Τι είναι η Αστρονομία; Ορισμός και Ιστορία

Μέσω του άρθρου αυτού που είναι γραμμένο από την Nola Taylor Redd, θα επιχειρήσουμε να σας μιλήσουμε περιληπτικά για αυτό τον τεράστιο και σημαντικό τομέα της επιστήμης.

Οι άνθρωποι πάντοτε παρατηρούσαν και θαύμαζαν τους ουρανούς, αναζητώντας να βάλουν νόημα και τάξη στο σύμπαν γύρω τους. Αν και η κίνηση των αστερισμών – μοτίβα και σχήματα που αποτυπώνονται στον νυχτερινό ουρανό - ήταν πιο εύκολη για παρατήρηση και παρακολούθηση, άλλα ουράνια γεγονότα όπως οι εκλείψεις και η κίνηση των πλανητών ήταν επίσης χαρτογραφημένα και προβλεπόμενα.

Ορισμός της αστρονομίας: Η αστρονομία είναι η μελέτη του Ήλιου, της Σελήνης, των αστεριών, των πλανητών, των κομητών, των αερίων, των γαλαξιών, της κοσμικής σκόνης και άλλων μη-γήινων σωμάτων και φαινομένων. Στο πρόγραμμα σπουδών K-4 για φοιτητές, η NAΣA ορίζει την αστρονομία απλά ως "τη μελέτη των αστεριών, των πλανητών και του διαστήματος". Η αστρονομία και η αστρολογία συνδέονταν ιστορικά, αλλά η αστρολογία δεν είναι επιστήμη και δεν αναγνωρίζεται πλέον ως κάτι που έχει να κάνει με την αστρονομία. Παρακάτω θα συζητήσουμε την ιστορία της αστρονομίας και των σχετικών πεδίων μελέτης, συμπεριλαμβανομένης και της κοσμολογίας.

Το πλανητικό νεφέλωμα NGC 7026, βρίσκεται ακριβώς πέρα από την άκρη της ουράς του αστερισμού του Κύκνου (The Swan). Εικόνα: ESA / Hubble & NASA

Ιστορικά, η αστρονομία έχει επικεντρωθεί στις παρατηρήσεις των ουράνιων σωμάτων. Είναι ένας κοντινός ξάδελφος της αστροφυσικής. Πιο συγκεκριμένα, η αστροφυσική περιλαμβάνει τη μελέτη της φυσικής της αστρονομίας και επικεντρώνεται στη συμπεριφορά, τις ιδιότητες και την κίνηση των ουρανίων σωμάτων που βρίσκονται στο διάστημα. Ωστόσο, η σύγχρονη αστρονομία περιλαμβάνει πολλά στοιχεία των κινήσεων και των χαρακτηριστικών αυτών των σωμάτων, και εναλλακτικά οι δύο όροι χρησιμοποιούνται σήμερα αρκετά συχνά.

Οι σύγχρονοι αστρονόμοι τείνουν να εμπίπτουν σε δύο πεδία: τη θεωρητική και την παρατηρησιακή.

.     Οι παρατηρησιακοί αστρονόμοι επικεντρώνονται στην άμεση μελέτη των αστεριών, των πλανητών, των γαλαξιών και ούτω καθεξής.

.     Οι θεωρητικοί αστρονόμοι δημιουργούν πρότυπα (μοντελοποιούν) από αναλύσεις για το πώς έχουν εξελιχθεί τα διάφορα συστήματα.

Σε αντίθεση με τους περισσότερους άλλους τομείς της επιστήμης, οι αστρονόμοι δεν μπορούν να παρατηρήσουν ένα σύστημα εξ ολοκλήρου από τη γέννηση του μέχρι το θάνατο του. Η διάρκεια ζωής των κόσμων, των αστεριών και των γαλαξιών εκτείνεται σε εκατομμύρια έως και δισεκατομμύρια χρόνια. Αντ 'αυτού, οι αστρονόμοι πρέπει να βασίζονται σε εικόνες ουρανίων αντικειμένων που βρίσκονται σε διάφορα στάδια της εξέλιξης τους, για να καθορίσουν τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκαν, εξελίχθηκαν και πέθαναν. Έτσι, η θεωρητική και η παρατηρησιακή αστρονομία τείνουν να συνδυάζονται, καθώς οι θεωρητικοί επιστήμονες χρησιμοποιούν τις πληροφορίες που στην ουσία συλλέγονται για να δημιουργήσουν προσομοιώσεις, ενώ οι παρατηρήσεις χρησιμεύουν για να επιβεβαιώσουν τα πρότυπα (μοντέλα) που δημιουργήθηκαν, ή για να υποδείξουν την ανάγκη για τυχόν μικροαλλαγές τους.

Η αστρονομία χωρίζεται σε διάφορα επι μέρους τομείς, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ειδικεύονται σε συγκεκριμένα αντικείμενα και φαινόμενα.

Ερυθρές κηλίδες στον πλανήτη Δία, φωτογραφισμένα στις 27 Φεβρουαρίου του 2006.

Εικόνα: Christopher Go μέσω της NASA

Οι πλανητικοί αστρονόμοι (που ονομάζονται επίσης και πλανητικοί επιστήμονες) επικεντρώνονται στην ανάπτυξη, την εξέλιξη και το θάνατο των πλανητών. Ενώ οι περισσότεροι μελετούν τους κόσμους που βρίσκονται μέσα στο ηλιακό σύστημα, κάποιοι χρησιμοποιούν το διαρκώς αυξανόμενο σύνολο στοιχείων και δεδομένων για τους πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια, για να υποθέσουν πως μπορεί να μοιάζουν οι κόσμοι αυτοί. Σύμφωνα με το University College του Λονδίνου, η πλανητική επιστήμη "είναι ένας τομέας δια τομεακής συμπεριφοράς που περιλαμβάνει πτυχές της αστρονομίας, της ατμοσφαιρικής επιστήμης, της γεωλογίας, της φυσικής διαστήματος*, της βιολογίας και της χημείας".

Οι αστρικοί αστρονόμοι (Stellar astronomers) που ασχολούνται κυρίως με τη μελέτη των άστρων, παρατηρούν επίσης, τις μαύρεςτρύπες, τα νεφελώματα, τους λευκούς νάνους (καθώς και όλους τους νάνους αστέρες) και τις εκρήξεις Υπερκαινοφανών (Σουπερνόβα) που παρατηρούνται σαν συνέπεια αστρικών θανάτων (σε άστρα μεγαλύτερα των 2,5 ηλιακών μαζών). Το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Λος Άντζελες, αναφέρει ότι: "Η αστρική αστρονομία επικεντρώνεται στις φυσικές και στις χημικές διεργασίες που συμβαίνουν στο σύμπαν".

Οι ηλιακοί αστρονόμοι περνούν το χρόνο τους αναλύοντας ένα και μόνο αστέρι. Τον ήλιο μας. Σύμφωνα με τη NAΣA, "Η ποσότητα και η ποιότητα του φωτός από τον ήλιο ποικίλλει σε χρονολογικές κλίμακες από  χιλιοστά του δευτερολέπτου έως δισεκατομμύρια χρόνια". Η κατανόηση αυτών των αλλαγών μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναγνωρίσουν πώς επηρεάζεται η Γη από τον ήλιο. Ο ήλιος μας βοηθά επίσης να καταλάβουμε τη δομή και την λειτουργία και άλλων αστεριών, καθώς είναι το πιο κοντινό στη Γη αστέρι που μπορεί να αποκαλύψει λεπτομέρειες για την επιφάνεια του.

Οι γαλαξιακοί αστρονόμοι μελετούν τον γαλαξία μας, ενώ οι εξωγαλαξιακοί αστρονόμοι βλέπουν έξω από αυτόν για να καθορίσουν πώς αυτές οι τεράστιες αστρικές συγκεντρώσεις σχηματίζονται, και εξελίσσονται. Το Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison αναφέρει ότι: ¨Η δημιουργία μοντέλων στη διανομή, τη σύνθεση και τις φυσικές συνθήκες των αστεριών και των αερίων σηματοδοτεί την ιστορία του υπό συνεχή εξέλιξη γαλαξία μας¨.

Οι κοσμολόγοι επικεντρώνονται στο σύμπαν στο σύνολό του, από τη βίαιη γέννηση του κατά την Μεγάλη Έκρηξη (The Big Bang), την παρούσα εξέλιξή του, μέχρι τον τελικό θάνατό του. Η αστρονομία συχνά (όχι πάντα) ασχολείται με πολύ συγκεκριμένα, παρατηρήσιμα αντικείμενα, ενώ η κοσμολογία συνήθως περιλαμβάνει ιδιότητες μεγάλης κλίμακας του σύμπαντος και εσωτερικά, αόρατα, και μερικές φορές καθαρά θεωρητικά πράγματα όπως η θεωρία των χορδών, η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια, και η έννοια των πολλαπλών συμπάντων .

Οι αστρονομικοί παρατηρητές βασίζονται σε διαφορετικά μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από ραδιοκύματα, ορατό φως, μέχρι ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα) για να μελετήσουν το μεγάλο εύρος αντικειμένων στο σύμπαν. Τα πρώτα τηλεσκόπια επικεντρώθηκαν σε απλές οπτικές μελέτες για το τι μπορεί να δει κανείς με γυμνό μάτι και πολλά τηλεσκόπια συνεχίζουν αυτή τη κατάσταση έως σήμερα.

Αλλά καθώς τα κύματα φωτός γίνονται περισσότερο ή λιγότερο ενεργητικά, κινούνται ταχύτερα ή πιο αργά. Διαφορετικά τηλεσκόπια είναι απαραίτητα για τη μελέτη σε διαφορετικά μήκη κύματος . Η πιο ενεργητική ακτινοβολία, με μικρότερα μήκη κύματος, εμφανίζεται με τη μορφή υπεριώδους ακτινοβολίας, ακτίνων Χ και κυματομορφών ακτίνων γάμμα, ενώ λιγότερο ενεργητικά αντικείμενα εκπέμπουν στα υπέρυθρα κύματα και ραδιοκύματα τα οποία έχουν μεγαλύτερο μήκος κυματομορφής.

Αυτή η μεγάλη εικόνα ηλιακών κηλίδων στην Ενεργή Περιοχή 10030 παρατηρήθηκε στις 15 Ιουλίου του 2002. Οι ερευνητές χρωμάτισαν κίτρινη εικόνα για αισθητικούς λόγους.

Εικόνα: Σουηδική Βασιλική Ακαδημία Επιστημών (Royal Swedish Academy of Sciences)

Η αστρομετρία, ο αρχαιότερος κλάδος της αστρονομίας, ασχολείται με την μελέτη και καταγραφή των ηλιακών συμβάντων, της Σελήνης και των πλανητών. Οι ακριβείς υπολογισμοί αυτών των κινήσεων επιτρέπουν στους αστρονόμους σε άλλα πεδία να ¨μοντελοποιήσουν¨ τη γέννηση και την εξέλιξη των πλανητών και των αστεριών, καθώς  και να προβλέψουν γεγονότα όπως οι εκλείψεις , βροχές μετεώρων, και εμφανίσεις κομητών. Σύμφωνα με τον ιστότοπο ¨The PlanetarySociety¨ , ¨η Αστρομετρία είναι η παλαιότερη μέθοδος που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση εξωηλιακών πλανητών", αν και παραμένει ιδιαίτερα δύσκολη επιστήμη…

Οι πρώτοι αστρονόμοι παρατήρησαν πρότυπα σχέδια στον ουρανό και προσπάθησαν να τα οργανώσουν για να εντοπίσουν και να προβλέψουν την κίνηση τους. Γνωστά και ως αστερισμοί, τα πρότυπα αυτά βοήθησαν τους ανθρώπους του παρελθόντος να μελετήσουν και να μετρήσουν τις εποχές του έτους. Η κίνηση των αστεριών και άλλων ουράνιων σωμάτων εντοπίστηκε σε όλο τον κόσμο, αλλά κυριαρχούσε στην Ελλάδα, την Κίνα, την Αίγυπτο, την Μεσοποταμία, την Κεντρική Αμερική και την Ινδία.

Η εικόνα ενός αστρονόμου μοιάζει να είναι με μια μοναχική ψυχή, που έχει συντροφιά ένα τηλεσκόπιο, που παρατηρεί τον ουρανό κατά τη διάρκεια όλης της νύχτας. Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες από τίς λεγόμενες ¨σκληροπυρηνικές αστρονομίες¨  σήμερα πραγματοποιούνται με παρατηρήσεις σε απομακρυσμένα τηλεσκόπια - στο έδαφος ή στο διάστημα - που ελέγχονται από ηλεκτρονικούς υπολογιστές, με αστρονόμους να μελετούν δεδομένα και εικόνες που παράγονται από υπολογιστή.

Από την έλευση της φωτογραφίας, και ιδιαίτερα της ψηφιακής φωτογραφίας, οι αστρονόμοι μας έχουν δώσει καταπληκτικές εικόνες του διαστήματος, που όχι μόνο ενημερώνουν την επιστήμη αλλά ενθουσιάζουν το κοινό.

Οι αστρονόμοι και τα προγράμματα διαστημικών πτήσεων συμβάλλουν επίσης στη μελέτη του πλανήτη μας, όταν οι αποστολές που προετοιμάζονται για να κοιτάξουν προς το διάστημα (ή ταξιδεύουν στο φεγγάρι και πέραν αυτού), κοιτάζουν πίσω και τραβούν θαυμάσιες εικόνες της Γης από το διάστημα.

Περαιτέρω για την Αστρονομία:

 Συνδεσμος Νο 1
Σύνδεσμος Νο 2 
Σύνδεσμος Νο 3
Σύνδεσμος Νο 4  
Σύνδεσμος Νο 5
 

*Λέγεται Φυσική Διαστήματος και όχι Φυσική του Διαστήματος

Από την Nola Taylor Redd

Follow Nola Taylor Redd at @NolaTRedd, Facebook

Πηγή

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)

         

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.

Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

Από την ομάδα : @Aratosastronomy