Rudnicki K. - Astronomia, Literatura Nauk Ścisłych

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
CZĘŚĆ
I
WIADOMOŚCI WSTĘPNE
Rozdział I
PRZEDMIO T ASTRONOMII
1.1. Astronomia dawniej a dziś
Astronomia ) jest najstarszą z nauk. O ile w innych dziedzinach wiedzy przez
tysiąclecia wystarczały niepowiązane ze sobą, tradycyjnie przekazywane, przepisy
i zwyczaje, o tyle np. dla orientacji według gwiazd w czasie podróży,
przewidywania zbliżających się pór roku według położeń Słońca na niebie,
konieczne było zrozumienie jakichś ogólnych zasad, według których odbywają się
ruchy ciał niebieskich.
Możemy podziwiać umiejętności zamierzchłych cywilizacji w zakresie np.
matematyki, budownictwa, agronomii, jednak sposób, w
jaki
do
nich
podchodzono, był zupełnie różny od dzisiejszego, naukowego podejścia do tych
samych zagadnień. Natomiast zarówno starożytne metody obserwacji
astronomicznych,
jak
i
systemy
myślowe ich geometrycznego ujęcia żywo
przypominają współczesne metody i systemy. O ile inne nauki pojęte współcześnie
zaczęły powstawać w okresie rozkwitu kultury greckiej, a więc około 2000 lat temu,
o tyle stosunkowo dokładne obserwacje astronomiczne dokonywane były już tysiące
lat przed naszą erą.
Wiemy, że takich obserwacji astronomicznych dokonywano między innymi
w starożytnej Babilonii, Egipcie, Chinach oraz Ameryce Środkowej. Współczesna
astronomia do dziś używa podstawowych pojęć i terminów powstałych w bardzo odległej
starożytności. Należy do nich np.
sfera niebieska, zenit, oś świata,
o których będzie mowa
w dalszych rozdziałach.
Podstawowym działem astronomii jest tzw. astronomia sferyczna zajmująca się
teorią obserwowanych położeń i przesunięć ciał niebieskich na sferze niebieskiej. Ten
dział nie zajmuje się istotą obserwowanych zjawisk. Dla niego ciała niebieskie są jakby tylko
światełkami świecącymi na niebie. Jedną z dyscyplin astronomii sferycznej jest
astrometria zajmująca się dokładnymi pomiarami położeń ciał niebieskich. Należy do niej
wyznaczanie z obserwacji dokładnych położeń gwiazd i na tej podstawie układanie ich
)
Astronomia — po grecku
astron
znaczy gwiazda i
nomos
— prawo, czyli nauka o ciałach niebieskich.
katalogów itp.
Innym działem astronomii jest astronomia praktyczna wraz z tzw. astronomią
geodezyjną, zajmująca się wyznaczaniem stron świata, współrzędnych geograficznych,
kształtu Ziemi, badaniem jej ruchu obrotowego i na tej podstawie wyznaczaniem czasu.
Badanie ruchów ciał w układzie planetarnym, obliczanie sił działających między tymi
ciałami, obliczanie orbit ciał niebieskich, przewidywanie położeń ciał na niebie, należą do
mechaniki nieba.
Wymienione działy, które zajmują się tylko położeniami i ruchami ciał niebieskich,
ujmuje się czasem, jako jedną całość nazywaną astronomią klasyczną. Natomiast dział
astronomii, powstały stosunkowo niedawno, bo w XIX w., zajmujący się fizyczną
i chemiczną budową ciał niebieskich, nazywany astrofizyką.
Astrofizyka dzieli się na astrofizykę obserwacyjną, której głównym zadaniem są
badania ilościowe i jakościowe promieniowania elektromagnetycznego, oraz na
astrofizykę teoretyczną, która, opierając się na prawach fizyki, stawia sobie za cel
opracowanie, teorii zjawisk fizycznych obserwowanych we Wszechświecie.
Astronomia klasyczna wraz z astrofizyką zajmują się pojedynczymi zjawiskami
zachodzącymi we Wszechświecie, wyciąganiem, stąd ogólnych wniosków zajmuje się
astronomia gw iazdowa. (Nazwa astronomii gwiazdowej pochodzi stąd, że dawniej poza
układem planetarnym umiano badać tylko rozmieszczenia i ruchy gwiazd. Dopiero później
zaczęto się zajmować również mgławicami, galaktykami, gromadami galaktyk.) Astronomia
gwiazdowa nie zajmuje się więc poszczególnymi zjawiskami, lecz, czerpiąc o nich gotowe
dane od astronomii klasycznej oraz astrofizyki i posługując się przy tym
metodami statystycznymi, stara się wyjaśnić ogólne rozmieszczenie i ruchy ciał
niebieskich we Wszechświecie.
Najogólniejszymi prawami rządzącymi tym rozmieszczeniem — budową
Wszechświata — zajmuje się dział zwany kosmologią.
Osobne miejsce wśród działów astronomii zajmuje nauka o powstawaniu
i rozwoju ciał niebieskich oraz ich zbiorowisk — kosmogonia. N ie jest to
w zasadzie odrębny dział, lecz raczej wspólny temat wszystkich działów
astronomii.
Z
jednej
bowiem strony kosmogonia posługuje się wynikami
wszelkich działów astronomii, z drugiej — żadne ciało niebieskie nie może być
uznane za dokładnie zbadane, dopóki nie wiemy, jak ono zmieniało się w czasie,
jaka jest jego ewolucja i jaka rola w ewolucji Wszechświata.
Mimo, że w poprzednich latach nauki nie uczyliście się astronomii, jako
oddzielnego przedmiotu, liczne elementarne wiadomości z
tego
zakresu
wchodziły w kurs innych przedmiotów.
Przypomnijmy sobie te wiadomości:
Ziemia jest ciałem o kształcie zbliżonym do kuli, krążącym wokół Słońca. Wokół
Ziemi krąży Księżyc i wraz z nią bierze udział w ruchu dookoła Słońca. Podobnie jak
Ziemia, wokół Słońca krążą jeszcze inne pokrewne jej ciała niebieskie. Nazywamy je
planetami. Słońce oświetla swoimi promieniami wszystkie planety łącznie z Ziemią
i krążącym wokół niej Księżycem. Słońce, wszystkie planety i inne mniejsze ciała krążące
wokół niego tworzą razem Układ Słoneczny. Poza Układem Słonecznym w wielkich
odległościach rozmieszczone są gwiazdy, będące ciałami podobnymi do Słońca.
1.2.
O bse rwac je astrono mic zne
Rzadko dokonujemy dziś naukowych obserwacji astronomicznych gołym
okiem. Zwykle za pomocą, mniej lub bardzo skomplikowanych przyrządów badamy
jakościowo i ilościowo promieniowanie przychodzące do nas od ciał niebieskich.
Wykorzystujemy przy tym zarówno promieniowanie widzialne, jak i inne rodzaje
promieniowania elektromagnetycznego: podczerwone, nadfioleto we oraz radiowe.
Trudnym zadaniem jest doprowadzenie odpo wiedniego promieniowania do
aparatury odbiorczej. Wszelkie urządzenia służące do tego celu można podzielić na
dwie zasadnicze klasy.
Czasem idzie o to, aby możliwie jak najwięcej tego promienio wania skupić
w jednym punkcie. Dzieje się tak w przypadku badania ciał niebieskich słabo
świecących, np. bardzo odległych, albo gdy chcemy promieniowanie idące od
danego ciała poddawać subtelnym bada nio m np. w id mo wym, c zyli spektra lnym.
Do tych celów służą stosunkowo duże, nieraz potężne, o ogromnych średnicach
teleskopy, w których promieniowanie skupiane jest za pomocą odpowiedniego
układu soczewek (tzw. refraktory), luster (reflektory) lub siatek drucianych oraz
anten kierunkowych (radioteleskopy).
Średnica obiektywu największego istniejącego obecnie refraktora wynosi 1,02 m
(Obserwatorium
Yerkesa
w
USA),
reflektora —
6,00
m
(O bserwatorium
w Zieleńczukskiej na Kaukazie w ZSRR rys. 5) [Chociaż obecnie istnieją większe
teleskopy to kaukaski kolos ma nadal największe zwierciadło wykonane
z pojedynczego bloku szkła – przyp. red.]. Trudno powiedzieć, jakie są wymiary
największego radioteleskopu. Pojedyncze czasze paraboidalne skupiające fale
radiowe do celów astronomicznych miewają średnice po kilkadziesiąt metrów. [W
Arecibo 300 m, w Efelsbergu 100 m, w Toruniu 32 metry – przyp.red.]. Czasem
jednak radioteleskopy bywają układami oddzielonych od siebie anten radiowych
rozmieszczonych
na
obszarach
wielu
kilo metrów lub nawet na różnych
kontynentach.
Inny typ przyrządów astronomicznych stosuje się, kiedy idzie nie tyle
o skupienie wielkiej ilości promieniowania, ile o dokładny pomiar kierunku,
z którego promieniowanie dochodzi. Przyrządy służące do tego celu są stosunkowo
niewielkie, ale za to wyposażone w bardzo precyzyjne kątomierze, podziałki
i śruby mikrometryczne, aby możliwie jak najdokładniej można było mierzyć
położenie ciał na niebie. Dokładność wyników pomiarów kątowych dochodzi tu
często do 0,001 sekundy łuku.
Rysunki 1—7 przedstawiają różne typy przyrządów astronomicznych.
Rys.1. Największy polski teleskop optyczny o średnicy 90cm
w obserwatorium w Piwnicach pod Toruniem.
Rys.2. Wielki radioteleskop w Jodrell Bank w Anglii.
Rys.3. Tak zwane koło wertykalne w obserwatorium we Wrocławiu. Przyrząd służący
do pomiarów położeń ciał niebieskich.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

Rudnicki K. - Astronomia, Literatura Nauk Ścisłych

Tematy