, скрывавшаяся до этого около двух месяцев в  лучах Солнца. Из этих наблюдений египетские жрецы довольно точно определили продолжительность тропического года.

В Древнем Китае  за 2 тысячи лет до н.э. видимые движения Солнца и Луны были настолько хорошо изучены, что китайские астрономы могли предсказывать наступление солнечных и лунных затмений. Астрономия, как и все другие науки, возникла из практических потребностей человека. Кочевым племенам первобытного общества нужно было ориентироваться при своих странствиях, и они научились это делать по Солнцу, Луне и звездам. Первобытный земледелец должен был при полевых работах учитывать наступление различных сезонов года, и он заметил, что смена времен года связана с полуденной высотой Солнца, с появлением па ночном небе определенных звезд. Дальнейшее развитие человеческого общества вызвало потребность в измерении времени и в летосчислении (составлении календарей).

Все это могли  дать и давали наблюдения над движением  небесных светил, которые велись в  начале без всяких инструментов, были не очень точными, но вполне удовлетворяли  практические нужды того времени. Из таких наблюдений и возникла паука  о небесных телах - астрономия.  

С развитием  человеческого общества перед астрономией  выдвигались все новые и новые  задачи, для решения которых нужны  были более совершенные способы  наблюдений и более точные методы расчетов. Постепенно стали создаваться  простейшие астрономические инструменты  и разрабатываться математические методы обработки наблюдений.

В Древней Греции астрономия была уже одной из наиболее развитых наук. Для объяснения видимых  движений планет греческие астрономы, крупнейший из них Гиппарх (II в. до н.э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира Птолемея (II в. н.э.). Будучи принципиально неверной, система Птолемея тем не менее позволяла предвычислять приближенные положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение нескольких веков.

Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии. Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой значительный упадок естественных наук, и развитие астрономии в Европе затормозилось  на многие столетия. В эпоху мрачного средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.

Рациональное  развитие в этот период астрономия получила лишь у арабов и народов  Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени - Аль-Баттани (850-929 гг.), Бируни (973-1048 гг.), Улугбека (1394-1449 гг.) и др. В период возникновения и становления капитализма в Европе, который пришел на смену феодальному обществу, началось дальнейшее развитие астрономии. Особенно быстро она развивалась в эпоху великих географических открытий (XV-XVI вв.). Нарождавшийся новый класс буржуазии был заинтересован в эксплуатации новых земель и снаряжал многочисленные экспедиции для их открытия. Но далекие путешествия через океан требовали более точных и более простых методов ориентировки и исчисления времени, чем те, которые могла обеспечить система Птолемея. Развитие торговли и мореплавания настоятельно требовало совершенствования астрономических знаний и, в частности, теории движения планет. Развитие производительных сил и требования практики, с одной стороны, и накопленный наблюдательный материал, - с другой, подготовили почву для революции в астрономии, которую и произвел великий польский ученый Николай Коперник (1473-1543), разработавший свою гелиоцентрическую систему мира, опубликованную в год его смерти.