Δείτε ένα εκπληκτικό ντοκιμαντέρ από το Science Illustrated, μια εισαγωγή στην Αστρονομία
και τον νυχτερινό ουρανό στην Ελληνική γλώσσα διάρκειας 30 λεπτών
Εισαγωγή
Γενικά η Αστρονομία γεννήθηκε με την εμφάνιση του «διανοούμενου ανθρώπου» στον ημέτερο πλανήτη. Ειδικότερα όμως για τους Έλληνες, η «Αστρονομία» γεννήθηκε ακριβώς την ίδια ιερή εκείνη στιγμή που γεννήθηκε και η ελληνική μυθολογία και μάλιστα σε μια αμφίδρομη σχέση. Προστάτης της, η θεία Μούσα Ουρανία.
H Αστρονομία αναφέρεται στην παρατήρηση και την ερμηνεία των φαινομένων που λαμβάνουν χώρα στον ουράνιο χώρο πέρα από την Γη και την ατμόσφαιρά της. Μελετά την προέλευση, την εξέλιξη, τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των ουρανίων σωμάτων που μπορούν να παρατηρηθούν (και είναι εκτός των ορίων της ατμόσφαιρας), καθώς και των διεργασιών που περιλαμβάνουν αυτές.
Η Αστρονομία ως επιστήμη με την πρόοδο των φυσικομαθηματικών επιστημών έλαβε δια μέσου των αιώνων τόση ευρύτητα ώστε να καταταχθεί στις φυσικές επιστήμες αλλά και να κατατμηθεί σε επιμέρους άλλους σημαντικούς κλάδους. Σημαντικότεροι αυτών είναι:
- Πρακτική Αστρονομία ή Παρατηρησιακή Αστρονομία (ή απλά Αστρονομία) η οποία και πραγματεύεται τα όργανα, τις μεθόδους που εκτελούνται οι αστρονομικές παρατηρήσεις καθώς και οι υπολογισμοί αυτών.
- Σφαιρική Αστρονομία η οποία θεωρώντας τα ουράνια σώματα ως μαθηματικά σημεία στην κοίλη επιφάνεια της ουράνιας σφαίρας αποτελεί την εφαρμογή της σφαιρικής τριγωνομετρίας στην Αστρονομία. Σ΄ αυτόν τον κλάδο οφείλεται η δυνατότητα της χαρτογραφίας και της έκδοσης αστρονομικών πινάκων.
- Ουράνια Μηχανική η οποία εξετάζοντας τα ουράνια σώματα από δυναμική άποψη μελετά τις διέπουσες αυτών δυνάμεις ως και τα αποτελέσματα με βάση φυσικούς νόμους (π.χ. παγκόσμιας έλξης κ.ά.). Ο κλάδος αυτός στηρίζεται στην ανώτερη μαθηματική Ανάλυση και Θεωρητική Μηχανική. Διαμορφωτής αυτού ήταν ο Γάλλος μαθηματικός Λαπλάς στο μνημειώδες σύγγραμμά του «Μεκανίκ σελέστ».
- Φυσική Αστρονομία ή Αστροφυσική η οποία εξετάζει τα ουράνια σώματα από φυσικής πλευράς, δηλαδή χημικής σύστασης, θερμοκρασίας, χρώματος, λαμπρότητας κλπ. Από αυτόν το κλάδο γίνεται η κατάταξη των ουρανίων σωμάτων (π.χ. αστέρες, πλανήτες, δορυφόροι κλπ). Κύριοι ακόμη επιμέρους κλάδοι αυτής είναι η «Αστρική Φωτομετρία» και η «Αστρική Φασματοσκοπία».
- Ναυτική Αστρονομία ή Αστρονομική Ναυτιλία η οποία αποτελεί συνδυασμό της Πρακτικής Αστρονομίας και της Σφαιρικής Αστρονομίας τόσο για τις ανάγκες της ναυσιπλοΐας όσο και της αεροπλοΐας.
- Περιγραφική Αστρονομία ή Κοσμογραφία η οποία περιγράφει τα ουράνια σώματα καθώς και τα διάφορα ουράνια φαινόμενα. Ο κλάδος αυτός χαρακτηρίζεται ως «ο ξεναγός του διαστήματος». Περιλαμβάνει δηλαδή τις βασικές γνώσεις της Αστρονομίας, τις οποίες και εκθέτει χωρίς αποδείξεις και χωρίς τη χρήση πολύπλοκων μαθηματικών τύπων.
- Κοσμογονία σκοπός της οποίας είναι, εκ του συνδυασμού των πορισμάτων των διαφόρων άλλων κλάδων της Αστρονομίας η αποκάλυψη των νόμων της δημιουργίας και της εξέλιξης.
Η Αστρονομία είναι μία από τις λίγες επιστήμες που έχουν απομείνει, όπου οι ερασιτέχνες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο, κυρίως με την παρατήρηση μεταβατικών φαινομένων όπως τα μεταβλητά αστέρια, οι κομήτες κ.ά.
Τα τελευταία χρόνια υπάρχει συχνά σύγχυση μεταξύ της Αστρονομίας και της Αστρολογίας Παρότι έχουν κοινή καταγωγή, η μεν Αστρονομία βασίζεται στην επιστημονική μεθοδολογία (επαναληψιμότητα των παρατηρήσεων, διατύπωση νόμων που ερμηνεύουν τις παρατηρήσεις), η δε Αστρολογία είναι μία ψευδοεπιστήμη που ανήκει στη σφαίρα της «προνοητικής δεισιδαιμονίας» και που διατυπώνει νόμους για την εξέλιξη της καθημερινής ανθρώπινης ζωής, βασιζόμενη κυρίως στις μεταξύ των ουρανίων και επίγειων σωμάτων μαγνητικές δυνάμεις, οι οποίοι όμως πολλάκις στερούνται συνέπειας φθάνοντας και στα όρια της απάτης.
- Νεότερη διάκριση της Αστρονομίας γίνεται σε δύο μεγάλους κλάδους α) την Κλασσική Αστρονομία, που εξετάζει τις φαινόμενες θέσεις και κινήσεις των ουρανίων σωμάτων, περιγράφει τα αστρονομικά όργανα με τα οποία γίνονται οι παρατηρήσεις και εκθέτει τις μεθόδους υπολογισμών των παρατηρήσεων, ενώ συνάμα μελετά τις πραγματικές κινήσεις και τις μεταξύ των σωμάτων αυτών σχέσεις, αναζητώντας τα αίτια που τις προκαλούν, διατυπώνοντας έτσι τους μαθηματικούς τύπους που συνδέουν αυτά, και β) την Αστροφυσική που ασχολείται με τα φυσικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα των ουρανίων σωμάτων όπως η λαμπρότητα, η θερμοκρασία, η ακτινοβολία, η χημική σύσταση κλπ.
Ιστορία
Η πρόοδος της Αστρονομίας είναι στενά συνδεδεμένη με την εξέλιξη των παρατηρήσεων. Ο άνθρωπος είναι το μόνο πλάσμα στη Γη που σηκώνει το κεφάλι του για να κοιτάξει απευθείας τον ήλιο και τα ουράνια σώματα που φαίνονται τη νύχτα. Η γοητεία που ασκεί ο ουρανός στον άνθρωπο τον οδήγησε στην συστηματοποίηση των παρατηρήσεών του και στην διατύπωση νόμων που εξηγούν φαινόμενα όπως οι φάσεις της σελήνης, η διάρκεια του έτους και η εναλλαγή των εποχών. Οι πρώτοι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν ως μέσο παρατήρησης το γυμνό οφθαλμό.
Μυθολογία - Αρχαιότητα
Η αστρονομία θεωρείται κατ'εξοχήν ελληνική επιστήμη αφού θεμελιώθηκε από τους αρχαίους Έλληνες φιλοσόφους και οι οποίοι έκαναν σημαντικά βήματα στην επιστήμη της Αστρονομίας, όπως το σύστημα τουφαινόμενου μεγέθους των αστέρων (που εφαρμόζεται ακόμα), την σφαιρικότητα της γης (Πυθαγόρας, 6οςαιώνας π.Χ.) την πρόταση ηλιοκεντρικού συστήματος (Αρίσταρχος ο Σάμιος 310 - 230 π.Χ.), την μέτρηση της ακτίνας της Γης (Ερατοσθένης, 276 - 192 π.Χ.), την κατάρτιση καταλόγου ουρανίων σωμάτων (Ίππαρχος, 2οςπ.Χ. αιώνας), κ.α. Αργότερα η Αλεξανδρινή σχολή δεν αρκείται σε απλές θεωρητικές έρευνες αλλά επιδιώκει και την εκτέλεση των παρατηρήσεων με πολύ μεγάλη ακρίβεια.
Τις θεωρίες και τις παρατηρήσεις των αρχαίων Ελλήνων φιλοσόφων συγκέντρωσε κατά τον 16ο αιώνα οΚοπέρνικος και τις εμφάνισε σαν δικό του σύστημα.
Άλλοι αρχαίοι λαοί όπως οι Βαβυλώνιοι, οι Αιγύπτιοιασχολήθηκαν με την Αστρονομία. Γνωρίζουμε επίσης την κατάρτιση ημερολογίων από τους αρχαίους Αιγύπτιους με πρακτικούς σκοπούς, όπως την συστηματοποίηση των καλλιεργειών περί τον Νείλο.
Μεσαίωνας
Ο Μεσαίωνας υπήρξε περίοδος οπισθοδρόμησης των επιστημών. Ο φόβος της ιεράς εξέτασης, ο σκοταδισμός, απέτρεπε κάθε πρόοδο. Η εγκατάλειψη του ηλιοκεντρικού συστήματος και η καθιέρωση ενός γεωκεντρικού ήταν επιβεβλημένη από τη «Χριστιανική Ηθική». Ωστόσο κατά την περίοδο του Μεσαίωνα πρόοδος στην Αστρονομία υπήρξε από Άραβες αστρονόμους (όπως ο al-Farghani, 9οςαιώνας μ.Χ.), κείμενά τους μεταφράστηκαν στα λατινικά περί τον 12ο Αιώνα.
Αναγέννηση
Η Αναγέννηση υπήρξε η περίοδος εκρηκτικής εξέλιξης της Αστρονομίας με την διατύπωση του ηλιοκεντρικού συστήματος του Κοπέρνικου (1473-1543), τους νόμους κίνησης του Κέπλερ (1571-1630), τις εργασίες του Γαλιλαίου (1564-1642) και τέλος τους νόμους της δυναμικής του Νεύτωνα (1642-1727). Οι παρατηρήσεις του Τυχό Μπραχέ ή Τύχωνος (1546-1601) ήταν οι σπουδαιότερες πριν την εισαγωγή του τηλεσκοπίου και χρησιμοποιήθηκαν για τη διατύπωση των νόμων του Κέπλερ. Ένα από τα σπουδαιότερα βήματα στην Αστρονομία είναι η εισαγωγή του τηλεσκοπίου από τον Γαλιλαίο. Το τηλεσκόπιο έδωσε μεγάλη προώθηση στην Αστρονομία επιτρέποντας παρατηρήσεις ακριβείας σε ουράνια σώματα που δεν είχαμε την δυνατότητα να παρατηρήσουμε με τον γυμνό οφθαλμό.
Σύγχρονη Ιστορία
Η Παρατηρησιακή Αστρονομία εξακολούθησε να δίνει υλικό με την κατασκευή ισχυρότερων τηλεσκοπίων. Ο Messier (1730-1817) κατήρτησε κατάλογο με τα απομακρυσμένα αντικείμενα όπως Γαλαξίες, Νεφελώματα, κ.ά.. Η εξέλιξη συνέχισε με επιταγχυνόμενα βήματα στην σύγχρονη εποχή του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble. Μπορούμε να αναφέρουμε ως ορόσημα τον νόμο του Hubble (1889-1953) για την επέκταση του Σύμπαντος, τις θεωρίες της σχετικότητας (ειδική και γενική) του Einstein (1879-1955), την εφεύρεση του ραδιοτηλεσκοπίου και την έναρξη της εξερεύνησης του διαστήματος.
Ουράνια σώματα
Η Αστρονομία εξετάζει τους φυσικούς νόμους που διέπουν τα ουράνια (εκτός της γήινης ατμόσφαιρας) σώματα, τα οποία είναι δυνατόν να παρατηρηθούν με τις κατάλληλες μεθόδους.
- Αστέρες. Οι αστέρες, αστέρια ή άστρα, είναι αέρια σώματα, στα οποία κυριαρχεί συνήθως το στοιχείο Υδρογόνο. Οι συνθήκες στους αστέρες είναι τέτοιες ώστε να λαμβάνουν χώρα θερμοπυρηνικές αντιδράσεις και να ακτινοβολούν ενέργεια σε μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ο Ήλιος είναι ο κοντινότερος αστέρας στη Γη. Μία καθαρή ασέληνη νύχτα μπορούμε να διακρίνουμε περί τα 4000 αστέρια χωρίς οπτικά βοηθήματα. Αυτά είναι άστρα που ανήκουν στον Γαλαξία μας. Ο κοντινότερος αστέρας στο Ηλιακό Σύστημα είναι ο Εγγύτατος Κενταύρου (Proxima Centauri), σε απόσταση 4,2 ετών φωτός.
- Πλανήτες. Οι πλανήτες είναι σώματα (αέρια όπως ο Δίας ή στερεά όπως η Γη) τα οποία δεν έχουν δυνατότητα να συντηρήσουν θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. Οι πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο. Οι πλανήτες συχνά διαθέτουν δορυφόρους, δηλαδή σώματα που περιστρέφονται γύρω τους. Ο μοναδικός φυσικός δορυφόρος της γης είναι η Σελήνη, το φεγγάρι.
- Κομήτες, Αστεροειδείς. Σημαντικά μικρότερα από τους πλανήτες σώματα.
- Νεφελώματα. Σχηματισμοί αερίων και σκόνης που εκτείνονται σε ευρύτερες περιοχές του Γαλαξία. Τα νεφελώματα συχνά είναι περιοχές δημιουργίας νέων αστέρων. Γνωστό νεφέλωμα είναι το «Μεγάλο Νεφέλωμα του Ωρίωνα» (Μ42) στον αστερισμό Ωρίωνα.
- Σμήνη αστέρων. Σχηματισμοί αστέρων που έχουν βαρυτική αλληλεπίδραση. Διακρίνονται σε σφαιρωτά και ανοικτά σμήνη. Ένα από τα γνωστότερα σμήνη είναι οι «Πλειάδες» ή «Πούλια» (Μ45 στον αστερισμό Ταύρο).
- Γαλαξίες. Οι αστέρες αποτελούν μέρη μεγαλύτερων σχηματισμών, των γαλαξιών. Οι γαλαξίες είναι πολλές τάξεις μεγέθους μεγαλύτεροι από τους αστέρες, και οργανώνονται σε σμήνη γαλαξιών. Ο κοντινότερος γαλαξίας στον Γαλαξία μας είναι ο νάνος γαλαξίας του Μεγάλου Κυνός, σε απόσταση περίπου 25.000 ετών φωτός, αλλά ο πλησιέστερος γαλαξίας ορατός με γυμνό μάτι είναι το Μέγα Νέφος του Μαγγελάνου(169.000 έτη φωτός).
- Αστερισμοί. Για ευκολότερη αναγνώριση και ανεύρεση των ουράνιων σωμάτων, ο ουρανός χωρίζεται σε 88 τμήματα, ισάριθμων αστερισμών. Οι αστερισμοί που διασχίζει ο ήλιος κατά την εναλλαγή των εποχών (η εκλειπτική) ονομάζονται αστερισμοί του Ζωδιακού Κύκλου.
- Μαύρες τρύπες, Αστέρες νετρονίων. Σώματα στα οποία ισχύουν ακρότατες συνθήκες της Φυσικής. Συνήθως προέρχονται από το τελικά στάδιο της εξέλιξης μεγάλων αστέρων.
Εξερεύνηση του διαστήματος
Ο 20ος αιώνας έχει ταυτιστεί με αυτό που ονομάζουμε «Διαστημική εποχή». Για πρώτη φορά ο άνθρωπος κατάφερε να «φτάσει» τα αστέρια, να ξεπεράσει δηλαδή τα όρια της γήινης ατμόσφαιρας με τα διαστημικά σκάφη. Η εξερεύνηση του διαστήματος συνέβαλε ριζικά στην ανάπτυξη της Αστρονομίας, καθώς έδωσε τη δυνατότητα απευθείας δειγματοληψίας και επισκόπησης.
Συστηματοποίηση της Αστρονομίας
Κύριοι κλάδοι της Αστρονομίας είναι:
- Η Αστρομετρία
- Η Ουράνια Μηχανική και
- Η Αστροφυσική.
Κύριοι κλάδοι της Αστροφυσικής είναι:
- Η Κοσμολογία,
- Η Ραδιοαστρονομία,
- Η Αστρονομία ακτίνων Χ,
- Η Αστρονομία ακτίνων γ,
- Η Αστρονομία Υπέρυθρης Ακτινοβολίας και
- Η Αστρονομία Υπεριώδους Ακτινοβολίας
Η αξία της Αστρονομίας
Η συμβολή της αστρονομίας και η πλοκή της με άλλες επιστήμες και τέχνες είναι σπουδαιότατη. Κανείς δεν μπορεί ν΄ αμφισβητήσει ότι οι θεωρίες και οι παρατηρήσεις των αρχαίων Ελλήνων Φυσικών Φιλοσόφων, αποτελούν τη βάση της σύγχρονης αυτής θετικής επιστήμης. Αλλά και σήμερα η Οπτική (τηλεσκόπιο, μικροσκόπιο) αναπτύχθηκε πολύ από την ανάγκη της έρευνας των ουρανίων σωμάτων. Η Φασματοσκοπία, που έχει αστρονομική εξ ανάγκης προέλευση, χρησιμοποιείται σήμερα από τη Φυσική, Χημεία, Μεταλλουργία, Βιολογία κλπ. Ακόμα η Χρονομετρία, η Ναυτιλία, και η Γεωδαισία σχετίζονται στενά με την Αστρονομία. Αποκορύφωμα της συμβολής της αποτελεί η σύγχρονη έρευνα του διαστήματος, οι ασφαλείς αποστολές τεχνητών δορυφόρων και διαστημοπλοίων.
Τέλος η Αστρονομία σχετίζεται στενά με τη Φιλοσοφία και τη Μεταφυσική. Παρότι ως επιστήμη δεν μπορεί να δώσει άμεση απάντηση σε φιλοσοφικά προβλήματα, εντούτοις «ασκεί σημαντική επίδραση», όπως σημειώνει ο διάσημος αμερικανός φυσικός Χένρυ Νόρις Ράσελ (1877-1957), «στο καθορισμό της θέσης του σκεπτόμενου ανθρώπου στις υποχρεώσεις του προς τις μέλλουσες γενιές, ή τη θέση του στο Σύμπαν ως προς τη Δύναμη εκείνη υπεράνω αυτού» [1]. Ακριβώς κάτι παρόμοιο υποστήριξε χαρακτηριστικά και ο Καθηγητής του Πανεπιστημίου Αθηνών και διευθυντής του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών Δημήτριος Αιγινήτης (1862 – 1934): ότι η Αστρονομία παρουσιάζει «τη συγγένεια της ανθρώπινης διανοίας προς τον Άπειρον Λόγον».
Η Ερασιτεχνική Αστρονομία
Η ερασιτεχνική αστρονομία είναι ένα χόμπι στο οποίο οι συμμετέχοντες, οι οποίοι ονομάζονταιερασιτέχνες αστρονόμοι, απολαμβάνουν τη μελέτη της αστρονομίας και την παρατήρηση των ουράνιων σωμάτων. Συνήθως οι ερασιτέχνες αστρονόμοι διεξάγουν νυκτερινές παρατηρήσεις, αλλά μερικοί παρατηρούν και τον Ήλιο, ιδίως τις ηλιακές κηλίδες, ενώ μια ειδική υποκατηγορία τους είναι οι «κυνηγοί εκλείψεων», οι οποίοι κάνουν ενίοτε μεγάλα ταξίδια για να παρατηρήσουν και να φωτογραφήσουν μία ολική έκλειψη Ηλίου.
Η ερασιτεχνική αστρονομία μπορεί να ασκηθεί ως απλή παρατήρηση του ουρανού με γυμνό μάτι, αλλά συνηθισμένος εξοπλισμός είναι τα κιάλια και τα τηλεσκόπια καθώς και οι αστρικοί χάρτες, οι φωτογραφικές μηχανές και οι κάμερες CCD για τη φωτογράφηση-απεικόνιση των ουράνιων σωμάτων.
Σε όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας, πολλοί άνθρωποι μελετούσαν τον ουρανό σε ερασιτεχνικά πλαίσια, χωρίς κάποια συστηματική μέθοδο, χρήση ανώτερων μαθηματικών ή χρηματοδότηση. Μόλις κατά τον 20ό αιώνα η ερασιτεχνική αστρονομία εξελίχθηκε σε μία δραστηριότητα καθαρά διαχωρισμένη από την «επαγγελματική» αστρονομία. Ωστόσο, η αστρονομία παραμένει ίσως η μοναδική θετική επιστήμη στην οποία οι ερασιτέχνες μπορούν να προσφέρουν στην επιστημονική έρευνα. Εξάλλου, αρκετοί ερασιτέχνες αστρονόμοι έχουν συνδέσει το όνομα τους με ανακαλύψεις ή εφευρέσεις, όπως ο ζυθοποιός Ουίλλιαμ Λάσελ, ο οποίος ανακάλυψε τον Τρίτωνα, τονΥπερίωνα και άλλους πλανητικούς δορυφόρους, ή ο Τζον Ντόμπσον, ο οποίος εφηύρε το κατοπτρικό τηλεσκόπιο Dobsonian.
Στην Ελλάδα, η ερασιτεχνική αστρονομία άρχισε να αναπτύσσεται ιδιαίτερα μετά το 1995, και σήμερα υπάρχουν αρκετοί ερασιτέχνες αστρονόμοι, κυρίως στην επαρχία, πολλοί από τους οποίους είναι οργανωμένοι σε συλλόγους. Κάθε δύο χρόνια από τ
ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗΝ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ
Επιστήμη συγγενική με τη φυσική και τα μαθηματικά, που ερευνά τα φαινόμενα των αστέρων, η επιστήμη που μελετά τη φυσική κατάσταση, τη θέση, την κίνηση, τη σύσταση και την εξέλιξη των αστέρων. Η λέξη αστέρες λαμβάνεται εδώ στην όσο το δυνατόν γενικότερη έννοιά της και εφαρμόζεται σε όλα τα πράγματα που βρίσκονται στον ουρανό: πλανήτες, ήλιος, δορυφόροι (φυσικοί και τεχνητοί), κομήτες, διαπλανητικά αέρια και σκόνη, αστέρες, ομάδες αστέρων, γαλαξιακά νεφελώματα, αέρια και κοσμική ύλη, πηγές ραδιενέργειας, σύνολα γαλαξιών και τελικά το σύμπαν ως γενικό σύνολο όλων των αστέρων. Η μελέτη της Γης, ως ουράνιου σώματος, ανήκει επίσης σε ένα από τα πεδία μελέτης της αστρονομίας. H αστρονομία δεν έχει ως μόνο σκοπό να περιγράψει τους αστέρες, αλλά κυρίως να αναλύσει τη φυσική, χημική και τη βιολογική τους κατάσταση, όχι μόνο την πρόσφατη, αλλά και την κατάσταση που βρίσκονταν στο παρελθόν και εκείνη στην οποία θα βρίσκονται στο μέλλον. Ένα σημαντικό μέρος, ίσως το σημαντικότερο, της αστρονομικής έρευνας είναι αφιερωμένο στην εξέλιξη των αστέρων και του σύμπαντος.
Ο αστέρας είναι ένα πολυσύνθετο αντικείμενο, που δέχεται την ενέργεια ενός κέντρου μιας επίσης πολύπλοκης δομής και τις ποικίλες επιδράσεις του συστήματος στο οποίο ανήκει. Για να εξηγήσουμε τις κινήσεις ενός αστέρα, πρέπει να στηριχτούμε στους νόμους της στατιστικής μηχανικής, για να αναλύσουμε τις ακτινοβολίες που δέχεται και την προέλευση της ενέργειας, καταφεύγουμε στην ατομική φυσική, για τα φαινόμενα της ατμόσφαιρας του πλανήτη, στη χημεία, για τη φύση του εδάφους, στη γεωλογία. Καθώς τοποθετούνται μηχανήματα μετρήσεων στο έδαφος της Σελήνης και των πλανητών πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τις μεθόδους της κρυσταλλογραφίας. H μελέτη λοιπόν του σύμπαντος και των σωμάτων που το συγκροτούν αφορά σε ένα από τα ευρύτερα πεδία δράσης που το ανθρώπινο πνεύμα μπορεί vα αντιμετωπίσει μέσα στον φυσικό κόσμο. Για να προχωρήσει στην έρευνά της, η αστρονομία οφείλει να χρησιμοποιήσει γνώσεις που απέκτησαν όλες οι άλλες επιστήμες και να εφαρμόσει κάθε τεχνική μέθοδο.
Η σύγχρονη αστρονομία μπορεί να διαιρεθεί σε τρία κύρια μέρη: 1) την αστρομετρία (υπολογισμός θέσης, ουράνια μηχανική, αστρική δυναμική, αστρική κινηματική, αστρική στατιστική κλπ.) 2) την αστροφυσική (μελέτη της φύσης των ουράνιων σωμάτων, φωτομετρία, μέτρηση ακτινοβολιών, φασματοσκοπία, ραδιοαστρονομία, πυρηνική α. κλπ), 3) τη διαστημική αστρονομία (άμεση συλλογή πληροφοριών και ανάλυση της ύλης που αποτελεί τα άστρα).
Η αλματώδης τελειοποίηση των μέσων έρευνας και η τεράστια διεύρυνση του πεδίου των μελετών προκάλεσαν αμφισβητήσεις αν το εκτεταμένο αυτό σύνολο αποτελεί ενιαία επιστήμη. Μερικοί ειδικοί προτείνουν τον χωρισμό της αστρονομίας από την αστροφυσική και επιμένουν ότι πρακτικά με τον όρο αστρονομία εννοούμε το σύνολο των μελετών που αφορούν στους αστέρες μόνο από δυναμική και κινηματική άποψη. Άλλοι όμως υποστηρίζουν ότι o διαχωρισμός είναι τυπικός και ότι η αστρονομία μελετά καθετί σχετικό με τα ουράνια σώματα και φαινόμενα.
Η αστρονομία είναι, χωρίς αμφιβολία, η αρχαιότερη επιστήμη. Από την προϊστορική ακόμα εποχή καλλιεργήθηκε με επιτυχία η παρατηρητική αστρονομία. Οι αντιλήψεις των πρώτων εκείνων παρατηρητών για το σύμπαν δεν επέτρεψαν βέβαια την ακριβή ερμηνεία των φαινομένων που διαπίστωναν, αλλά η μεγάλη κληρονομιά των διαφόρων παρατηρήσεων αποτέλεσε ένα σημαντικό και αναγκαστικά απαραίτητο υπόβαθρο για τις μεγάλες αστρονομικές ανακαλύψεις που έγιναν από την Αναγέννηση και ύστερα.
Οι απαρχές της αστρονομίας. Για να γίνουν καταληπτά τα ουράνια φαινόμενα είναι χρήσιμο να ανατρέξουμε στην ιστορική εξέλιξη των αστρονομικών αναζητήσεων. Με την έννοια αυτή θα ήταν σκόπιμη μια επισκόπηση των αντιλήψεων για το σύμπαν πριν και μετά τον Γαλιλαίο. Τα φαινόμενα που επέσυραν αμέσως την προσοχή των πρώτων αστρονόμων ήταν η κανονική εναλλαγή της ημέρας με τη νύχτα, η διαδοχή των εποχών, η θεώρηση του έναστρου ουρανού, το γεγονός της ανατολής και της δύσης των αστέρων και το ότι μερικοί από αυτούς είναι ορατοί όλο το έτος, ενώ άλλοι παραμένουν στον ουρανό μόνο ορισμένες περιόδους. Η εμφάνιση στον ουρανό μερικών αστέρων που κινούνται διαφορετικά από τους άλλους οδήγησε τους αρχαίους αστρονόμους να τους κατατάξουν σε άλλη ομάδα. Αυτοί ονομάστηκαν πλανήτες και οι πρώτοι που παρατηρήθηκαν πήραν τα ονόματα Ερμής, Αφροδίτη, Άρης, Ζευς, Κρόνος. Έγινε επίσης αντιληπτό ότι ακόμα και o Ήλιος και η Σελήνη δεν συμμετέχουν με ακρίβεια στη γενική κίνηση των άλλων αστέρων. Οι πιο παλιές πληροφορίες αστρονομικών παρατηρήσεων προέρχονται από τους Βαβυλώνιους οι οποίοι, μεταξύ των άλλων, διέκριναν στον ουρανό τους αστερισμούς του ζωδιακού κύκλου και διαίρεσαν την ημέρα και τη νύχτα σε δώδεκα ώρες. Οι γνώσεις όμως των Αιγυπτίων ήταν πολύ πιο βαθιές: κατάφεραν να προσδιορίσουν ότι το έτος διαρκεί 365 1/4 ημέρες, οι πυραμίδες τους χτίστηκαν με ακριβή αστρονομικό προσανατολισμό και οι ψηλοί οβελίσκοι έδειχναν πάντοτε τον μεσημβρινό. Οι αρχαίοι Έλληνες ανέπτυξαν περισσότερο από κάθε αρχαίο λαό τη μελέτη των ουράνιων φαινομένων.
Ο Ίππαρχος τον 2o αι. π.Χ. υπήρξε ένας από τους μεγαλύτερους αστρονόμους της αρχαιότητας. Αν και οι μελέτες του δεν τον έφεραν στο σημείο να θεωρήσει τον Ήλιο ως κέντρο του συστήματος στο οποίο ανήκει ο πλανήτης μας, πάντως πέτυχε να συμπεράνει ότι και η Γη κινείται στο Διάστημα. Μεταξύ των πολυάριθμων φιλοσόφων και μαθηματικών που ασχολήθηκαν με την α. επιτελώντας ακριβείς παρατηρήσεις, σημειώνουμε τον Αρίσταρχο τον Σάμιο (3ος αι. π.Χ.), εισηγητή του ηλιοκεντρικού συστήματος, τον Θαλή, τον Πυθαγόρα, τον Φιλόλαο, τον Μέτωνα και τον Αριστοτέλη. Ο Ερατοσθένης, που ζούσε στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου τον 2o αι. μ.Χ., προσπάθησε να μετρήσει τις διαστάσεις της Γης. H μέτρηση ήταν, για τα μέσα της εποχής εκείνης, εκπληκτικά ακριβής. Άλλος μεγάλος αστρονόμος υπήρξε o Πτολεμαίος (2ος αι. μ.Χ.), οι μελέτες του οποίου αποτέλεσαν τη βάση για τις έρευνες όλων των σοφών του Μεσαίωνα στη δυτική Ευρώπη.
Η σύγχρονη αστρονομία. H πρώτη παρατήρηση, κατά την οποία τα ουράνια φαινόμενα εξηγούνται πολύ απλούστερα αν παραδεχτούμε ότι o Ήλιος και όχι η Γη είναι o κεντρικός αστέρας του σύμπαντος και ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από αυτόν μαζί με τους άλλους πλανήτες, οφείλεται στον Αρίσταρχο τον Σάμιο (280 π.Χ.). Ύστερα από 14 αιώνες, την ηλιοκεντρική αυτή θεωρία αναβίωσε ο Κοπέρνικος (1473-1543) και οι μεταγενέστεροι της έδωσαν το όνομά του. H ηλιοκεντρική θεωρία του Κοπέρνικου είχε το μεγάλο πλεονέκτημα ότι θεωρούσε τη Γη έναν πλανήτη σαν τους άλλους, χωρίς δηλαδή τη θέση που της απέδιδαν προηγουμένως για λόγους που δεν μπόρεσαν να επιβεβαιωθούν από το πείραμα. Από τυπική όμως άποψη, η ιδέα του Κοπέρνικου δεν ήταν ανώτερη από τις ιδέες των προηγούμενων αστρονόμων, γιατί η μεγαλύτερη απλούστευση του συστήματος δεν είναι ικανός λόγος για την υποστήριξη των ιδεών του, αντίθετα, η αφαίρεση από τη Γη της προνομιούχας θέσης που κατείχε μπορούσε να φανεί πολύ νεωτεριστική σε σχέση με την απλοποίηση που επέφερε.
Στην πραγματικότητα, από τις αντιλήψεις αυτές έλειπε η φυσική άποψη, η οποία, με τον Γαλιλαίο (1564-1624) και τον Νεύτωνα (1642-1727), έμελλε να μεταφέρει την περιγραφή του κόσμου από το κινηματικό ομοίωμα στο δυναμικό και να τον ερμηνεύσει με την έννοια της δύναμης και ιδιαίτερα με τις έννοιες του έργου, της ενέργειας κλπ. Έτσι τελειοποιήθηκε η θεωρία που χαρακτηρίζει τη μετά τον Γαλιλαίο αντίληψη για τον κόσμο και που βρήκε μοναδική δυνατότητα εφαρμογής στο σύστημα που είχε προτείνει ο Κοπέρνικος. Με τον Γαλιλαίο και τον Νεύτωνα, λοιπόν, θεμελιώθηκε η σύγχρονη α. και θεωρήθηκε η επιστήμη που μελετά τις γενικές κινήσεις των ουράνιων σωμάτων, βασισμένη στις στέρεες αρχές της μηχανικής. Μαζί με τον Γαλιλαίο και τον Νεύτωνα πρέπει να σημειώσουμε και τον Κέπλερ (1571-1630), ο οποίος απέδειξε οριστικά την ισχύ του συστήματος του Κοπέρνικου καθορίζοντας τρεις νόμους πολύ ακριβείς, που μπορούν να διατυπωθούν μαθηματικά και ρυθμίζουν την κίνηση των πλανητών γύρω από τον Ήλιο:
1) Οι πλανήτες διαγράφουν ελλειπτικές τροχιές, στις οποίες ο Ήλιος κατέχει τη μία από τις εστίες.
2) Τα εμβαδά που διαγράφει σε ίσους χρόνους η επιβατική ακτίνα, η οποία ενώνει τον Ήλιο με τον πλανήτη, είναι για κάθε πλανήτη ίσα μεταξύ τους.
3) Ο λόγος του κύβου του μεγάλου ημιάξονα της έλλειψης, την οποία διαγράφει γύρω από τον Ήλιο ένας πλανήτης, προς το τετράγωνο του χρόνου της αστρικής περιφοράς αυτού, είναι σταθερός για όλους τους πλανήτες.
H μελέτη της αστρονομίας, που άρχισε από τον Γαλιλαίο και τον Νεύτωνα, έφτασε γρήγορα στο συμπέρασμα ότι οι τρεις νόμοι του Κέπλερ είναι η αναγκαία συνέπεια της θεώρησης του ηλιακού συστήματος ως ενός μηχανικού συστήματος που διέπεται από τους νόμους της παγκόσμιας έλξης. Βάσει αυτού θεωρήθηκε το ομοίωμα του Κοπέρνικου η πραγματική περιγραφή του ηλιακού συστήματος.
Ο Γαλιλαίος προίκισε τη μελέτη του ουρανού με ένα ισχυρό μέσο έρευνας, το τηλεσκόπιο. Με αυτό έγινε δυνατή η απόδειξη των θεωριών του Κοπέρνικου και ταυτόχρονα η εκτέλεση παρατηρήσεων με υψηλό βαθμό ακρίβειας. Σιγά-σιγά οι αστρονόμοι διαιρέθηκαν σε δύο κατηγορίες: στους παρατηρητές και τους θεωρητικούς. Οι πρώτοι αφοσιώθηκαν στην παρατήρηση των πλανητών και των αστέρων με όργανα όλο και πιο ισχυρά και στην εκτέλεση παρατηρήσεων και μετρήσεων όλο και πιο ακριβών. Οι δεύτεροι μελετούσαν θεωρητικά τη μηχανική και τις συνέπειές της, με βάση τους νόμους της παγκόσμιας έλξης.
Έτσι, μέσα σε λίγο περισσότερο από δύο αιώνες, συσσωρεύτηκε ένα τεράστιο ερευνητικό έργο, χάρη στο οποίο υπολογίστηκαν, έως τις μικρότερες λεπτομέρειες, η κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο και η περιστροφή της γύρω από τον άξονά της μαζί με τα διάφορα φαινόμενα μεταπτώσεων και κλονίσεων. Οι έρευνες αυτές επέτρεψαν επίσης να καταστρωθούν αστρονομικοί χάρτες του ουρανού και να καθιερωθεί ένα σύστημα συντεταγμένων με το οποίο μπορούμε να προσδιορίσουμε κάθε άστρο στην ουράνια σφαίρα.
Με την ακριβή μελέτη της κίνησης της Γης έγινε δυνατόν να θεμελιωθεί η θεωρία της μέτρησης του χρόνου. Προσδιορίστηκε με ικανοποιητική ακρίβεια η απόσταση της Γης από τον Ήλιο και, με βάση τριγωνισμού τη διάμετρο της γήινης τροχιάς, η απόσταση πολλών αστέρων. Με τον τρόπο αυτό έγιναν αντιληπτές οι πραγματικές διαστάσεις του ηλιακού συστήματος, η θέση της Γης και του Ήλιου μέσα σε αυτό και μελετήθηκε η δυναμική συμπεριφορά του συστήματος. H νέα αντίληψη για τον κόσμο, όπως πήγασε από τη μηχανική του Γαλιλαίου και του Νεύτωνα, γιόρτασε έναν από τους πράγματι μεγαλύτερους θριάμβους της, όταν o Γερμανός αστρονόμος Γιόχαν Γκότφριντ Γκάλε ανακάλυψε (1846) την ύπαρξη του Ποσειδώνα, την οποία είχε προβλέψει θεωρητικά ο Γάλλος Ουρμπέν-Ζαν-Ζοζέφ Λε Βεριέ.
Ύστερα από αυτό, η αστρονομία είχε βρει τον σωστό τρόπο ερμηνείας των ουράνιων φαινομένων και μπορούσε να δίνει ικανοποιητικές ερμηνείες του κόσμου στον οποίο ανήκει ο πλανήτης μας. Ιδρύθηκαν μεγάλα αστεροσκοπεία στις κυριότερες πόλεις και τη διεύθυνσή τους ανέλαβαν εξέχοντες μελετητές της αστρονομίας. Ο πρώτος διευθυντής του αστεροσκοπείου του Γκρήνουιτς ήταν ο Τζον Φλάμστιντ (1646-1719) και του αστεροσκοπείου του Παρισιού ο Κασίνι (1748-1845).
Με την είσοδο της αστροφυσικής, στις αρχές του 19ου αι., πραγματοποιήθηκαν οι πρώτες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις του Ήλιου και αργότερα, μετά τα μέσα του 20ού αι., των διαφόρων άλλων αστέρων. Ακόμα δεν είχε γίνει καταληπτή σε όλους η θεμελιώδης σημασία όλων αυτών των ερευνών και το μεγαλύτερο μέρος των αστρονόμων συνέχιζε να ασχολείται με τα αστρονομικά προβλήματα κατά την καθιερωμένη μέθοδο, που στηριζόταν κυρίως στη μελέτη των ουράνιων κινήσεων. Όταν αναπτύχθηκε σημαντικά και ο τομέας της αστροφυσικής, μερικοί υποστήριξαν ότι οι νέες μέθοδοι της αστροφυσικής ήταν προορισμένες να υποκαταστήσουν τις μεθόδους της κλασικής αστρονομίας. Το ότι οι αστροφυσικοί προτίμησαν τη δική τους ονομασία από την ιδιότητα του αστρονόμου οφείλεται κυρίως στο ότι μεταξύ των πρώτων και των δεύτερων υπάρχει μια ουσιώδης διαφορά στις μεθόδους έρευνας: οι αστροφυσικοί εμπνέονταν από τις νεότερες ανακαλύψεις της φυσικής και η νοοτροπία τους πλησίαζε περισσότερο στη νοοτροπία των πρωτοπόρων της νέας φυσικής του ατόμου, παρά σε εκείνη που χαρακτήριζε, για δύο σχεδόν αιώνες, τους ερευνητές της ουράνιας μηχανικής μαζί με το μεγαλειώδες φυσικομαθηματικό οικοδόμημά τους. Σταδιακά οι διαφορές αυτές εξασθένησαν πολύ, γιατί και οι αστροφυσικοί και οι αστρονόμοι αναγνωρίζουν τη σημασία των διαφόρων τομέων της έρευνας. Τελικά, μπορούμε να ονομάζουμε κλασικούς αστρονόμους όσους ασχολούνται με έρευνες βασισμένες κυρίως στην κλασική μηχανική των Όιλερ, Λανγκράνζ και Λαπλάς και αστροφυσικούς όσους μελετούν τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των αστέρων. δηλαδή αστροφυσική.
πηγή: sfak.org