نجوم چیست؟
میخوام راجب علم نجوم و ستاره شناسی و رازهای اسمان بیشتر بدونم لطفا منو راهنمایی کنید ممنون
4 جواب
نجوم چیست؟
انسان ها از روزی که پای بر زمین نهادند به سوی آسمان چشم دوخته بودند و با کنجکاوی در پی کشف مفهوم و نظم جهان پیرامون بودند. اگرچه جابجایی صورفلکی - الگوهایی از ستارگان که در آسمان شب قابل تشخیص است – ساده‌ترین راه برای شناخت آسمان بود، نقشه و زمان رویدادهای آسمانی دیگری مانند گرفت‌ها و حرکت سیارات نیز...
مریم فخیمی: انسان ها از روزی که پای بر زمین نهادند به سوی آسمان چشم دوخته بودند و با کنجکاوی در پی کشف مفهوم و نظم جهان پیرامون بودند. اگرچه جابجایی صورفلکی - الگوهایی از ستارگان که در آسمان شب قابل تشخیص است – ساده‌ترین راه برای شناخت آسمان بود، نقشه و زمان رویدادهای آسمانی دیگری مانند گرفت‌ها و حرکت سیارات نیز مشخص شده بود.
تعریف نجوم: اخترشناسی مطالعه خورشید، ماه، ستاره‌ها، سیارات، دنباله‌دارها، گاز، کهکشانها، گرد و غبار و سایر اجسام و پدیده‌های فضایی است. در برنامه تحصیلی دانش آموزان، ناسا به زبان ساده نجوم را "مطالعه ستاره‌ها، سیارات و فضا" تعریف می‌کند. اخترشناسی و طالع بینی از لحاظ تاریخی مرتبطند، اما طالع بینی یک علم نیست و با نجوم هیچ ارتباطی ندارد.
این مقاله درباره تاریخ نجوم و زمینه‌های مرتبط با آن، از جمله کیهان‌شناسی است.
از لحاظ تاریخی، نجوم (اخترشناسی) بر مشاهدات اجرام آسمانی تمرکز داشته و قرابت نزدیکی با اخترفیزیک دارد. به طور خلاصه، اخترفیزیک شامل مطالعه ویژگی‌های فیزیکی، تمرکز بر رفتار، خواص و حرکت اجرام سماوی خارج از زمین است. با این حال، نجوم مدرن شامل عناصر بسیاری از حرکات و خصوصیات این اجرام است و امروزه هر دو اصطلاح (اخترشناسی و اخترفیزیک) اغلب استفاده می‌شود.
اخترشناسان مدرن تمایل دارند نجوم به دو بخش تقسیم شود: نظری و رصدی.
اخترشناسی رصدی بر مطالعه مستقیم ستاره‌ها، سیارات، کهکشانها و سایر اجرام سماوی تمرکز دارد. اخترشناسی نظری علم مطالعه اجرام فلکی و پدیده‌های آن بوسیله مدل‌های علوم فیزیک و شیمی است.
بر خلاف دیگر علوم، اخترشناسان قادر به مشاهده کامل زندگی یک جرم آسمانی از زمان تولد تا مرگ نیستند. عمر جهان، ستارگان و کهکشانها، میلیون‌ها سال به طول می‌انجامد. در عوض، ستاره‌شناسان باید مراحل مختلف تحول این اجرام را بررسی کنند تا اطلاعات دقیقی درباره چگونگی شکل‌گیری، تحول، تکامل و مرگ آنها بدست آوردند. بنابراین، نجوم نظری و رصدی باید باهم ترکیب شوند، زیرا دانشمندان نظری از داده‌ها برای شبیه‌سازی استفاده می‌کنند، در حالی که رصدها برای تأیید مدل‌ها یا برای نشان دادن اینکه مدل‌ها نیازمند تغییرند کاربرد دارند.
اخترشناسی شامل چند زیرمجموعه است که دانشمندان را قادر می‌سازد روی موارد و پدیده‌های خاصی متمرکز شوند.
1.سیاره‌شناسان (یا دانشمندان علوم سیاره‌ای) بر رشد، تکامل و نابودی سیارات متمرکزند. در حالی که اکثرا دنیای درون منظومه‌شمسی را مطالعه می‌کنند، برخی از پژوهشگران از سیارات فراخورشیدی برای مطرح کردن فرضیه‌هایشان استفاده می‌کنند. طبق نظر دانشگاه کالج لندن، دانش سیاره‌شناسی " مجموعه‌ای از علوم چون نجوم، زمین شناسی، فیزیک فضایی، زیست شناسی، شیمی و علوم جوی است."
2. ستاره‌شناسان به بررسی ستاره‌ها، سیاهچالهها، سحابی‌ها، کوتوله‌های سفید و ابرنواخترها می‌پردازند. تمرکز ستاره‌شناسی بر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی است که در کیهان رخ می‌دهد.
3. اخترشناسان خورشید وظیفه تجزیه و تحلیل یک ستاره یعنی خورشید را برعهده دارند. با توجه به اعلام ناسا، "قدر و کیفیت نور خورشید در بازه زمانی متغیر از میلی ثانیه تا میلیاردها سال متفاوت است." درک این تغییرات می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند چگونه زمین تحت تاثیرخورشید است. همچنین مطالعه خورشید در درک فعالیت ستاره‌های دیگر کاربرد دارد. چرا که تنها ستاره بسیار نزدیک به ما است و قادریم اطلاعات مربوط به سطح آن را بدست آوریم.
4. کیهان شناسان تمامیت جهان، از تولد کیهان در اثر انفجاربزرگ تا تکامل فعلی، و مرگ آن را مطالعه می‌کنند. نجوم اغلب (و نه همیشه) به موارد مشخص و قابل رصد می‌پردازد، در حالی که کیهان شناسی معمولا شامل خواص گسترده‌ای از جهان و چیزهای ناشناخته چون نظریه ریسمان، ماده تاریک، انرژی تاریک و جهان‌های چند بعدی است.
5. آسترومتری شاخه قدیمی‌تر نجوم و مطالعه موقعیت و حرکت ستارگان، ماه و سیارات است. محاسبات دقیق این حرکات به ستاره‌شناسان اجازه می دهد تا تولد و تکامل سیارات و ستاره‌ها را مدل سازی کرده و رویدادهای آسمانی چون بارش‌های شهابی و ظهور دنباله‌دارها را پیشبینی کنند. طبق نظر انجمن سیاره‌شناسی، آسترومتری قدیمیترین روش استفاده شده برای تشخیص سیارات فراخورشیدی است"، هر چند که روشی دشوار است.
منجمان قدیمی صورفلکی را ابداع کردند و تلاش داشتند با ساماندهی آنها حرکت اجرام آسمانی را پیشبینی کنند. این صورفلکی به مردمان در گذشته کمک می‌کرد تا تغییر فصول را تشخیص دهند. حرکت ستارگان و دیگر اجرام آسمانی در سراسر جهان بررسی میشد، اما در چین، مصر، یونان، بین النهرین، آمریکای مرکزی و هند بیشتر مورد توجه بود.
تصویری که اغلب از یک منجم داریم، فردی است تنها که در تاریکی شب در کنار تلسکوپش مشغول کاوش در آسمان است. در واقع، امروزه بخش اصلی اخترشناسی به رصد با تلسکوپهای پیشرفته زمینی یا فضایی و مطالعه داده‌ها و تصاویر دریافتی از این ابزارها اختصاص دارد.
از زمان ظهور عکاسی، و به ویژه عکاسی دیجیتال، اخترشناسان تصاویر شگفت‌آوری از فضا ارائه داده‌اند که نه تنها باعث پیشرفت علم است، بلکه مردم عادی را نیز جذب می کند.
اخترشناسی و برنامه‌های فضایی به مطالعه سیاره زمین نیز کمک می‌کنند، زمانی که ماموریت‌های فضایی به مقصد مدار زمین یا ماه یا فراتر از آن انجام می‌شوند تصاویرخارق‌العاده‌ای از زمین در اختیار ما قرار می‌دهند.
ستاره شناسی ، علمی است که با مشاهده و توضیح وقایعی که در خارج از زمین و جو آن رخ می‌دهد سر و کار دارد. این علم منشا پیدایش و خواص فیزیکی و شیمیائی اشیائی که قابل مشاهده در آسمان بوده (و خارج زمین قرار دارند) و همینطور فرآیندهای منتجه از آنها را مطالعه می‌کند. در طی قسمتی از قرن بیستم ، ستاره شناسی به سه شاخه تقسیم شده بود: محاسبات نجومی ، مکانیک آسمانی و فیزیک نجومی. حالات برجسته متداول فیزیک نجومی در نامگذاری گروههای آموزشی دانشگاهی و موسسات درگیر با تحقیقات نجومی متجلی می‌شود:
قدیمیترین آنها بدون هیچ تغییری ، گروهها و موسسات ستاره شناسی می‌باشند، جدیدترین آنها به نگه داشتن فیزیک نجومی در نامشان تمایل دارند، برخی اوقات کلمه ستاره شناسی را برای تأکید بر طبیعت تحقیقاتشان ، در نامشان قرار نمی‌دهند. به علاوه ، تحقیقات فیزیک نجومی ، مخصوصا در فیزیک نجومی نظری ، را افرادی که پس زمینه فیزیک و ریاضی دارند می‌توانند انجام دهند.
ستاره شناسی از معدود علومی است که آماتورها هنوز در آن نقش فعالی دارند، خصوصا در کشف و مشاهده حوادث زودگذر. ستاره شناسی نباید با طالع بینی ، شبه علمی که با پیگرد مسیر اجرام آسمانی ، مبادرت به پیشگویی سرنوشت افراد می‌نماید اشتباه شود. این دو اگر چه در ریشه مشترکند، اما کاملا متفاوتند؛ ستاره شناسان روش علمی را پذیرفته‌اند، در حالیکه طالع بینها اینطور نیستند.
تقسیمات ستاره شناسی
ستاره شناسی به چند شاخه تقسیم می‌گردد. اولین تقسیم بندی بین ستاره شناسی نظری و ستاره شناسی شهودی می‌باشد. مشاهده گرها روشهای مختلفی را برای جمع آوری اطلاعات درباره حوادث بکار می‌برند، اطلاعاتی که بعدا توسط نظریه پردازان برای ایجاد تئوریها و مدلهایی ، برای شرح مشاهدات و پیش بینی حوادث جدید بکار می‌رود. حوزه‌های مطالعه همچنین به دو طریق دیگر تقسیم بندی می‌شوند: موضوعی ، که معمولا به منطقه فضا (مثلا ستاره شناسی کهکشانی) یا مسائل اشاره شده (مانند تشکیل ستاره یا کیهان شناسی) بستگی دارد؛ یا به روش مورد استفاده برای گرد آوری اطلاعات (بطور مبنائی ، چه ناحیه‌ای از طیف الکترومغناطیس استفاده می‌شود). در حالیکه تقسیم بندی اولیه به هر دوی مشاهده گر و نظریه پرداز مربوط می‌شود، دومی مربوط به مشاهده گرهاست(نه کاملا) ، چون نظریه پردازها سعی می‌کنند از اطلاعات موجود در تمامی طول موجها استفاده کنند و مشاهده گرها اغلب بیش از یک منطقه از طیف را مشاهده می‌کنند.
تقسیم بندی بر اساس موضوع یا مسائل اشاره شده
- اجرام آسمانی
- تاریخچه نجوم
- محاسبات نجومی: مطالعه مکان اشیاء در آسمان و تغییر مکان آنها، که سسیستم مختصات مورد استفاده و علم حرکت اجرام در کهکشان را تعیین می‌کند.
- کیهان شناسی: مطالعه کیهان به عنوان یک کل و تکامل آن.
- ستاره شناسی کهکشانی: مطالعه ساختمان و اجزاء کهکشان ما و سایر کهکشانها.
- ستاره شناسی برون کهکشانی: مطالعه اجرام (عمدتا کهکشانها) خارج از کهکشان ما.
- شکل گیری کهکشان و تکامل: مطالعه شکل گیری کهکشانها و تکامل آنها.
- علوم سیاره‌ای: مطالعه سیارات منظومه شمسی.
- ستاره شناسی ستاره‌ای: مطالعه ستارگان.
http://espash.ir/news/4836
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=نجوم&SSOReturnPage=Check&Rand=0
اخترشناسی
«نجوم» به اینجا تغییرمسیر دارد. برای کاربرد قدیم کلمه، اخترشناسی در سده‌های میانه اسلامی را ببینید.
بخشی از نوشتارها در مورد علم
نهفتن
اخترشناسی
اخترفیزیک • کیهان‌شناسی
اخترشناسی کهکشانی • زمین‌شناسی سیاره‌ای
سیاره‌شناسی • اخترشناسی ستارگان
زیست‌شناسی
کالبدشناسی • اخترزیست‌شناسی • بیوشیمی
مهندسی زیستی • بیوفیزیک
عصب‌شناسی رفتاری • زیست‌فناوری
گیاه‌شناسی • زیست‌شناسی سلولی • سرمازیست‌شناسی
زیست‌شناسی رشد
بوم‌شناسی • اتنوبیولوژی
زیست‌شناسی تکاملی (مقدمه)
ژنتیک (مقدمه)
پیری‌شناسی • ایمنی‌شناسی • لیمنولوژی
زیست‌شناسی دریایی • میکروب‌شناسی
زیست‌شناسی مولکولی • عصب‌شناسی
دیرین‌شناسی • انگل‌شناسی • فیزیولوژی
رادیوبیولوژی • زیست‌شناسی خاک
زیست‌شناسی نظری • سم‌شناسی • جانورشناسی
شیمی
کیمیا شیمی تجزیه اخترشیمی زیست‌شیمی بلورنگاری شیمی محیط زیست شیمی خوراک زمین‌شیمی شیمی سبز شیمی معدنی دانش مواد فیزیک مولکولی شیمی هسته‌ای شیمی آلی فوتوشیمی شیمی‌فیزیک شیمی تابشی شیمی حالت جامد شیمی فضایی شیمی فراذره‌ای علم سطح شیمی نظری
علوم زمین
علوم جوی • بوم‌شناسی
علم محیط زیست • ژئودزی
زمین‌شناسی • ژئومورفولوژی
ژئوفیزیک • یخ‌شناسی • آب شناسی
لیمنولوژی • کانی‌شناسی • اقیانوس‌سنجی
اقلیم‌شناسی • پالینولوژی
جغرافیای فیزیکی • خاک‌شناسی
فضاشناسی
فیزیک
فیزیک کاربردی • فیزیک اتمی
فیزیک محاسباتی
فیزیک ماده چگال
فیزیک تجربی • مکانیک
فیزیک ذرات • فیزیک پلاسما
مکانیک کوانتومی (مقدمه)
مکانیک جامدات • فیزیک نظری
ترمودینامیک • انتروپی
نسبیت عام • نظریه-ام
نسبیت خاص
نهفتن
مردم‌شناسی • باستان‌شناسی
جرم‌شناسی • جمعیت‌شناسی
اقتصاد • جغرافیا
تاریخ • زبان‌شناسی
علوم سیاسی • روان‌شناسی
جامعه‌شناسی • حقوق
فلسفه • علوم ارتباطات
مدیریت • business studiesنهفتن
مهندسی
مهندسی کشاورزی • مهندسی هوافضا • مهندسی پزشکی • مهندسی شیمی • مهندسی عمران
مهندسی کامپیوتر • مهندسی برق • مهندسی محافظت از آتش
مهندسی ژنتیک • مهندسی صنعتی • مهندسی مکانیک • مهندسی نظامی
مهندسی معدن • مهندسی هسته‌ای • مهندسی نرم‌افزار
علوم سلامت
مهندسی زیستی • دندانپزشکی
اپیدمیولوژی • مراقبتهای بهداشتی • پزشکی
پرستاری • داروسازی • مددکاری اجتماعی
دامپزشکی
نهفتن
علوم رایانه
ریاضیات
منطق ریاضی
آمار ریاضی
نهفتن
عنوانهای مربوط
میان‌رشته‌ای
فیزیک کاربردی • هوش مصنوعی
زیست‌اخلاق • بیوانفورماتیک • زیست‌جغرافیا
مهندسی پزشکی • آمارزیستی
علوم شناختی • زبان‌شناسی محاسباتی
علوم فرهنگی • سایبرنتیک
مطالعات محیط‌زیست • قوم‌شناسی
روان‌شناسی تکاملی • جنگلداری
سلامتی • کتابداری • منطق
زیست ریاضی • فیزیک ریاضی
مدل‌سازی • مهندسی عصبی
عصب‌شناسی • اقتصاد سیاسی
مطالعات علم و فناوری
مطالعات علمی • نشانه‌شناسی • سوسیوبیولوژی
نظریه سامانه‌ها • میان‌رشته‌ای
برنامه‌ریزی شهری
تاریخ علم
فلسفه علم
روش علمی
علم حاشیه‌ای
شبه علم
سیاست علم
عکس گرفته‌شده از سحابی خرچنگ توسط تلسکوپ فضایی هابل
اَختَرشناسی یا گاهی ستاره‌شناسی (به عربی: نجوم)(به انگلیسی: Astronomy) به دانش بررسی موقعیت، تغییرات، حرکت و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی «اشیاء آسمانی» از جمله ستاره‌ها، سیارهها، دنباله‌دارها، کهکشانها و رویدادهای آسمانی مانند شفق قطبی و تابش زمینهٔ کیهانی گفته می‌شود که خاستگاه آنها بیرون از جو زمین (اتمسفر) است. اخترشناسی با رشته‌هایی همچون کیهان‌شناسی، فیزیک، شیمی و فیزیکِ حرکت ارتباط تنگاتنگ دارد. اگر فقط ستاره‌ها مطالعه شوند به آن اخترشناسیِ ستاره‌ای گفته می‌شود.
اخترشناسی یکی از قدیمیترین علوم است. اخترشناسان در تمدن‌های اولیهٔ بشری به‌دقت آسمان شب را بررسی می‌کردند و ابزارهای سادهٔ اخترشناسی از همان ابتدا شناخته‌شده بودند. با اختراع تلسکوپ، تحولی عظیم در این رشته ایجاد شد و دوران اخترشناسی نو آغاز شد.
در قرن بیستم، رشتهٔ اخترشناسی به دو رشتهٔ اخترشناسی رصدی و اخترشناسی نظری تبدیل شد. در اخترشناسی رصدی به‌دنبال گردآوری داده‌ها و پردازش آنها و همچنین ساخت و نگهداری ابزارهای اخترشناسی هستیم. در اخترشناسی نظری به‌دنبال کسب اطمینان از صحت نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌های تحلیلی و تحلیل‌های رایانه‌ای هستیم. این دو رشته یکدیگر را تکمیل می‌کنند؛ به این ترتیب که کار اخترشناسی رصدی ارائه شرحی بر رصدها و وظیفه اخترشناسی نظری اثبات عملی نتایج پیش‌بینی‌شده در نظریه‌هاست. با استفاده از یافته‌های اخترشناسی می‌توان نظریه‌های بنیادین فیزیک مانند نظریهٔ نسبیت عام را آزمایش کرد. در طول تاریخ، اخترشناسان آماتور در بسیاری از کشف‌های مهم اخترشناسی نقش داشته‌اند و اخترشناسی یکی از محدود رشته‌هایی است که در آن افراد آماتور نقشی بسیار فعال دارند و مخصوصاً در کشف و مشاهدهٔ پدیده‌های گذرا و محلی امیدوارکننده، ظاهر شده‌اند. علم اخترشناسی نوین را نباید با شبه‌علم احکام نجوم «طالع‌بینی یا اخترگویی» مقایسه کنیم چرا که در اخترگویی اعتقاد بر آن است که امور انسان‌ها با موقعیت اجرام سماوی در ارتباط است. اگرچه اخترشناسی و اخترگویی دو رشته‌ای هستند که خاستگاه یکسانی داشته‌اند اما اندیشمندان بر این باورند که این دو رشته از هم جدا شده‌اند و تفاوت‌های بسیاری بین آنها وجود دارد.[۱]
محتویات
- ۱پیرامون واژه
- ۲روشهای مختلف اندازه‌گیری فاصله‌های کیهانی
- ۳سیر تحولی و رشد
- ۴انقلاب علمی
- ۵مشاهدات اخترشناسی
- ۶اخترشناسی رصدی
- ۷اخترشناسی نظری
- ۸شاخه‌های اخترشناسی
- ۹مطالعات میان‌رشته‌ای
- ۱۰اخترشناسی غیر حرفه‌ای (آماتوری)
- ۱۱پرسش‌های بنیادین در اخترشناسی
- ۱۲پدیده‌های آسمانی
- ۱۳اسطرلاب
- ۱۴جستارهای وابسته
- ۱۵منابع
- ۱۶پیوند به بیرون
پیرامون واژه[ویرایش]
در گذشته، در زبان پارسی میانه، از واژهٔ کونداگیه (kundãgih) برای اشاره به چیزی که امروزه ما نجوم می‌نامیم، استفاده میشد.[۲]
موارد استفاده از واژه‌های «اخترشناسی» و «اخترفیزیک»[ویرایش]
با توجه به معنای واژه، «اخترشناسی» به «مطالعهٔ اجسام خارج از جوّ زمین و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آنها» اشاره می‌کند و واژهٔ «اخترفیزیک» به شاخه‌ای از اخترشناسی اشاره می‌کند که با «رفتار، ویژگی‌های فیزیکی و فرآیند دینامیکیِ اجسام و پدیده‌های آسمانی» سروکار دارد.
روشهای مختلف اندازه‌گیری فاصله‌های کیهانی[ویرایش]
درحدود صد و پنجاه سال پیش از میلاد، هیپارخوس «۱۹۰ تا ۱۲۰ پیش از میلاد»، فاصلهٔ زمین تا ماه را برحسب قطر زمین به‌دست‌آورد. او روشی را به‌کار برد که یک قرن پیش از او، جسورترین اخترشناس یونانی، آریستارخوس، پیشنهاد داده بود. آریستارخوس متوجه شده بود که انحنای سایهٔ زمین، وقتی که از ماه می‌گذرد، باید ابعاد نسبیِ زمین تا ماه را نشان دهد. با پذیرش این نظر و به کمک روشهای هندسی می‌توان فاصلهٔ زمین تا ماه را برحسب قطر زمین محاسبه کرد.
برای تعیین فاصلهٔ خورشید نیز، آریستارخوس، یک روش هندسی را به‌کار برد که ازنظر تئوری درست بود، اما نیاز به اندازه‌گیری زاویه‌هایی چندان کوچک داشت که جز با استفاده از فناوری ممکن نبود. هرچند که ارقام او درست نبود، اما او نتیجه گرفت که خورشید دست‌کم باید هفت برابر بزرگتر از زمین باشد، و بنابراین اندیشهٔ گردش خورشید به دور زمین «هِلیوسِنتِریسم» را، که در آن زمان باورِ رایج بود، نادرست دانست.
ستاره‌شناسان بعدی، حرکات اجرام آسمانی را برمبنای این نظریه مطالعه کردند که زمین ساکن است و در مرکز عالم «جِئوسنتِریسم» قرار دارد. نفوذ و سلطه این نظریه تا سال ۱۵۴۳، یعنی تا زمانی که کپرنیک کتاب خود را منتشر کرد و با پذیرش عقیده آریستارخوس، زمین را برای همیشه از مرکز جهان بودن بیرون راند، حاکم بود.
یکی دیگر از روش‌هایی که با آن می‌توان فاصله‌های کیهانی را محاسبه کرد، استفاده از روش اختلاف منظر است.
روش دیگر استفاده از مثلثات است. بطلمیوس با استفاده از مثلثات توانست فاصله راه را از روی اختلاف منظر آن تعیین کند و نتیجه‌اش با رقم پیشین، که ابرخس بدست آورده بود، تطبیق می‌کرد.
البته امروزه روشهای مختلف دیگری که خیلی دقیق‌تر از روشهای فوق است، فاصله خورشید از زمین را به‌طور متوسط تقریباً برابر ۵‚۱۴۹ میلیون کیلومتر به دست می‌دهد. این فاصله میانگین را واحد نجومی (با علامت اختصاری A.U) می‌نامند و فاصله‌های دیگر سامانه خورشیدی را با این واحد می‌سنجند.
سیر تحولی و رشد[ویرایش]
با گسترش روزافزون علم و ساخت تلسکوپهای دقیق، دانشمندان، در اندازه‌گیری ابعاد جهان روز به روز به نتایج جدیدتری نائل می‌شدند. با ساخته شدن و گسترش این وسایل اندازه‌گیری، دید بشر نسبت به جهان نیز تغییر یافت. مثلاً با چشم غیرمسلح تقریباً می‌توانیم در حدود ۶ هزار ستاره را ببینیم، اما اختراع تلسکوپ، ناگهان آشکار کرد که این فقط جزئی از جهان است.
هر چند با به وجود آمدن وسایل دقیق اندازه‌گیری، دانش نیز نسبت به جهان هستی، گسترش پیدا می‌کرد، اما نظریه‌های مختلفی توسط دانشمندان ارائه می‌گردد. از جمله دانشمندانی که نسبت به ارائه این نظریه‌ها اقدام کردند می‌توان به ویلیام هرشل، ستاره‌شناس آلمانی‌تبار انگلیسی، یاکوبوس کورنلیس کاپیتن، اخترشناس هلندی، شارل مسیه و ادوین هابل و … اشاره کرد.
انقلاب علمی[ویرایش]
نوشتار اصلی: انقلاب علمی
نقشه‌های گالیله و مشاهدات او از ماه نشان داد که سطح ماه دارای کوه‌است.
طی دوران رنسانس، نیکلاس کوپرنیک نظریه خورشیدمرکزی را با نام نظریه مرکزیت کوپرنیک یا برای سامانه خورشیدی (منظومه شمسی) پیشنهاد کرد. گالیلئو گالیله و یوهانِس کِپلِر پیشنهاد وی را گسترش دادند و آن را اصلاح کردند. گالیله تلسکوپ را اختراع کرد تا بتواند مشاهدات خود را به صورت دقیق تری انجام دهد.
کپلر اولین کسی بود که با بیان اینکه خورشید در مرکز قرار دارد و بقیه سیارهها به دور آن می‌چرخند مدل تقریباً کاملی را ارائه کرد. با این وجود کپلر نتوانست برای قوانینی که ارائه نمود نظریه‌ای تهیه کند. در نهایت ایزاک نیوتن با ارائه مکانیک سماوی و قانون گرانش حرکت سیارهها را توصیف کرد. نیوتن مخترع تلسکوپ بازتابی است.
کشفیات جدید باعث شد که ابعاد و کیفیت تلسکوپ بهبود بیابد. نیکلاس لوییس لاسیل نقشه‌های بیشتری از موقعیت ستارگان در فضا را ارائه نمود. ویلیام هرشل نقشه گسترده‌ای از خوشه‌های سماوی و تهیه کرد و در سال ۱۷۸۱ توانست سیارهٔ اورانوس را کشف کند که اولین سیاره کشف شده توسط انسان محسوب می‌شود. در سال ۱۸۳۷ برای اولین بار فردریش بسل فاصله ستاره ۶۱ دجاجه را مشخص کرد.
در قرن هجدهم و نوزدهم میلادی، توجه دانشمندانی چون لئونارد اویلر، الکسیس کلاد کلایرات و ژان دالمبر به مسئله سه جسمی باعث شد پیش‌بینی‌های دقیق تری در مورد حرکت ماه و ستارگان انجام شود. ژوزف لویی لاگرانژ و پیر سیمون لاپلاس این کار را تکمیل کردند و میزان انحراف اقمار و سیارهها از وضعیت اصلی‌شان را تخمین زدند.
با اختراع طیف‌سنج و عکاسی افق‌های جدیدی به روی اخترشناسی باز شد. در طی سال‌های ۱۸۱۴ و ۱۸۱۵ یوزف فون فراونهوفر در طیف نور خورشید حدود ۶۰۰ نوار را مشاهده کرد و در سال ۱۸۵۹، گوستاو کیرشهف این نوارها را به حضور عناصر مختلف در جو خورشید نسبت داد. معلوم شد که بقیه ستارگان به ستاره سامانه خورشیدی (خورشید) شباهت زیادی دارند اما در ابعاد مختلف و با دماها و عناصر درونی متفاوتی دیده می‌شوند. قرار داشتن زمین در کهکشان راه‌شیری، به عنوان مجموعه‌ای از ستاره‌ها و سیارهها، در قرن بیستم کشف گردید و هم‌زمان وجود دیگر کهکشان‌های خارجی در فضا تأیید شد و بلافاصله پدیده انبساط جهان عامل اصلی وجود فاصله زیاد بین زمین و دیگر کهکشانها اعلام شد.
همچنین در اخترشناسی مدرن وجود اجرام خارجی زیادی مانند اختروشها، و کهکشان‌های رادیویی را تأیید کرد و با استفاده از این مشاهدات نظریه‌های فیزیکی ارائه نمود که برخی از آنها این اجرام را براساس اجرام دیگر مانند ستاره‌های نوترونی و سیاهچالهها توصیف می‌کنند. کیهان‌شناسی فیزیکی در طی قرن ۲۰ میلادی پیشرفت‌های زیادی را تجربه کرد و نظریه مهبانگ (بیگ بنگ یا انفجار بزرگ) براساس شواهد کشف شده در علوم اخترشناسی و فیزیک مانند تابش زمینه‌ای ریزموج کیهانی، قانون هابل و هسته‌زایی مهبانگ قوت یافت.
مشاهدات اخترشناسی[ویرایش]
در بابل و یونان باستان، اخترشناسی بیشتر اخترسنجی بود و موقعیت ستاره‌ها و سیارهها در آسمان مورد توجه زیادی قرار داشت. بعدها، تلاش‌های اخترشناسانی چون آیزاک نیوتن و یوهانس کپلر علم مکانیک سماوی را پدیدآورد و اخترسنجی بر پیشبینی حرکت آن دسته از اجرام سماوی که میانشان نیروی جاذبه گرانشی وجود داشت تمرکز یافت. این پیشرفت به‌طور خاص در مورد سامانه خورشیدی به کار گرفته شد. امروزه موقعیت و حرکت اجرام به آسانی تعیین می‌شود و اخترشناسی مدرن بر مشاهده و درک طبیعت فیزیکی اجرام سماوی تأکید دارد.
اخترشناسی رصدی[ویرایش]
نوشتار اصلی: اخترشناسی رصدی
منبع اصلی ما برای به دست آوردن اطلاعات دربارهٔ اجرام آسمانی، نور یا همان امواج الکترومغناطیسی است که از این اجرام به ما می‌رسد.[۳] بخشی از این امواج را می‌توان از سطح زمین رصد کرد، در حالیکه بخشی دیگر تنها در ارتفاعات بالا یا خارج از جو زمین قابل رصد هستند. اخترشناسی رصدی را می‌توان بر پایه قسمتی از طیف الکترومغناطیس که در آن مورد استفاده قرار می‌گیرد، به رشته‌های زیر تقسیم‌بندی کرد.
اخترشناسی رادیویی[ویرایش]
آرایه بسیار بزرگ (VLA) در نیو مکزیکو، نمونه‌ای از یک رادیو تلسکوپ است.
نوشتار اصلی: اخترشناسی رادیویی
طیف الکترومغناطیسی می‌تواند اطلاعات زیادی راجع به اخترشناسی را در اختیارمان قرار دهد. در بخش‌هایی از طیف که فرکانس اندک است، اخترشناسی رادیویی، ساطع شدن امواجی با طول موجهای میلی‌متری و دکامتری را کشف می‌کند. گیرنده‌های رادیو تلسکوپی همانند گیرنده‌های رادیویی معمولی هستند اما حساسیت بسیار زیادی دارد. مایکرویوها بخش میلی‌متری طیف رادیویی را تشکیل می‌دهند و در مطالعات تشعشعات مایکروویو پس زمینه کیهان کاربرد وسیعی دارند.
اخترشناسی فروسرخ[ویرایش]
تلسکوپ سوبارو (چپ) وتلسکوپ‌های دوقلوی کک (وسط) و تلسکوپ جمینی (راست) در رصدخانه مونوکی در هاوایی، نمونه‌هایی از تلسکوپ‌هایی هستند که در طول موجهای مرئی و نزدیک فروسرخ کار می‌کنند.
نوشتار اصلی: اخترشناسی فروسرخ
در اخترشناسی فروسرخ با آشکارسازی و تحلیل امواج فروسرخ (با طول موجی بزرگتر از طول موج قرمز) سروکار داریم. معمولاً برای این کار از تلسکوپ استفاده می‌شود اما در کنار آن به یک آشکارساز حساس نیز احتیاج داریم. بخار آب موجود در جو زمین امواج فروسرخ را جذب می‌کند و بنابراین مراکز مشاهده امواج فروسرخ می‌بایست در مکان‌های بلند و خشک یا خارج از جو کره زمین ساخته شوند. تلسکوپهای فضایی به انتشار گرما در جو زمین، شفافیت جو زمین حساس نیستند و وقتی از آنها استفاده می‌کنیم دیگر با دردسرهای مشاهده در طول موجهای فروسرخ روبرو نمی‌شویم. مشاهدات فروسرخ در مشاهده مناطقی از کهکشان که پوشیده از گرد و غبار هستند بسیار کارآمد هستند.
اخترشناسی نور مرئی[ویرایش]
در طول تاریخ، اغلب داده‌های اخترشناسی با استفاده از اخترشناسی نور تهیه شده‌اند. در اخترشناسی نور، با استفاده از عناصر نوری (مانند آینه، عدسی، آشکارسازهای CCD و فیلم‌های عکاسی) طول موجهای نور را در محدوده فروسرخ تا فرابنفش بررسی می‌کنیم. نور مرئی (طول موج‌هایی که توسط چشم انسان دیده می‌شوند و در محدوده ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر قرار دارند) در میانه این محدوده قرار دارد. تلسکوپ مهم‌ترین ابزار مشاهدات اخترشناسی است که دارای طیف نگار و دوربین‌های الکترونیکی است.
اخترشناسی انرژی‌های بالا[ویرایش]
برای مشاهده منابع پرانرژی از اخترشناسی انرژی بالا کمک می‌گیریم که اخترشناسی اشعه X، اخترشناسی پرتو گاما، اخترشناسی فرابنفش (UV) و همچنین مطالعات مربوط به نوترینوها و پرتوهای کیهانی را شامل می‌شود. اخترشناسی رادیویی و نوری با استفاده از رصدخانههای زمینی انجام می‌شود زیرا در این طول موجها، جو زمین به اندازه کافی شفاف است.
جو زمین در طول موجهای مورد مطالعه در اخترشناسی اشعه X، اخترشناسی پرتو گاما، اخترشناسی UV و اخترشناسی فرا فروسرخ (به جز در مورد چند «پنجره» طول موج) شفافیت کافی را ندارد و بنابراین تحقیقات و مشاهدات در مورد این علوم باید از طریق بالنهای تحقیقاتی یا رصدخانههای فضایی صورت پذیرد. پرتوهای قوی اشعه گاما براساس رگبارهای هوایی عظیمی که تولید می‌کنند شناسایی می‌شوند و مطالعه پرتوهای کیهانی زیرمجموعه‌ای از اخترشناسی محسوب می‌شود.[۴]
ستاره‌شناسی و مکانیک اجرام آسمانی[ویرایش]
نوشتار اصلی: مکانیک سماوی
یکی از قدیمیترین زمینه‌های تحقیقاتی در علم اخترشناسی و همه علوم عالم، اندازه‌گیری موقعیت و مکان اجرام سماوی در آسمان است. همواره در طول تاریخ، درک مناسب از موقعیت خورشید، ماه، ستارگان و سیارات در تعیین موقعیت افراد بر روی زمین (ملوانان و کشتی‌ها) نقش داشته‌است.
اندازه‌گیری دقیق موقعیت مکانی سیارات به درک ما از نظریه انحراف وسعت داده و اکنون می‌توانیم در مورد گذشته و آینده سیارات با دقت زیاد اظهارنظر کنیم. علمی که به این مباحث می‌پردازد را علم مکانیک اجرام آسمانی گویند. امروزه با ردیابی اجرام آسمانی در نزدیکی زمین می‌توانیم احتمال برخورد این اجرام با یکدیگر یا جو زمین را بررسی کنیم.[۵]
اندازه‌گیری میزان سرعت زاویه‌ای ستاره‌های نزدیک به کره زمین یکی از اساسی‌ترین کارها در تعیین نردبان فاصله کیهانی است که برای اندازه‌گیری مقیاس جهان طراحی شده‌است. اندازه‌گیری سرعت زاویه‌ای ستاره‌های مجاور عامل مهمی در آگاهی از ویژگی‌های ستاره‌های دور محسوب می‌شود چرا که این ویژگی‌ها قابل مقایسه هستند. محاسبه سرعت شعاعی و حرکت واقعی سینماتیک حرکت این مجموعه اجرام در کهکشان راه شیری را آشکار می‌سازد. همچنین از یافته‌های اخترشناسی در اندازه‌گیری توزیع ماده تیره در کهکشان استفاده می‌شود.[۶]
در دهه ۱۹۹۰ (میلادی) روش اخترشناسی که در محاسبه تکانه‌های ستارگان به کار می‌رفت باعث کشف سیاره‌هایی از خارج از سامانه خورشیدی شد که به دور خورشید گردش می‌کنند.[۷]
اخترشناسی نظری[ویرایش]
نوشتار اصلی: اخترشناسی نظری
اخترشناسان نظری از ابزارهای مختلفی مانند مدل‌های تحلیلی و شبیه‌سازی‌های عددی محاسباتی استفاده می‌کنند. هر یک از این ابزارها مزیت‌های خاص خود را دارد. به‌طور کلی، مدل‌های تحلیلی برای به دست آوردن فهم بهتری از آنچه در یک فرایند اتفاق می‌افتد مناسب است. کاربرد مدل‌های عددی نیز بیشتر برای پیشبینی و مشخص کردن آثار و نتایج (هر چند غیرقابل مشاهده باشند) فرایند است.[۸][۹]
نظریه پردازان تلاش می‌کنند مدل‌های نظری جدیدی خلق کنند و بر اساس آنها، پدیده‌های تجربی حاصل از نتایج آن مدل‌ها را پیشبینی کنند. مشاهده تجربی پدیده‌ای که قبلاً توسط یک مدل پیشبینی شده‌است، اخترشناسان را قادر می‌کند از بین مدل‌های مختلف موجود در آن زمینه که گاه با هم متناقض هم هستند بهترین مدلی را که قادر به توضیح آن پدیده باشد انتخاب کنند.
نظریه پردازان همچنین تلاش می‌کنند مدل‌های جدیدی ارائه دهند یا مدل‌های موجود را به نحوی تغییر دهند که با داده‌های جدید نیز سازگار باشند. اگر بین داده‌های (تجربی) به دست آمده و نتایج یک مدل تناقض باشد، معمولاً سعی می‌شود که با اعمال تغییرات اندکی در آن مدل، نتایج آن را با داده‌ها سازگار کرد. گاهی نیز میزان داده‌های متناقض با نتایج یک مدل به مرور زمان آن قدر زیاد می‌شود که آن مدل به کلی کنار گذاشته می‌شود.
برخی از پدیده‌هایی که اخترشناسان نظری به ارائه مدل برای آنها می‌پردازند عبارتند از: دینامیک ستاره‌ها، تکامل ستاره‌ها، شکل‌گیری و تکامل کهکشانها، نحوهٔ توزیع ماده در ساختار بزرگ-مقیاس جهان، منشأ پرتوهای کیهانی، نسبیت عام و کیهان‌شناسی فیزیکی (شامل کیهان‌شناسی بر اساس نظریه ریسمان و اخترفیزیک ذره‌ای). نسبیت عام در اخترفیزیک به عنوان ابزاری برای سنجش خصوصیات ساختارهای بزرگ مقیاس (که در آنها گرانش نقش مهمی در ایجاد پدیده‌های فیزیکی دارد) به کار می‌رود. همچنین به عنوان مدل پایه برای مطالعهٔ سیاهچالهها و امواج گرانشی به کار می‌رود.
در اخترشناسی، برخی مدل‌ها و تئوریها به صورت گسترده‌ای مورد پذیرش هستند. این مدل‌ها عبارتند از: مهبانگ، تورم کیهانی، مادهٔ تاریک و تئوری‌های بنیادی فیزیک که در حال حاضر، همهٔ آنها در مدل استاندارد مهبانگ گنجانده شده‌اند.
چند نمونه از فرایند خلق مدل توسط اخترشناسان (با استفاده از قوانین فیزیکی و به کمک ابزارهای تجربی) و توضیح و پیشبینی پدیده‌ها بر اساس این مدل‌ها در جدول زیر آمده‌است:
فرایند فیزیکیابزار تجربیمدل نظریتوضیح می‌دهد/پیشبینی می‌کند
گرانشتلسکوپ‌های رادیوییسامانهٔ خود-گرانشیفرایند ایجاد یک سامانه ستاره‌ای
همجوشی هسته‌ایاسپکتروسکوپیتکامل ستارگانچگونگی درخشش ستاره‌ها و شکل‌گیری فلزات
مه‌بانگتلسکوپ فضایی هابل، ماهوارهٔ کوبیانبساط جهانسن جهان
نوسان کوانتومیتورم کیهانیمسئله تخت‌بودن
رمبش گرانشیاخترشناسی پرتو ایکسنسبیت عامسیاهچالهها در مرکز کهکشان اندرومدا
چرخه سی‌ان‌اومنشأ اصلی انرژی در ستارگان پرجرم
ماده تاریک و انرژی تاریک موضوعات مهم و برجستهٔ علم اخترشناسی در حال حاضر هستند که در هنگام مطالعهٔ کهکشانها کشف شدند و جنجال پیرامون آنها آغاز شد.[۱۰]
شاخه‌های اخترشناسی[ویرایش]
اخترشناسی خورشیدی[ویرایش]
نوشتار اصلی: خورشید
تصویر ماوراء بنفش از نورسپهر فعال خورشید که توسط تلسکوپ فضایی تریس (TRACE) گرفته شده‌است. (تصویر از ناسا).
خورشید ستاره‌ای است که بیشترین تحقیقات علمی بر روی آن تمرکز یافته‌است. خورشید یک ستارهٔ کوتولهٔ رشته اصلی از ردهٔ G است و حدود ۶/۴ میلیارد سال عمر دارد. خورشید ستاره‌ای متغیر نیست اما در فعالیت آن تغییرات متناوبی صورت می‌گیرد که به چرخهٔ لکه‌های خورشیدی معروف است. در این چرخه، در هر ۱۱ سال در تعداد لکه‌های خورشیدی نوساناتی رخ می‌دهد. لکه‌های خورشیدی نواحی هستند که دمای آنها کمتر از دمای میانگین خورشید است و فعالیت‌های مغناطیسی شدیدی در این مکان‌ها رخ می‌دهد.[۱۱]
از زمانی که خورشید وارد مرحلهٔ رشته اصلی شده تاکنون، ۴۰ درصد به درخشندگی آن افزوده شده‌است. درخشندگی خورشید تغییراتی دوره‌ای نیز دارد که می‌تواند تأثیر قابل ملاحظه‌ای روی کره زمین داشته باشد.[۱۲] به عنوان نمونه، تصور می‌شود کمینه ماندر باعث ایجاد پدیده عصر یخبندان کوچک در قرون وسطی شده‌است.[۱۳]
سطح خارجی و قابل رویت خورشید را نورسپهر گویند. بالای این لایه، منطقهٔ باریکی به نام فام‌سپهر قرار دارد. این قسمت هم توسط یک منطقهٔ گذرا که دمای آن به سرعت افزایش می‌یابد احاطه شده و در نهایت تاج خورشیدی که بسیار داغ است قرار دارد.
در مرکز خورشید، هستهٔ آن قرار دارد که در آن دما و فشار کافی برای وقوع پدیده همجوشی هسته‌ای وجود دارد. بالای هسته، ناحیه تابشی قرار دارد. در این ناحیه پلاسما انرژی را به صورت تابش از خود عبور داده و منتقل می‌کند. بالای این قسمت، ناحیه همرفتی قرار دارد. در این بخش ماده به صورت گازی است و انرژی بیشتر از طریق همرفت (جابجایی فیزیکی گاز) منتقل می‌شود. دانشمندان اعتقاد دارند جابه‌جایی جرم در ناحیه همرفتی عامل ایجاد فعالیت‌های مغناطیسی است که باعث تولید لکه‌های خورشیدی می‌شوند.[۱۱]
سیاره‌شناسی[ویرایش]
نوشتار اصلی: سیاره‌شناسی
در این شاخه از اخترشناسی، سیارهها، قمرها، سیاره‌های کوتوله، دنباله‌دارها، سیارکها و دیگر اجرام سماوی که به دور خورشید می‌چرخند و همچنین سیاره‌های فراخورشیدی مطالعه می‌شوند. منظومهٔ شمسی با استفاده از تلسکوپ‌ها و در مرتبهٔ بعد از طریق فضاپیماها تقریباً به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. هرچند اطلاعات به دست آمده درک کلی خوبی از نحوهٔ پیدایش و تکامل این سیستم سیاره‌ای به ما داده‌است، اما هنوز اکتشافات زیادی در حال انجام هستند.[۱۴]
نقطه سیاه رنگی که در بالای تصویر دیده می‌شود یک گردباد است که در حال بالا رفتن از دیوارهٔ یک دهانه در سطح مریخ است. این ستون متحرک و چرخان در جو مریخ (که می‌توان آن را با گردبادهای زمینی مقایسه کرد) نوار طولانی و تیره‌رنگی را به وجود آورده‌است.
سامانه خورشیدی از سیارات داخلی، کمربند سیارکها و سیارات خارجی تشکیل شده‌است. سیارات داخلی زمین‌مانند هستند و عبارتند از: تیر، زهره، زمین و مریخ. سیارات خارجی غول‌های گازی هستند و عبارتند از: مشتری، زحل، اورانوس و نپتون.[۱۵] فراتر از نپتون، کمربند کویپر قرار دارد و در نهایت ابر اورت قرار گرفته که ممکن است تا یک سال نوری امتداد داشته باشد.
سیارات ۴٫۶ میلیارد سال پیش، در قرص پیش–سیاره‌ای که خورشید اولیه را احاطه کرده بود، تشکیل شدند. بر اثر وجود جاذبه گرانشی، تصادم یا برخورد مواد و پدیدهٔ برافزایش، توده‌هایی از ماده در این قرص شکل گرفتند که با گذر زمان به پیش سیارهها تبدیل شدند. سپس فشار تشعشعات بادهای خورشیدی بیشتر مواد باقی‌مانده را عقب راند و تنها سیاراتی که از جرم و در نتیجه گرانش کافی برخوردار بودند توانستند جو خود را که به صورت گازی بود در اطراف خود نگه دارند. سیارات طی دوره‌ای زمانی که در آن بمباران‌های شدیدی صورت می‌گرفت، (و از شواهد آن دهانه‌های برخوردی فراوانی است که در سطح کرهٔ ماه وجود دارند) مواد موجود در اطراف خود را جذب یا آنها را دور ساختند. در این دوران احتمالاً برخی از پیش سیارهها با یکدیگر برخورد کردند و ممکن است یکی از همین برخوردها باعث تشکیل کرهٔ ماه شده باشد.[۱۶]
وقتی سیاره به جرم کافی دست پیدا می‌کند، در پدیدهٔ تفکیک سیاره‌ای مواد با چگالی مختلف در داخل سیاره از هم جدا می‌شوند. این فرایند می‌تواند باعث ایجاد یک هستهٔ سنگی یا فلزی شود که توسط گوشته و یک پوستهٔ خارجی احاطه شده‌است. هسته می‌تواند شامل نواحی جامد و مایع باشد. برخی از هسته‌های سیارات میدان مغناطیسی خاص خود را تولید می‌کنند که می‌تواند مانع از دست رفتن جو آنها به وسیلهٔ بادهای خورشیدی شود.[۱۷]
حرارت داخلی یک سیاره یا قمر، دو منشأ دارد: یا از برخوردهایی که آن جرم را تشکیل داده‌اند و در اثر فروپاشی مواد رادیواکتیو (مانند اورانیوم و توریم و۲۶Al) ایجاد می‌شود یا از نوع گرمایش جزر و مدی است که نیروهای کشندی بین سیاره و قمر آن را ایجاد می‌کنند. در برخی از سیارات و اقمار آنها گرمای کافی برای فعالیت‌های آتشفشان‌خیزی و زمین ساختی وجود دارد. سطح آن دسته از سیاراتی که دارای جو هستند ممکن است به وسیلهٔ باد یا آب دچار فرسایش شود. اجرام کوچکتر که از گرمای ناشی از نیروهای کشندی بهره‌مند نیستند زودتر سرد می‌شوند و فعالیت‌های زمین‌شناسی آنها متوقف می‌شود. البته ایجاد دهانه‌های برخوردی همچنان ادامه دارد.[۱۸]
ستاره‌شناسی[ویرایش]
نوشتار اصلی: ستاره
سحابی سیاره‌ای مورچه. دفع گاز از ستاره مرکزی در حال مرگ برخلاف الگوهای بی‌نظم انفجارات معمولی الگوهای متقارن نشان می‌دهد.
مطالعهٔ ستارگان و نحوهٔ تکامل آنها برای درک عالم ضروری است. ویژگی‌های فیزیکی ستارگان به وسیلهٔ مشاهدات رصدی، داده‌های نظری و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری تعیین می‌شود.
شکل‌گیری ستارگان در بخش‌هایی از ابرهای مولکولی غول پیکر که حاوی گاز و غبار متراکم است رخ می‌دهد. وقتی این نواحی ناپایدار می‌شوند، قطعات ابر می‌توانند تحت تأثیر گرانش به هم پیوسته و یک پیش ستاره را تشکیل دهند. در صورتی که هستهٔ پیش ستاره به اندازهٔ کافی داغ و چگال باشد، همجوشی هسته‌ای آغاز شده و به این ترتیب یک ستارهٔ رشتهٔ اصلی شکل می‌گیرد.[۱۹]
در فرایند همجوشی هسته‌ای در مرکز ستاره، هیدروژن به هلیوم تبدیل می‌شود. بین نیروی رو به خارج فشار گاز (ناشی از گرمای هسته) از یک سو و نیروی رو به داخل گرانش از سوی دیگر، تعادل هیدرواستاتیکی وجود دارد. همین تعادل موجب پایداری ستاره در این حالت می‌شود.
ویژگی‌های ستاره و سرنوشت آن به جرم اولیه ستاره بستگی دارد. هرچه جرم اولیه بیشتر بوده باشد، سرعت مصرف سوخت هیدروژن در هسته و درخشندگی آن بیشتر است. با گذشت زمان، هیدروژن موجود در هسته کاملاً مصرف شده و به هلیوم تبدیل می‌شود. با توقف فرایند همجوشی، نیروی رو به خارج فشار گاز (ناشی از تابش هسته) از بین رفته و غلبه نیروی گرانش باعث در هم فشرده شدن هسته می‌شود. ستاره در حالی که هسته آن متراکم تر می‌شود، لایه‌های خارجی خود را به بیرون می‌راند. با گسترش لایه‌های خارجی، ستاره به صورت غول قرمز درمی آید. اگر دمای موجود در هسته به اندازهٔ کافی بالا باشد، فرایند همجوشی هلیوم آغاز می‌شود. ستاره‌های بسیار پرجرم می‌توانند با گداخت عناصر سنگین تر از هلیوم مراحل تکاملی بعدی را هم طی کنند.
سرنوشت ستاره به جرم آن بستگی دارد و ستارگانی که جرم آنها بیش از ۸ برابر جرم خورشید است به ابرنواختر تبدیل می‌شوند درحالیکه ستارگان کوچکتر به سحابی‌های سیاره‌ای و در نهایت به کوتوله‌های سفید تبدیل می‌شوند. جسم باقی‌مانده از ابرنواختر یک ستاره نوترونی چگال است واگر جرم ستاره بیش از سه برابر جرم خورشید باشد ابرنواختر به یک سیاه چاله تبدیل می‌شود.[۲۰]
اخترشناسی کهکشانی[ویرایش]
نوشتار اصلی: اخترشناسی کهکشانی
ساختار رصد شده بازوهای مارپیچی کهکشان راه شیری.
سامانه خورشیدی درون کهکشان راه شیری در حال چرخش است که کهکشانی مارپیچی و بسته‌است که یکی از اعضای اصلی کهکشان‌های Local Group محسوب می‌شود. سامانه خورشیدی مجموعه‌ای از گاز، غبار، ستارگان و دیگر اجرام است که نیروی جاذبه آنها را در کنار هم قرار داده‌است. از آنجا که زمین در بازوی خارجی پرگرد وغبار کهکشان راه شیری قرار دارد بخش عظیمی از این کهکشان از دیده‌مان پنهان است.
درمرکز کهکشان راه شیری یک برآمدگی میله مانند قرار دارد که گمان می‌رود یک سیاه چاله بسیار بزرگ باشد در اطراف هسته چهار بازوی مارپیچ قرار دارند. در این ناحیه بسیاری از ستارگان شکل می‌گیرند و مملو از ستارگان جوان و ستارگان نسل دوم است. دراطراف دیسک، یک شبه کره کهکشانی مسن تر که ستارگان نسل اول محسوب می‌شوند و همچنین مجموعه‌ای از خوشه‌های کروی نسبتاً چگال قرار دارد.[۲۱][۲۲]
درمیان ستارگان یک واسط بین ستاره‌ای قرار دارد که ناحیه‌ای است حاوی مواد پراکنده. در چگال‌ترین قسمت، ابرهای مولکولی از جنس هیدروژن و دیگر عناصر نواحی تشکیل ستاره را تشکیل می‌دهند. سحابی‌های تیره نامنظم (که در محدوده‌ای که توسط طول جینز مشخص می‌شود تمرکز یافته‌اند) ستارگان نوزاد فشرده را تشکیل می‌دهند.[۲۳]
با تشکیل ستارگان با جرم زیادتر ابر تبدیل به ناحیه HII می‌شود که در آن گازهای درخشنده و پلاسما قراردارند. طوفان‌های ستاره‌ای و انفجار ابرنواخترها باعث پراکنده شدن ابر می‌شوند و در نهایت یک یا چند خوشه باز از ستارگان تشکیل می‌شوند. این خوشه‌ها در کنار هم کهکشان راه شیری را تشکیل داده‌اند. مطالعات سینماتیک ماده در کهکشان راه شیری و دیگر کهکشانها نشان می‌دهد که جرم نامرئی درآنها بیش از جرم مرئی است بیشتر جرم کهکشان را هاله‌های سیاه تشکیل می‌دهند طبیعت این ماده سیاه رنگ هنوز برای دانشمندان نامشخص است.[۲۴]
اخترشناسی فراکهکشانی[ویرایش]
نوشتار اصلی: اخترشناسی فراکهکشانی
در این شکل چندین جرم حلقه مانند آبی رنگ را مشاهده می‌کنید که تصاویر همان کهکشان هستند که با استفاده از اثر عدسی‌های گرانشی از خوشه کهکشان زرد رنگ در وسط عکس کپی‌برداری شده‌اند. این عدسی‌ها با استفاده از میزان گرانش خوشه نور را خم کرده و تصویر اجرام دورتر را بزرگنمایی نموده و درآنها اعوجاج ایجاد می‌کند.
مطالعه اجرامی که درخارج از کهکشان راه شیری قرار دارند به یک علم جدید تبدیل شده که شاخه‌ای از اخترشناسی محسوب می‌شود. در این علم نحوه پیدایش و تکامل کهکشانها، ساختار و طبقه‌بندی آنها، کهکشان‌های فعال وگروه‌ها و خوشه‌های کهکشانی مورد بررسی قرار می‌گیرند. بررسی گروهها و خوشه‌های کهکشانی در درک بهتر از ساختار کلی کیهان نقش مهمی ایفا می‌کند.
اغلب کهکشانها دارای شکل منحصر به فردی هستند که طبقه‌بندی آنها را آسان می‌کند. به‌طورکلی کهکشانها به انواع مارپیچ، بیضوی، و نامنظم تقسیم‌بندی می‌شوند.[۲۵]
همانطورکه از نام کهکشان بیضوی پیداست سطح مقطع این کهکشان بیضی شکل است. ستارگان در مدارهای تصادفی به دور کهکشان می‌چرخند. در این کهکشانها غبار میان ستاره‌ای وجود ندارد یا به ندرت یافت می‌شود و نقاط تولید ستاره در این نوع کهکشان بسیار کم هستند. ستارگان این کهکشان عموماً مسن هستند کهکشان بیضوی عموماً درمرکز خوشه‌های کهکشانی یافت می‌شوند و ممکن است در اثر ترکیب کهکشان بزرگ به‌وجود آیند.
کهکشان مارپیچ معمولاً از یک صفحه دوار مسطح تشکیل شده که یک برآمدگی میله مانند در مرکز آن قرار دارد و بازوهای نورانی مارپیچی از آن خارج می‌شوند. این بازوها نواحی پر گرد و غباری هستند که درناحیه تولید ستاره قرار دارند و این مناطق ستاره‌های جوان بسیار بزرگ رنگ آبی را در برابر دیدگان‌مان قرار می‌دهند؛ کهکشان‌های مارپیچ با هاله‌ای از ستاره‌های پیر احاطه شده‌اند؛ کهکشان‌های راه شیری و آندرومدا کهکشان‌های مارپیچ هستند.
شکل ظاهری کهکشان‌های نامنظم درهم پیچیده‌است و این نوع از کهکشان در دسته‌بندی بیضوی و مارپیچ جای نمی‌گیرند. حدود یک چهارم کهکشانها نامنظم هستند و شکل نامنظم آنها ناشی از تعامل گرانشی با محیط اطراف است.
کهکشان فعال کهکشان‌هایی هستند که عمده انرژی که از آنها ساطع می‌شود از منبعی به جز ستارگان و گرد و غبار تأمین می‌شود. درمرکز این کهکشانها هسته‌ای فشرده قرار دارد که گفته می‌شود یک سیاه چاله بسیار عظیم است که به علت جذب اجرام انرژی زیادی را تولید می‌کند. کهکشان رادیویی نوعی کهکشان فعال است که در بخش رادیویی طیف بسیار درخشان بوده و زبانه‌های پرانرژی گاز را متصاعد می‌کند. از میان کهکشان‌های فعالی که تشعشعات پرانرژی ساطع می‌کنند می‌توان به کهکشان‌های سیفرت، اخترنماها و بلازارها اشاره کرد. گفته می‌شود که اختر نماها درخشنده‌ترین اشیاء عالم هستند.[۲۶]
ساختار عظیم کیهان بر اساس گروهها و خوشه‌های کهکشانی شکل گرفته‌است. در این ساختار بزرگترین واحد کیهانی ابرخوشهها هستند. مجموعه مواد به فیلامان‌ها و دیواره‌های کهکشانی تبدیل می‌شوند و در میان آنها فضاهای خالی باقی می‌ماند.[۲۷]
کیهان‌شناسی[ویرایش]
نوشتار اصلی: کیهان‌شناسی
مشاهده ساختار عظیم عالم در علم کیهان‌شناسی فیزیکی مطرح می‌شود و گام مؤثری در درک بهتر پیدایش و تکامل کیهان محسوب می‌شود. در کیهان‌شناسی مدرن نظریه انفجار بزرگ مورد پذیرش قرار گرفته و اعلام شده که در برهه‌ای از زمان انفجار بزرگ رخ داده با انبساط فضا در طول ۷/۱۳ گیگا سال جهان به شکل فعلی آن مبدل شده‌است. مفهوم انفجار بزرگ با کشف تشعشعات مایکروویو پس زمینه کیهان در سال ۱۹۶۵ مطرح شد.
در طول مدت تکامل جهان چندین مرحله تکاملی را تجربه کرد. در ابتدا جهان به سرعت انبساطی کیهانی را تجربه کرد که شرایط اولیه را همگن کرد. سپس با تشکیل هسته انفجار بزرگ عناصر اولیه جهان آغازین تولید شدند.
هنگامی که اولین اتم‌های تشکیل دهنده فضا شفاف شدند توانستند امواجی را از خود ساطع کنند امواجی که امروزه به صورت تشعشعات مایکروویو پس زمینه کیهان مشهور هستند سپس جهان در حال انبساط به علت عدم وجود منابع انرژی کیهانی وارد عصر تیره و تار خود شد.[۲۸]
با وقوع تغییرات اندک در چگالی اجرام، ساختار سلسله مراتبی ماده شکل گرفت. موادی که در نواحی چگال جمع شده بودند ابرهای گاز و ستارگان اولیه را تشکیل دادند. این ستاره‌های عظیم باعث ایجاد مجدد فرایند یونیزاسیون شده و بسیاری از عناصر سنگین جهان آغازین را به وجود آوردند.
توده‌های گرانشی به فیلامان تبدیل شده و فضایی بین این فیلامان‌ها به صورت خالی باقی ماند. به تدریج گرد وغبار با یکدیگر ترکیب شده و اولین کهکشانها به وجود آمدند. باگذشت زمان این کهکشانها مواد بیشتری را به درون خود کشیدند و گروهها و خوشه‌های کهکشانی و در نهایت ابرخوشههای عظیم شکل گرفتند.[۲۹]
یکی از مفاهیم اصلی در ساختار عالم، ماده تاریک یا انرژی تاریک است. ماده تاریک عنصر اصلی تشکیل دهنده دنیاست و ۹۶درصد چگالی جهان را تشکیل می‌دهد. امروزه تلاش زیادی برای درک فیزیک این ماده و اجزا تشکیل دهنده آن صورت می‌گیرد.[۳۰]
مطالعات میان‌رشته‌ای[ویرایش]
اخترشناسی با بسیاری از رشته‌های علمی مهم ارتباط تنگاتنگ دارد. برخی از این علوم عبارت‌اند از:
- فیزیک کیهانی: مطالعه فیزیک جهان پیرامون شامل ویژگی‌های فیزیکی (درخشندگی، چگالی، دما و ترکیب شیمیایی) اجرام آسمانی.
- بیولوژی کیهانی: مطالعه پیدایش و تکامل سیستم‌های بیولوژیکی در دنیا.
- اخترشناسی باستانی: مطالعه اخترشناسی قدیم در بافت فرهنگی آن با استفاده از مشاهدات باستان‌شناسی و مردم‌شناسی.
- شیمی کیهانی: مطالعه مواد شیمیایی موجود در فضا به خصوص ابرهای گازی مولکولی و نحوه تشکیل، تعامل و مرگ آنها؛ بنابراین این رشته با رشته‌های شیمی و اخترشناسی مباحث مشترکی دارد.
اخترشناسی غیر حرفه‌ای (آماتوری)[ویرایش]
نوشتار اصلی: اخترشناس آماتور
به‌طور کلی اخترشناسان آماتور با استفاده از تلسکوپهای ساخت خودشان بسیاری از پدیده‌های کیهانی واجرام سماوی را مشاهده می‌کنند. آنها بیشتر به دنبال رصد کردن ماه، سیارات، ستارگان، دنباله دارها، باران‌های شهابی و بسیاری از اجرام موجود درعمق فضا مانند خوشه‌های ستاره‌ای، کهکشانها و سحابی‌ها هستند. یکی از شاخه‌های اخترشناسی آماتوری، عکس برداری کیهانی است که طی آن فرد آماتور از آسمان شب عکس‌برداری می‌کند. بسیاری از افراد آماتور تلاش می‌کنند درمشاهده اجرام خاص تبحر لازم را کسب کنند و با توجه به علاقه فردی خود کار مشاهده خود را تخصصی ترکنند.[۳۱][۳۲] اغلب آماتورها مشاهدات خود را در طول موجهای مرئی انجام می‌دهند و تعداد محدودی هم این کار را در مورد طول موجهای نامرئی تجربه می‌کنند. آنها در تلسکوپ خود از فیلترهای فروسرخ استفاده می‌کنند ویا از تلسکوپهای رادیویی کمک می‌گیرند. کارل گوته یانسکی یکی از پیشگامان اخترشناسی رادیویی آماتوری است که در دهه ۱۹۳۰ آسمان را در طول موجهای رادیویی مشاهده کرد. تعدادی از افراد آماتور از تلسکوپهای دست‌ساز یا تلسکوپهای رادیویی که برای تحقیقات اخترشناسی ساخته می‌شوند و دراختیار افراد آماتور قرار می‌گیرند استفاده می‌کنند. ("مثلاً " تلسکوپ یک مایلی).[۳۳][۳۴]
اخترشناسان آماتور در پیشرفت‌های علم اخترشناسی سهم بسزایی داشته‌اند. این رشته یکی از معدود رشته‌هایی است که در آن افراد آماتور ایفای نقش می‌کنند. آنها می‌توانند در برخی اندازه‌گیری‌ها شرکت کرده و در اصلاح مدار سیارات کوچک مفید واقع شوند. همچنین افراد آماتور درکشف دنباله دارها و رصد ستاره‌های متغیر نقش بسزایی دارند. پیشرفت‌های حاصل شده در زمینه تکنولوژی دیجیتال به افراد آماتور اجازه می‌دهد تا در رشته عکس‌برداری کیهانی به موفقیت‌های چشمگیری دست پیدا کنند.[۳۵][۳۶][۳۷]
پرسش‌های بنیادین در اخترشناسی[ویرایش]
اگرچه دررشته اخترشناسی تلاش‌های بسیاری برای درک بهتر طبیعت جهان و محتوای آن صورت گرفته‌است اما هنوز سؤال‌های بی‌پاسخی در پیش رویمان قرار دارند شاید پاسخگویی به این سوالات مستلزم ساخت ابزارهای رصد جدید و پیشرفت‌های تازه در زمینه فیزیک نظریه و تجربی باشد.
- آیا حیات فرازمینی به خصوص از نوع هوشمند وجود دارد؟ در این صورت چگونه تناقض فرمی (Fermi) را توجیه می‌کنید؟ وجود حیات در سایر نقاط عالم پیامدهای علمی و فلسفی بسیار مهمی را در پی دارد.[۳۸][۳۹]
- ماهیت ماده تاریک و انرژی تاریک چیست؟ این دو عامل نقش بسیار تعیین‌کننده‌ای در تکامل و سرنوشت جهان دارند، اما هنوز ماهیت اصلی آنها ناشناخته مانده‌است. سرنوشت نهایی کیهان چه خواهد بود؟[۴۰]
- چرا دنیا به وجود آمد؟ چرا برای مثال ثابت‌های فیزیکی با دقت تنظیم شده‌اند تا وجود حیات را تضمین کنند؟ چه چیزی باعث انبساط جهان شد و دنیا را همگن کرد؟[۴۱]
- کهکشان‌های اولیه و سیاهچاله‌های ابرپرجرم چگونه شکل گرفتند؟
- عامل ایجاد پرتوهای کیهانی بسیار پر انرژی چیست؟
- چرا فراوانی عنصر لیتیوم در کیهان، چهار برابر کمتر از میزانی است که نظریه استاندارد مهبانگ پیشبینی می‌کند؟
- در آنسوی افق رویداد، چه می‌گذرد؟
پدیده‌های آسمانی[ویرایش]
نوشتار اصلی: جرم آسمانی
پدیده‌های آسمانی ماده فیزیکی طبیعی موجود در فضای بیرونی، موضوعات اخترشناسی را تشکیل می‌دهد و به‌طور عمده شامل: ستاره، سیاره، قمر، سیارک، دنباله‌دار، شهابواره، شهاب‌سنگ، کهکشان و سحابی است.
اسطرلاب[ویرایش]
نوشتار اصلی: اسطرلاب
اسطرلاب ایرانی ساختهٔ دانشمند بزرگ ایرانی غیاث الدین جمشید کاشانی که از بزرگترین منجمان و ریاضیدانان عصر خود و متعلق به سده هجدهم میلادی می‌باشد. صفحه گرد کوچکتر دارای ۱۳ میخچه یا پیکانک کمانی شکل است. جهت و اشاره پیکانک‌ها، موقعیت درخشان‌ترین و روشن‌ترین ستاره‌ها را نشان می‌دهند. نام ستاره‌ها در پایین هر پیکانک حک شده‌است. صفحه گرد بزرگتر به وسیله خطوط هماهنگ ترسیم شده‌است.
این اسطرلاب در موزه تاریخ علم کمبریج نگهداری می‌شود.
اسطرلاب مسطح سدسی، ساخت ایران-تبریز، ۱۳۷۰
اسطرلاب از ابزارهای قدیم نجوم و طالع‌بینی است. اسطرلاب وسیله بسیار کارآمدی در نجوم رصدی بوده و اکنون بیشتر برای کاربردهای آموزشی بکار می‌رود. این ابزار برای سنجش ارتفاع، سمت، بعد و میل خورشید و ستارگان، تعیین وقت در ساعات روز و شب، قبله و زمان طلوع و غروب آفتاب و بسیاری کاربردهای دیگر به‌کار می‌رفته‌است.
جستارهای وابسته[ویرایش]
مجموعه‌ای از گفتاوردهای مربوط به اخترشناسی در ویکی‌گفتاورد موجود است.
نجوم چیست؟
انسان ها از روزی که پای بر زمین نهادند به سوی آسمان چشم دوخته بودند و با کنجکاوی در پی کشف مفهوم و نظم جهان پیرامون بودند. اگرچه جابجایی صورفلکی - الگوهایی از ستارگان که در آسمان شب قابل تشخیص است – ساده‌ترین راه برای شناخت آسمان بود، نقشه و زمان رویدادهای آسمانی دیگری مانند گرفت‌ها و حرکت سیارات نیز...
مریم فخیمی: انسان ها از روزی که پای بر زمین نهادند به سوی آسمان چشم دوخته بودند و با کنجکاوی در پی کشف مفهوم و نظم جهان پیرامون بودند. اگرچه جابجایی صورفلکی - الگوهایی از ستارگان که در آسمان شب قابل تشخیص است – ساده‌ترین راه برای شناخت آسمان بود، نقشه و زمان رویدادهای آسمانی دیگری مانند گرفت‌ها و حرکت سیارات نیز مشخص شده بود.
تعریف نجوم: اخترشناسی مطالعه خورشید، ماه، ستاره‌ها، سیارات، دنباله‌دارها، گاز، کهکشانها، گرد و غبار و سایر اجسام و پدیده‌های فضایی است. در برنامه تحصیلی دانش آموزان، ناسا به زبان ساده نجوم را "مطالعه ستاره‌ها، سیارات و فضا" تعریف می‌کند. اخترشناسی و طالع بینی از لحاظ تاریخی مرتبطند، اما طالع بینی یک علم نیست و با نجوم هیچ ارتباطی ندارد.
این مقاله درباره تاریخ نجوم و زمینه‌های مرتبط با آن، از جمله کیهان‌شناسی است.
از لحاظ تاریخی، نجوم (اخترشناسی) بر مشاهدات اجرام آسمانی تمرکز داشته و قرابت نزدیکی با اخترفیزیک دارد. به طور خلاصه، اخترفیزیک شامل مطالعه ویژگی‌های فیزیکی، تمرکز بر رفتار، خواص و حرکت اجرام سماوی خارج از زمین است. با این حال، نجوم مدرن شامل عناصر بسیاری از حرکات و خصوصیات این اجرام است و امروزه هر دو اصطلاح (اخترشناسی و اخترفیزیک) اغلب استفاده می‌شود.
اخترشناسان مدرن تمایل دارند نجوم به دو بخش تقسیم شود: نظری و رصدی.
اخترشناسی رصدی بر مطالعه مستقیم ستاره‌ها، سیارات، کهکشانها و سایر اجرام سماوی تمرکز دارد. اخترشناسی نظری علم مطالعه اجرام فلکی و پدیده‌های آن بوسیله مدل‌های علوم فیزیک و شیمی است.
بر خلاف دیگر علوم، اخترشناسان قادر به مشاهده کامل زندگی یک جرم آسمانی از زمان تولد تا مرگ نیستند. عمر جهان، ستارگان و کهکشانها، میلیون‌ها سال به طول می‌انجامد. در عوض، ستاره‌شناسان باید مراحل مختلف تحول این اجرام را بررسی کنند تا اطلاعات دقیقی درباره چگونگی شکل‌گیری، تحول، تکامل و مرگ آنها بدست آوردند. بنابراین، نجوم نظری و رصدی باید باهم ترکیب شوند، زیرا دانشمندان نظری از داده‌ها برای شبیه‌سازی استفاده می‌کنند، در حالی که رصدها برای تأیید مدل‌ها یا برای نشان دادن اینکه مدل‌ها نیازمند تغییرند کاربرد دارند.
اخترشناسی شامل چند زیرمجموعه است که دانشمندان را قادر می‌سازد روی موارد و پدیده‌های خاصی متمرکز شوند.
1.سیاره‌شناسان (یا دانشمندان علوم سیاره‌ای) بر رشد، تکامل و نابودی سیارات متمرکزند. در حالی که اکثرا دنیای درون منظومه‌شمسی را مطالعه می‌کنند، برخی از پژوهشگران از سیارات فراخورشیدی برای مطرح کردن فرضیه‌هایشان استفاده می‌کنند. طبق نظر دانشگاه کالج لندن، دانش سیاره‌شناسی " مجموعه‌ای از علوم چون نجوم، زمین شناسی، فیزیک فضایی، زیست شناسی، شیمی و علوم جوی است."
2. ستاره‌شناسان به بررسی ستاره‌ها، سیاهچالهها، سحابی‌ها، کوتوله‌های سفید و ابرنواخترها می‌پردازند. تمرکز ستاره‌شناسی بر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی است که در کیهان رخ می‌دهد.
3. اخترشناسان خورشید وظیفه تجزیه و تحلیل یک ستاره یعنی خورشید را برعهده دارند. با توجه به اعلام ناسا، "قدر و کیفیت نور خورشید در بازه زمانی متغیر از میلی ثانیه تا میلیاردها سال متفاوت است." درک این تغییرات می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند چگونه زمین تحت تاثیرخورشید است. همچنین مطالعه خورشید در درک فعالیت ستاره‌های دیگر کاربرد دارد. چرا که تنها ستاره بسیار نزدیک به ما است و قادریم اطلاعات مربوط به سطح آن را بدست آوریم.
4. کیهان شناسان تمامیت جهان، از تولد کیهان در اثر انفجاربزرگ تا تکامل فعلی، و مرگ آن را مطالعه می‌کنند. نجوم اغلب (و نه همیشه) به موارد مشخص و قابل رصد می‌پردازد، در حالی که کیهان شناسی معمولا شامل خواص گسترده‌ای از جهان و چیزهای ناشناخته چون نظریه ریسمان، ماده تاریک، انرژی تاریک و جهان‌های چند بعدی است.
5. آسترومتری شاخه قدیمی‌تر نجوم و مطالعه موقعیت و حرکت ستارگان، ماه و سیارات است. محاسبات دقیق این حرکات به ستاره‌شناسان اجازه می دهد تا تولد و تکامل سیارات و ستاره‌ها را مدل سازی کرده و رویدادهای آسمانی چون بارش‌های شهابی و ظهور دنباله‌دارها را پیشبینی کنند. طبق نظر انجمن سیاره‌شناسی، آسترومتری قدیمیترین روش استفاده شده برای تشخیص سیارات فراخورشیدی است"، هر چند که روشی دشوار است.
منجمان قدیمی صورفلکی را ابداع کردند و تلاش داشتند با ساماندهی آنها حرکت اجرام آسمانی را پیشبینی کنند. این صورفلکی به مردمان در گذشته کمک می‌کرد تا تغییر فصول را تشخیص دهند. حرکت ستارگان و دیگر اجرام آسمانی در سراسر جهان بررسی میشد، اما در چین، مصر، یونان، بین النهرین، آمریکای مرکزی و هند بیشتر مورد توجه بود.
تصویری که اغلب از یک منجم داریم، فردی است تنها که در تاریکی شب در کنار تلسکوپش مشغول کاوش در آسمان است. در واقع، امروزه بخش اصلی اخترشناسی به رصد با تلسکوپهای پیشرفته زمینی یا فضایی و مطالعه داده‌ها و تصاویر دریافتی از این ابزارها اختصاص دارد.
از زمان ظهور عکاسی، و به ویژه عکاسی دیجیتال، اخترشناسان تصاویر شگفت‌آوری از فضا ارائه داده‌اند که نه تنها باعث پیشرفت علم است، بلکه مردم عادی را نیز جذب می کند.
اخترشناسی و برنامه‌های فضایی به مطالعه سیاره زمین نیز کمک می‌کنند، زمانی که ماموریت‌های فضایی به مقصد مدار زمین یا ماه یا فراتر از آن انجام می‌شوند تصاویرخارق‌العاده‌ای از زمین در اختیار ما قرار می‌دهند.
از ۱۰ تا ۱۶ مه به عنوان "هفته جهانی نجوم" نامگذاری شده است. با توجه به شیوع گسترده ویروس کرونا برنامه‌های مربوط به نجوم در سراسر جهان بصورت مجازی برگزار می‌شود به همین مناسبت در این گزارش سعی شده تا شما را با شاخه های اختر شناسی و مطالب جالب علم نجوم آشنا کنیم.
به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، روز و هفته جهانی نجوم از سال ۱۹۷۳ میلادی با هدف ترویج دانش ستاره‌شناسی و آشنایی مردم با علم نجوم برگزار می‌شود. این رویداد جهانی در فاصله بین نیمه آوریل و نیمه ماه مه هنگامی که ماه در حالت تربیع قرار دارد برگزار می‌شود. به منظور برابر شدن شرایط در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی، روز دیگری نیز در ماه اکتبر در فصل پاییز برای روز نجوم در نظر گرفته شده است.
نجوم چیست؟
ستاره‌شناسی یکی از کهن‌ترین علوم است. منجمان قدیم با توجه به مکان خورشید در آسمان و وضعیت ستارگان، زمان را تعیین می‌کردند و به تنظیم تقویم و تعیین فصول و جهات می‌پرداختند. اخترشناسی با رشته‌هایی مانند فیزیک، شیمی، فیزیک حرکت و فضاشناسی فیزیکی ارتباط نزدیک دارد. ابزارهای ساده ستاره‌شناسی از همان ابتدا شناخته شده بودند و ستاره شناسان با استفاده از آنها آسمان شب را به دقت بررسی می‌کردند. با اختراع تلسکوپ، تغییر و تحول قابل توجهی در این رشته به وجود آمد و دوران ستاره شناسی جدیدی آغاز شد.
اخترشناسی چیست؟
رشته اخترشناسی در قرن ۲۰ میلادی به دو رشته اخترشناسی شهودی و فیزیک کیهان نظری تبدیل شد. اخترشناسی شهودی به جمع‌آوری داده‌ها، پردازش آنها و تولید و نگهداری ابزارهای اخترشناسی می‌پردازد. در حالی که فیزیک کیهان نظری به دنبال کسب اطمینان از صحت نتایج به دست آمده از مدل‌های تحلیلی و تحلیل‌های کامپیوتری است. این دو رشته در کنار یکدیگر رشته کاملی را ایجاد می‌کنند که اخترشناسی نظری نام دارد و یافته‌های شهودی را توصیف می‌کند.
نجوم و اخترشناسی چه فایده‌ای دارد؟
اخترشناسی در ابتدا فقط مشاهده و پیش بینی حرکت اجسام سماوی با چشم غیرمسلح بود، سپس تمدن‌های اولیه ابزارهایی تولید کردند و با استفاده از آنها زمان تغییر فصل‌ها را پیش بینی می‌کردند و بر اساس آن به کاشت و برداشت محصولات خود می‌پرداختند. پس از اینکه تمدن‌های بابل، مصر باستان، یونان باستان، هند و چین ایجاد شدند، مشاهدات اخترشناسی نیز جمع‌آوری شد و فرضیات و نظریاتی در مورد اساس پیدایش کیهان و طبیعت آن ارائه شد علاوه بر این اطلاعاتی نیز در مورد حرکت سیارهها، خورشید، ماه و زمین بر اساس علم فلسفه مطرح شد.
نظریات اولیه علم نجوم
پیش از اختراع تلسکوپ، نظریه‌های مهمی ارائه شد و کشف‌های اخترشناسی مهمی رخ داد که در ادامه به بررسی تعدادی از آنها می‌پردازیم: بابلی‌ها و آشوری‌ها متوجه شدند کسوف یا خسوف در یک دایره با نام دایره ساروس تکرار می‌شود. ۲۰۰ سال قبل از میلاد، یک ستاره شناس به نام هیپارکوس ابعاد ماه و فاصله آن از زمین را تخمین زد علاوه بر این ستاره شناسان بسیاری از ستارگان را نامگذاری کردند که امروزه هنوز از این نام‌های انتخاب شده استفاده می‌شود.
علم نجوم در گذر زمان
زمانی که ابزارهای دقیق و تلسکوپ‌ها تولید شدند دید بشر نسبت به جهان تغییر کرد و با گذر زمان به نظریات بیشتری در مورد علم نجوم و اخترشناسی ارائه کردند. دانشمندانی که نظریات قابل توجهی در این زمینه ارائه کردند شامل ویلیم هرشل، یاکوبوس کورنلیس کاپیتن، شارل‌مسیه و ادوین‌هابل می‌شود. محققان پس از بررسی‌های دقیق با استفاده از ابزارهای جدید تولید شده، به این نتیجه رسیدند که به جز کهکشان راه شیری، کهکشان‌های دیگری نیز وجود دارند که جرم آنها بیشتر از کهکشان ما است. علاوه بر این تصاویر مشاهده شده از تلسکوپهای جدید نشان می‌دهد کهکشان راه شیری تنها جزئی از یک خوشه محلی است که شامل ابرهای ماژلان، کهکشان امراه‌المسلسله، کهکشان کوچک نزدیک آن و چند کهکشان کوچک دیگر است که به طور کلی ۱۹ عضو را تشکیل می‌دهند.
ابزارهای نجومی
محققان به منظور مشاهده دقیق وضعیت ستارگان، صورت‌های فلکی، سیارات، اقمار، کهکشانها و اجرام اعماق فضا به ابزار خاصی نیاز دارند؛ برای نمونه "خورشید امروز" ابزاری است که جدیدترین تصاویر خورشید را با کیفیت بالا نشان می‌دهد. این تصاویر به صورت خودکار توسط رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا (Solar Dynamics Observatory) به‌روزرسانی می‌شود.
برنامه اقمار زحل موقعیت درخشان‌ترین اقمار این سیاره را نشان می‌دهد. در این برنامه با وارد کردن هر تاریخ و زمان، قادر به دیدن موقعیت قمرهای زحل در مدار حرکتی‌شان به دور سیاره خواهید بود. علاوه بر این، نمای افق ابزاری است که با استفاده از آن می‌توانید ستارگان را از بالای خط افق و نقطه تعیین شده مشاهده کنید. محاسبه‌گر تلسکوپ نیز ابزار تعاملی برای پاسخگویی به سوالات معمول در زمینه عملکرد تلسکوپ با توجه به تغییر چشمی‌ها و لوازم جانبی طراحی شده است. با استفاده از ابزارهای ذکر شده و دیگر منابع موجود، می‌توانید به آسانی به دوردست‌ترین نقاط کیهان سفر و اجرام آسمانی را مشاهده کنیدhttp://espash.ir/news/4836.
.انسان ها از روزی که پای بر زمین نهادند به سوی آسمان چشم دوخته بودند و با کنجکاوی در پی کشف مفهوم و نظم جهان پیرامون بودند. اگرچه جابجایی صورفلکی - الگوهایی از ستارگان که در آسمان شب قابل تشخیص است – ساده‌ترین راه برای شناخت آسمان بود، نقشه و زمان رویدادهای آسمانی دیگری مانند گرفت‌ها و حرکت سیارات نیز مشخص شده بود.
تعریف نجوم: اخترشناسی مطالعه خورشید، ماه، ستاره‌ها، سیارات، دنباله‌دارها، گاز، کهکشانها، گرد و غبار و سایر اجسام و پدیده‌های فضایی است. در برنامه تحصیلی دانش آموزان، ناسا به زبان ساده نجوم را "مطالعه ستاره‌ها، سیارات و فضا" تعریف می‌کند. اخترشناسی و طالع بینی از لحاظ تاریخی مرتبطند، اما طالع بینی یک علم نیست و با نجوم هیچ ارتباطی ندارد.
این مقاله درباره تاریخ نجوم و زمینه‌های مرتبط با آن، از جمله کیهان‌شناسی است.
از لحاظ تاریخی، نجوم (اخترشناسی) بر مشاهدات اجرام آسمانی تمرکز داشته و قرابت نزدیکی با اخترفیزیک دارد. به طور خلاصه، اخترفیزیک شامل مطالعه ویژگی‌های فیزیکی، تمرکز بر رفتار، خواص و حرکت اجرام سماوی خارج از زمین است. با این حال، نجوم مدرن شامل عناصر بسیاری از حرکات و خصوصیات این اجرام است و امروزه هر دو اصطلاح (اخترشناسی و اخترفیزیک) اغلب استفاده می‌شود.
اخترشناسان مدرن تمایل دارند نجوم به دو بخش تقسیم شود: نظری و رصدی.
اخترشناسی رصدی بر مطالعه مستقیم ستاره‌ها، سیارات، کهکشانها و سایر اجرام سماوی تمرکز دارد. اخترشناسی نظری علم مطالعه اجرام فلکی و پدیده‌های آن بوسیله مدل‌های علوم فیزیک و شیمی است.
بر خلاف دیگر علوم، اخترشناسان قادر به مشاهده کامل زندگی یک جرم آسمانی از زمان تولد تا مرگ نیستند. عمر جهان، ستارگان و کهکشانها، میلیون‌ها سال به طول می‌انجامد. در عوض، ستاره‌شناسان باید مراحل مختلف تحول این اجرام را بررسی کنند تا اطلاعات دقیقی درباره چگونگی شکل‌گیری، تحول، تکامل و مرگ آنها بدست آوردند. بنابراین، نجوم نظری و رصدی باید باهم ترکیب شوند، زیرا دانشمندان نظری از داده‌ها برای شبیه‌سازی استفاده می‌کنند، در حالی که رصدها برای تأیید مدل‌ها یا برای نشان دادن اینکه مدل‌ها نیازمند تغییرند کاربرد دارند.
اخترشناسی شامل چند زیرمجموعه است که دانشمندان را قادر می‌سازد روی موارد و پدیده‌های خاصی متمرکز شوند.
1.سیاره‌شناسان (یا دانشمندان علوم سیاره‌ای) بر رشد، تکامل و نابودی سیارات متمرکزند. در حالی که اکثرا دنیای درون منظومه‌شمسی را مطالعه می‌کنند، برخی از پژوهشگران از سیارات فراخورشیدی برای مطرح کردن فرضیه‌هایشان استفاده می‌کنند. طبق نظر دانشگاه کالج لندن، دانش سیاره‌شناسی " مجموعه‌ای از علوم چون نجوم، زمین شناسی، فیزیک فضایی، زیست شناسی، شیمی و علوم جوی است."
2. ستاره‌شناسان به بررسی ستاره‌ها، سیاهچالهها، سحابی‌ها، کوتوله‌های سفید و ابرنواخترها می‌پردازند. تمرکز ستاره‌شناسی بر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی است که در کیهان رخ می‌دهد.
3. اخترشناسان خورشید وظیفه تجزیه و تحلیل یک ستاره یعنی خورشید را برعهده دارند. با توجه به اعلام ناسا، "قدر و کیفیت نور خورشید در بازه زمانی متغیر از میلی ثانیه تا میلیاردها سال متفاوت است." درک این تغییرات می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند چگونه زمین تحت تاثیرخورشید است. همچنین مطالعه خورشید در درک فعالیت ستاره‌های دیگر کاربرد دارد. چرا که تنها ستاره بسیار نزدیک به ما است و قادریم اطلاعات مربوط به سطح آن را بدست آوریم.
4. کیهان شناسان تمامیت جهان، از تولد کیهان در اثر انفجاربزرگ تا تکامل فعلی، و مرگ آن را مطالعه می‌کنند. نجوم اغلب (و نه همیشه) به موارد مشخص و قابل رصد می‌پردازد، در حالی که کیهان شناسی معمولا شامل خواص گسترده‌ای از جهان و چیزهای ناشناخته چون نظریه ریسمان، ماده تاریک، انرژی تاریک و جهان‌های چند بعدی است.
5. آسترومتری شاخه قدیمی‌تر نجوم و مطالعه موقعیت و حرکت ستارگان، ماه و سیارات است. محاسبات دقیق این حرکات به ستاره‌شناسان اجازه می دهد تا تولد و تکامل سیارات و ستاره‌ها را مدل سازی کرده و رویدادهای آسمانی چون بارش‌های شهابی و ظهور دنباله‌دارها را پیشبینی کنند. طبق نظر انجمن سیاره‌شناسی، آسترومتری قدیمیترین روش استفاده شده برای تشخیص سیارات فراخورشیدی است"، هر چند که روشی دشوار است.
منجمان قدیمی صورفلکی را ابداع کردند و تلاش داشتند با ساماندهی آنها حرکت اجرام آسمانی را پیشبینی کنند. این صورفلکی به مردمان در گذشته کمک می‌کرد تا تغییر فصول را تشخیص دهند. حرکت ستارگان و دیگر اجرام آسمانی در سراسر جهان بررسی میشد، اما در چین، مصر، یونان، بین النهرین، آمریکای مرکزی و هند بیشتر مورد توجه بود.
تصویری که اغلب از یک منجم داریم، فردی است تنها که در تاریکی شب در کنار تلسکوپش مشغول کاوش در آسمان است. در واقع، امروزه بخش اصلی اخترشناسی به رصد با تلسکوپهای پیشرفته زمینی یا فضایی و مطالعه داده‌ها و تصاویر دریافتی از این ابزارها اختصاص دارد.
از زمان ظهور عکاسی، و به ویژه عکاسی دیجیتال، اخترشناسان تصاویر شگفت‌آوری از فضا ارائه داده‌اند که نه تنها باعث پیشرفت علم است، بلکه مردم عادی را نیز جذب می کند.
اخترشناسی و برنامه‌های فضایی به مطالعه سیاره زمین نیز کمک می‌کنند، زمانی که ماموریت‌های فضایی به مقصد مدار زمین یا ماه یا فراتر از آن انجام می‌شوند تصاویرخارق‌العاده‌ای از زمین در اختیار ما قرار می‌دهند
.
مباحث علمیمباحث کاربردی و تجربی
تاریخ ستاره شناسیتلسکوپ
کپلررصدخانه
تیکو براههتعین جرم ستارگان
کهکشان رادیوییسنجش فشار گاز جو
عقاید نجوم شناسینمودار HR
سحابیپراکندگی فوتون
کهکشان راه شیریمراحل تحول ستارگان
اصل جهان نوسان کنندهحد چاندراسکا
اصل هابلحفره سیاه
کوچکترین واحد نجومیابر نواختران
سال نوریانرژی ستاره نوترونی
نظریه جهان پایدارسیاهچاله
اجرام آسمانیجابجایی گرانش
مریخقمر
مشتریجو زمین
زمینسنجش جرم سیارات
خورشیدسنجش چگالی سیارات
ستاره دنباله دارگرانش سطحی سیارات
کویزاردسرعت فرار سیارات
قضیه ویریالتلسکوپ نوری
منشا انرژی خورشیدتلسکوپ کپلری
شکافت هسته‌ایماهواره
ماده تاریکتلسکوپ اشعه ایکس
همجوشی هیدروژن نوریگورستان ستارگان
تاریخ نجوممنظومه شمسی
اختر نماشهانه
سحابیشهاب سنگ
منظومه شمسیتقسیم ستارگان
کهکشان آندرومداصور فلکی
پارسکمطالعه میل خورشید
معادله پوکسنمختصات استوانه‌ای
ثابت هابلزمان نجومی
هابلزمان خورشیدی
تلسکوپ فضایی هابلسالنامه نجومی
کهکشان بیضویزمان استاندارد
کهکشان حلزونیقدر ظاهری
کهکشانروش مثلث بندی
تبخیر کهکشانسیستم جانسون مورگان
سیارهسنجش جرم زمین
ستارهانفجار ابرنواختران
کهکشان رزیتامحاسبه فواصل نجومی
تعاریف ستاره شناسیابر نواخترهای دور دست
مثلثات کرویحرکت در منظومه شمسی
دستگاه مختصات افقیشیمی ستاره‌ای
دستگاه افقی
دستگاه بعد و میل
طلوع و غروب ستارگان
دستگاه اکلیپیتیک
زمان نجومی
زمین در منظومه شمسی
خمش نور
چرخش کهکشان
ستاره شناسی ، علمی است که با مشاهده و توضیح وقایعی که در خارج از زمین و جو آن رخ می‌دهد سر و کار دارد. این علم منشا پیدایش و خواص فیزیکی و شیمیائی اشیائی که قابل مشاهده در آسمان بوده (و خارج زمین قرار دارند) و همینطور فرآیندهای منتجه از آنها را مطالعه می‌کند. در طی قسمتی از قرن بیستم ، ستاره شناسی به سه شاخه تقسیم شده بود: محاسبات نجومی ،مکانیک آسمانی و فیزیک نجومی. حالات برجسته متداول فیزیک نجومی در نامگذاری گروههای آموزشی دانشگاهی و موسسات درگیر با تحقیقات نجومی متجلی می‌شود:
قدیمیترین آنها بدون هیچ تغییری ، گروهها و موسسات ستاره شناسی می‌باشند، جدیدترین آنها به نگه داشتن فیزیک نجومی در نامشان تمایل دارند، برخی اوقات کلمه ستاره شناسی را برای تأکید بر طبیعت تحقیقاتشان ، در نامشان قرار نمی‌دهند. به علاوه ، تحقیقات فیزیک نجومی ، مخصوصا در فیزیک نجومی نظری ، را افرادی که پس زمینه فیزیک و ریاضی دارند می‌توانند انجام دهند.
ستاره شناسی از معدود علومی است که آماتورها هنوز در آن نقش فعالی دارند، خصوصا در کشف و مشاهده حوادث زودگذر. ستاره شناسی نباید با طالع بینی ، شبه علمی که با پیگرد مسیر اجرام آسمانی ، مبادرت به پیشگویی سرنوشت افراد می‌نماید اشتباه شود. این دو اگر چه در ریشه مشترکند، اما کاملا متفاوتند؛ ستاره شناسان روش علمی را پذیرفته‌اند، در حالیکه طالع بینها اینطور نیستند.
تقسیمات ستاره شناسی
ستاره شناسی به چند شاخه تقسیم می‌گردد. اولین تقسیم بندی بینستاره شناسی نظری و ستاره شناسی شهودی می‌باشد. مشاهده گرها روشهای مختلفی را برای جمع آوری اطلاعات درباره حوادث بکار می‌برند، اطلاعاتی که بعدا توسط نظریه پردازان برای ایجاد تئوریها و مدلهایی ، برای شرح مشاهدات و پیش بینی حوادث جدید بکار می‌رود. حوزه‌های مطالعه همچنین به دو طریق دیگر تقسیم بندی می‌شوند: موضوعی ، که معمولا به منطقه فضا (مثلا ستاره شناسی کهکشانی) یا مسائل اشاره شده (مانند تشکیل ستاره یا کیهان شناسی) بستگی دارد؛ یا به روش مورد استفاده برای گرد آوری اطلاعات (بطور مبنائی ، چه ناحیه‌ای از طیف الکترومغناطیساستفاده می‌شود). در حالیکه تقسیم بندی اولیه به هر دوی مشاهده گر و نظریه پرداز مربوط می‌شود، دومی مربوط به مشاهده گرهاست(نه کاملا) ، چون نظریه پردازها سعی می‌کنند از اطلاعات موجود در تمامی طول موجها استفاده کنند و مشاهده گرها اغلب بیش از یک منطقه از طیف را مشاهده می‌کنند.
