Чому астрономи не люблять, коли їх плутають з астрологами? Чим займається наука астрономія? Як стався Всесвіт? Чи можливе життя на Марсі?. На ці і інші питання відповідаємо в статті про професію астронома!
Історія науки : астрологія і астрономія – відчуйте різницю!
Мабуть, з самого моменту своєї появи людина цікавиться зоряним небом. Древні жерці зверталися до зірок, мореплавці прокладали маршрути, а землероби планували посівні роботи за календарем, заснованим на спостереженнях небесних світил. Історія спостережень налічує тисячоліття, але астрономія як наука відносно молода. Чому?
— Поясните, будь ласка, чому астрономи так не люблять, коли їх плутають з астрологами?
— Попри те, що ці два слова пішли від одного кореня, сенс цих двох понять абсолютно різний. Астрономія – це наука, заснована на реальних фактах, спостереженнях і займається вивченням фізичних законів. Астрологія побудована на суб’єктивному і психології. Астрологія виникла завдяки людській слабкості – боязні перед майбутнім і бажанню знати свою долю. Провісники використовують це бажання людини для того, щоб володіти їх умами. Так зародилися поняття Народитися під нещасливою зіркою або, наприклад, зірка удачі. Хоча, звичайно, несправедливо було б проявляти неповагу до астрології, адже наука астрономія пішла від неї.
Все почалося дуже давно. Древнім людям було життєво важливо спостерігати за рухом зірок і планет, щоб передбачати зміну сезонів і планувати землеробські роботи. Так, в Єгипті і Межиріччі, де і проводилися перші спостереження зоряного неба, точно знати час розливу Нілу було необхідно для землеробського циклу, інакше люди залишилися б без урожаю і ризикували загинути. У один прекрасний момент єгиптяни помітили, що початок розливу Нілу співпадає за часом з тим моментом, коли один з найяскравіших об’єктів на небі – зірка Сіріус – уперше показується із-за горизонту рано вранці, незадовго до світанку. Для мореплавців спостереження зоряного неба теж мали в першу чергу практичне значення – за зірками можна було визначити своє місцезнаходження, і це теж було життєво важливим.
Астрономія: персоналії
Говорячи про астрономію, не можна не згадати тих, хто стояв у витоків цієї науки. Між іншим, багато хто з древніх астрономів являвся частково і астрологами – оскільки намагалися пояснити долі людей впливом зірок і планет і заразом заробити на життя. Астрономія перший час йшла рука в руку з астрологією, і деякі учені складали гороскопи.
Гиппарх Нікейський – старогрецький астроном, географ і математик, що жив в II столітті до н. е… Саме його часто називають найбільшим астрономом античності. Головною заслугою Гиппарха вважається те, що він привніс до грецьких геометричних моделей руху небесних тіл точність астрономії Древнього Вавілона, що передбачала.
Екваторіальне кільце – інструмент, Гиппархом, що використався, для спостереження рівнодень. Гиппарх склав перший в Європі зоряний каталог, що включає близько тисячі зірок. Саме він визначив тривалість тропічного року 365(1/4) -(1/300) днів. На честь Гиппарха названий місячний кратер, астероїд і орбітальний телескоп Європейського космічного агентства, призначений для астрометричних вимірів.
Клавдій Птолемей, що жив близько 87-165 р., старогрецький астроном, математик, музичний теоретик і географ. У період з 127 по 151 рік жил в Александрії, де проводив астрономічні спостереження. У своїй основній праці Велика побудова, відомому під арабською назвою Альмагест, Птолемей виклав збори астрономічних знань древньої Греції і Вавілона. Створений ним список з 48 сузір’їв не покривав повністю небесної сфери: там були тільки ті зірки, які Птолемей міг бачити, знаходячись в Александрії.
Микола Коперник – польський астроном, математик, економіст, канонік, що народився в 1473 році. Найбільш відомий як автор середньовічної геліоцентричної системи світу, що започаткувала першу наукову революцію. Головний твір Коперника Про звернення небесних сфер перевернув багатовікові уявлення людей про будову світу, в центр якого з часів Птолемея поміщали Землю. Коперник пояснив видимий рух небесних тіл обертанням Землі навколо своєї осі і навколо Сонця. Зокрема, він стверджував:
— Усі планети рухаються по орбітах, центром яких є Сонце, і тому Сонце є центром світу;
— Відстань між Землею і Сонцем дуже мало в порівнянні з відстанню між Землею і нерухомими зірками;
— Добовий рух Сонця уявного, і викликано ефектом обертання Землі, яка обертається один раз за 24 години навколо своєї осі, яка завжди залишається паралельною самій собі;
— Земля(разом з місяцем, як і інші планети), обертається навколо Сонця, і тому ті переміщення, які, як здається, робить Сонце(добовий рух, а також річний рух, коли Сонце переміщається по Зодіаку) не більше ніж ефект руху Землі.
Тихо(Тюге) Бразі – датський астроном, астролог і алхімік епохи Відродження жил з 1546 по 1601 рік. Проводив астрономічні спостереження з максимальною для його часу точністю. Тихо Бразі склав таблиці точних положень і яскравості планет і зірок. Він побудував першу велику обсерваторію, в якій встановив найбільш точні астрономічні інструменти для виміру кутових відстаней(що не є телескопами). Це була перша в Європі будівля, спеціально побудована для астрономічних спостережень. Свою обсерваторію Тихо Бразі назвав Уранибог – храм богині Урании.
Галилео Галілей – італійський фізик, механік і астроном, один із засновників природознавства, член Національної академії деи Линчеи. У 1609, дізнавшись про винахід голландськими оптиками зорової труби, Галілей самостійно виготовив телескоп з плоскоопуклим об’єктивом і плосковогнутим окуляром, який давав триразове збільшення. Аргументи Галілея на захист геліоцентричної системи і його пристрасна переконаність в її справедливості справили величезне враження на сучасників, і він став знаменитим ученим Європи. Попри те, що в 1610 році Галілей отримав посаду першого математика і філософа при герцогу тосканському, його діяльність викликала озлоблення керівництва католицької церкви. У 1633 інквізиція почала проти Галілея в Римі судовий процес: його піддали важким допитам і змусили публічно, в церкві, на колінах відректися від своїх наукових поглядів. Галілей був оголошений в’язнем інквізиції, проте, наукової роботи він не припиняв до останніх днів життя.
Як на землі, так і на небі. Яка буває астрономія.
Розповідає співробітник кафедри астрономії і геодезії УрГУ Вадим Крушинский :
— Галілей, Кеплер і Ньютон відкриті закони, що описують рухи небесних тіл. Доти це була просто спостережлива наука: люди дивилися на небо і щось фіксували. Вважається, що саме Галілей заклав основи науки – об’єктивний підхід до спостережень і дослідів. Це було всього 400 років тому, і тому астрономія в її нинішньому вигляді – молода наука. У основі сучасної науки – закони фізики, єдині для процесів на Землі і в далеких куточках Всесвіту.
Зібравшись зайнятися астрономією, зовсім необов’язково готувати себе до нічних пильнувань – астрономи працюють як вдень, так і вночі.
Астрономія буває теоретична – учений присвячує себе роботі з математичними і фізичними формулами, намагаючись пояснити процеси, що відбуваються в космосі. До речі, один з найвідоміших у світі астрофізиків – Стівен Хокинг – інвалід, прикований до крісла. Він не може рухатися і навіть говорити, але у Хокинга є комп’ютерний голосовий синтезатор, що дозволяє йому не лише спілкуватися із зовнішнім світом, але навіть писати книги і виступати з лекціями з астрономії! Між іншим, Хокинг сам озвучував свого персонажа в популярному американському мультсеріалі Футурама.
Багато явищ і події на зоряному небі було передбачено саме завдяки розрахункам теоретиків(наприклад, реліктове випромінювання).
У світі дві популярні теорії походження світу : теорія креационизма(створення Всесвіту за задумом Творця) і власне теорія, прийнята в сьогоднішній астрономії, – теорія Великого вибуху. Згідно з нею:
* Все, що ми зараз спостерігаємо, виникло близько 15 мільярдів років назад в результаті Великого вибуху і відтоді уся речовина у Всесвіті продовжує розлітатися в різні боки. Ранній Всесвіт був гарячою плазмою, що складається з фотонів, електронів і елементарних часток. У міру розширення Всесвіту відбувається розсіювання речовини, а тепло від Великого Вибуху астрономи зуміли спочатку розрахувати в теорії, а потім і на практиці виміряти його радіо-діапазоні. Це саме тепло назвали реліктовим випромінюванням. Вивчаючи його, астрономи дійшли висновку, що Всесвіт не лише розширюється, але і розширюється з прискоренням: тобто, уся речовина у всесвіті розлітається дедалі швидше.
Говорячи про ранній Всесвіт, ми від найбільших космічних масштабів раптом переносимося в область мікросвіту, яка описується законами квантової механіки. Фізика елементарних часток і надвисоких енергій тісно переплітається в космології з фізикою велетенських астрономічних систем. Найбільше і найменше змикається тут один з одним. У цьому і полягає дивовижна краса нашого світу, повного несподіваних взаємозв’язків і глибокої єдності. З підручника по астрономії під редакцією С. Тульською.
Саме слово – астрономія(від греч. αστρονομία, від αστρον – зірка і νόμος – закон) означає закон зірок, але сучасних астрономів займають не лише зірки, але також все, що знаходиться за межами земної атмосфери.
Розділи астрономії :
* Астрометрія – вивчає видимі положення і рухи світил, а також способи визначення по них географічних координат і точного часу. Вона складається з сферичної астрономії(розробляючою математичні методи визначення руху небесних тіл), фундаментальної астрометрії(яка займається визначенням зоряних координат і складанням зоряних каталогів) і практичної астрономії.
* Теоретична астрономія розробляє методи для визначення орбіт небесних тіл.
* Небесна механіка вивчає закони рухів небесних тіл під дією сил всесвітнього тяжіння, визначає маси і форму небесних тіл і стійкість їх систем.
* Астрофізика вивчає будову, фізичні властивості і хімічний склад небесних об’єктів. Вона ділиться на практичну(спостережливу) і теоретичну(що пояснює спостережувані явища).
* Зоряна астрономія вивчає закономірності просторового розподілу і руху зірок, зоряних систем і міжзоряної матерії з урахуванням їх фізичних особливостей.
* Космогонія розглядає питання походження і еволюції небесних тіл, у тому числі і нашої Землі.
* Космологія вивчає загальні закономірності будови і розвитку Всесвіту.
* Одним з нових, таких, що сформувалися тільки в другій половині XX століття, напрямів являється археоастрономия, яка вивчає астрономічні знання древніх людей і допомагає датувати древні споруди.
Про те, які об’єкти на небі цікавлять астрономів, розповідає провідний інженер Коуровской обсерваторії Вадим Крушинский :
— Астрономія вивчає не лише зірки. Все, що знаходиться за межами земної атмосфери, цікавить астрономів. Почнемо по порядку:
* Штучні супутники Землі, які обертаються навколо Землі. Їх траєкторії прораховані ще до запуску, але на їх рух робить вплив безліч чинників. Наприклад, сонячний вітер і гравітаційне поле землі. І це усе дуже цікаві математичні завдання. До речі, диференціальні обчислення зародилися багато в чому завдяки астрономії і для її потреб. Уся система GPS і Глонас побудована на точних знаннях траєкторій руху супутників.
* Місяць. Природний супутник Землі зараз активно вивчається з далекосяжними планами. В майбутньому земляни не залишають надії побудувати на місяці космічні бази.
* Сонце – найважливіший об’єкт для спостереження сучасних учених, оскільки є природним термоядерним реактором. Знання процесів, що відбуваються на Сонці, можливо, дозволить створити термоядерні джерела на Землі і розв’язати проблему нестачі енергетичних ресурсів і разом з цим вирішити багато економічних і політичних проблем.
* Зірки, зоряні скупчення, туманності, чорні діри, Галактика, край Галактики і аж до найдальших країв Всесвіту і того самого реліктового випромінювання, яке є відлунням Великого вибуху.
І це – все одна велика астрономія.
Чи є життя на Марсі?
Відповідає Вадим Крушинский :
— Життя на Марсі, швидше за все, зараз немає, можливо, вона була у минулому. Але життя взагалі у Всесвіті просто зобов’язане існувати – надто багато зірок, і неможливо, щоб Сонячна система була єдиною, де зародилося життя. Втім, маловірогідно, що нас відвідають так звані зелені чоловічки. Історія розвитку земної цивілізації показує, що інтерес до освоєння космосу з часом згасає, і можливо, то ж сталося і з представниками інших цивілізацій. Адже люди почали літати в космос приблизно 50 років тому, але зараз ми бачимо, що людство поступово втрачає інтерес до вивчення далекого космічного простору. Принаймні, ми вже не прагнемо освоювати його активними методами – у розпорядженні сучасної людини є інструменти для дистанційного вивчення Всесвіту(наприклад, телескоп Хаббл, який знаходиться на відстані 565 км від Землі, за межами атмосфери, і вже майже 20 років відправляє на Землю неймовірно красиві знімки космосу).
Одним словом, людині вже немає необхідності особисто летіти в ракеті до далеких зірок, що здавалося дуже привабливим ще 30-40 років тому і так барвисто описано у фантастів. Людина вважає за краще вивчати космос, сидячи у себе на Землі і вже не поспішає безпосередньо виходити кудись. Мені здається зрозумілою теорія про те, що відсутність спроб позаземних цивілізацій встановити контакт з нами пояснюється якраз цим – вони втратили інтерес до нас і до вивчення космосу зокрема. Точно також, як людина, інопланетний розум міг перестати шукати можливостей вступити в контакт з представниками інших цивілізацій і зосередився на внутрішньому житті.
Друге: навіть якщо б інтерес і залишався: уявіть собі, що відстань від Землі до найближчої зірки – 4,5 світлових роки(ця відстань світло пролетить за 4,5 року, а швидкість світла – 300 000 км/сек!) – і щоб здолати таку відстань, знадобиться надто багато зусиль. Саме тому теорії уфологів мені здаються неспроможними – здолати таку велику відстань просто неможливо! І це за умови, що ті, хто виявлять до нас цікавість, полетять від найближчої зірки.
І найголовніше: мовчання Всесвіту. Досі не знайдено ніякого підтвердження існування розумного життя у Всесвіті, окрім невиразних спостережень уфологів. Цивілізація, що має ресурси для польотів до далеких зірок, повинна була б значно змінити околиці свого рідного світила. Проте ми не спостерігаємо ніякі проявів подібної діяльності. Сучасна техніка землян цілком дозволяє дивитися передачі Першого каналу з найближчих зірок. Але у наших сусідів або немає телевізорів і радіо, або немає самих сусідів.
Якщо ви зібралися зайнятися астрономією
У астрономії багато романтичної чарівності – зірки, планети, комети. Але, як радить професійний астроном Вадим Крушинский, в першу чергу подумайте, наскільки ви готові займатися цим усе життя:
— Не секрет, що в нашій країні астрономія – це не та професія, де можна багато запрацювати. Наука знаходиться в основному на державному фінансуванні. Існує система грантів, які видаються під конкретні особливо цікаві проекти, і якщо вам повезе з науковим керівником під час навчання, ви знайдете свою тему, розробкою якої займатиметеся. Спочатку доведеться заробити собі вагу в науковому середовищі і довести, що ти гідний отримувати ці гранти.
Якщо ж інтерес до астрономії не настільки великий, щоб ви могли присвятити цій справі усе своє життя, то можливо, шлях любителя – це для вас. Щоб тамувати свій природничонауковий інтерес і свою любов до зоряного неба, можна поповнити ряди астрономів-любителів. Любитель – це не означає невмілий. Останнім часом професійні астрономи дуже тісно співпрацюють з любителями, які іноді видають дуже цінні результати спостережень! Можна придбати або зробити на замовлення хороший телескоп і спостерігати на своїй дачній ділянці або навіть на балконі. Потім, зв’язавшись з науковим астрономічним співтовариством, можна передати їм результати своїх спостережень. Так, деякі комети були відкриті саме астрономами-любителями, тому що у професіоналів не завжди вистачає часу на патрулювання зоряного неба.
У будь-якому випадку, для людини, що серйозно цікавиться астрономією, шкільного курсу фізики і навіть астрономії(у тих школах, де вона є) недостатньо. Астрономія – наука світоглядна, в якій багато не лише романтики, але і філософії. Широта кругозору і загальна ерудованість дозволить вам об’єктивно і критично стежити за тим, що відбувається у науковому світі.
Що шанувати?
Журнали Звіздар і Земля і Всесвіт – дуже поважні вітчизняні видання, також шановані в професійному середовищі.
Щорічний план прийому студентів складає 10 чоловік за фахом Астрономія, 10 чоловік за фахом Астрономогеодезия. Абітурієнти, що подали заяву на одну із спеціальностей кафедри астрономії і геодезії, здають вступні випробування і беруть участь в загальному конкурсі абітурієнтів фізичного факультету.
Навчання студентів по вищеназваних напрямах і спеціальностях розраховане на 5 років. Після закінчення навчання студенти отримують державний диплом про вищу освіту. Що закінчили університет за фахом Астрономія, отримують диплом фахівця з кваліфікацією Астроном. Що закінчили університет за фахом Астрономогеодезия, отримують диплом фахівця з кваліфікацією Інженер.
Студенти, що навчаються за фахом Астрономія, мають можливість навчатися в магістраті на 5-му і 6-му курсах і отримати диплом магістра фізики по спеціалізації Астрофізика.
Випускники університету, що отримали диплом фахівця із спеціальностей Астрономія і Астрономогеодезия(5 років навчання), і випускники магістрату(6 років навчання) можуть продовжити навчання в очній і заочній аспірантурі по спеціальностях Астрофізика і радіоастрономія і Геодезія. Терміни навчання в очній аспірантурі 3 роки і 4 роки в заочній аспірантурі.
Якщо ви придбали телескоп, вам допоможуть ради для домашніх спостережень:
— картинку, яку ви бачите в телескоп, може сильно псувати так звана турбулентність – що піднімається від землі і людського житла тепле повітря. Він викликає тремтіння повітря і це спотворює зображення. Краще проводити спостереження далеко від джерел тепла;
— засвічення від великих населених пунктів не дозволяє побачити слабкі зірки. Намагайтеся спостерігати тим, де дійсно дуже темно.
Список літератури для юних астрономів(ви знайдете книгу для будь-якого віку!) тут.
