История астрономии: приближение к теории большого взрыва

    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 1834 г. Берцелиус обнаруживает в метеорите первый неземной минерал — троилит (FeS). К концу 1830-х годов метеорная астрономия сформировалась как самостоятельная область науки о космосе.

    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 1852 г. эту закономерность переоткрыл Р. Вольф, который дал более точную оценку (11 лет) и установил, что рост числа пятен вызывает геомагнитные возмущения. Связь солнечных пятен с земными процессами, подмеченная Гершелем, начинает проясняться.

    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 1873 г. высказал догадку, что в недрах Солнца происходит распад химических элементов.

    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 1884 г. поясное время введено в 26 странах; одновременно принято международное соглашение о выборе гринвичского меридиана в качестве нулевого и прохождении линии смены дат.

    1885: первое наблюдение вспышки новой в Туманности Андромеды (позже выяснилось, что это была сверхновая).