 Historia Astronomii
Astronomia jest prawdopodobnie najstarszą nauką przyrodniczą, pochodzi ze starożytności, swoimi początkami sięgając prehistorycznych praktyk religijnych. Ich pozostałości są ciągle obecne w astrologii, dziedzinie długo łączonej z astronomią i aż do końca XVIII wieku w Europie trudnej do rozróżnienia z nią. Wczesna astronomia zajmowała się obserwowaniem regularności w ruchach widzialnych ciał niebieskich, zwłaszcza Słońca, Księżyca i planet widocznych gołym okiem. Za przykład mogą służyć badania nad zmieniającą się pozycją Słońca wzdłuż horyzontu albo zmiany w pojawianiu się gwiazd w ciągu roku. Efekty takich obserwacji używane były do ustalenia kalendarza siewów czy rytualnego. W niektórych kulturach dane astronomiczne służyły jako podstawa przepowiedni astrologicznych.
Starożytni astronomowie umieli już odróżnić gwiazdy od planet, ustalając że gwiazdy pozostają relatywnie w tym samym punkcie nieba przez stulecia, podczas gdy planety poruszają się po nieboskłonie w porównywalnie krótszym czasie.
Starożytność
ha_stonehedge.jpg Wczesne kultury utożsamiały ciała niebieskie z bogami i duchami. Odnosiły one te obiekty oraz ich ruchy do zjawisk takich jak deszcz, susza, pory roku czy pływy. Uznaje się, że pierwszymi „profesjonalnymi” astronomami byli kapłani, którzy siłą rzeczy uważali niebiosa za coś boskiego. Wynika stąd połączenie starożytnej astronomii z tym, co dziś nazywamy astrologią. Starożytne budowle o charakterystycznych nawiązaniach do niebios, (jak np. Stonehedge, ustawiony przodem ku wschodzącemu latem Słońcu) prawdopodobnie pełniły funkcje zarówno astronomiczne, jak i religijne.
Kalendarze na całym świecie były zwykle ustalane względem Słońca i Księżyca, ważną kwestią było też określenie długości dnia, miesiąca i roku. Miały one istotne znaczenie w życiu społeczeństw rolniczych, gdzie wielkość plonów zależały od odpowiedniej pory siewów. Najpowszechniejszy współczesny kalendarz jest oparty na rzymskim kalendarzu księżycowym, dzielącym rok na dwanaście miesięcy o naprzemiennie trzydziesto i trzydziesto-jedno dniowej długości. W 46 r. p.n.e. Juliusz Cezar przeprowadził reformę kalendarza i wprowadził rok przestępny.
Mezopotamia
Początków „zachodniej” astronomii doszukuje się w Mezopotamii, gdzie między rzekami Tygrys i Eufrat położone były starożytne królestwa Sumeru, Asyrii i Babilonii. Forma piśmiennictwa znana jako pismo klinowe pojawiła się u Sumerów około 3500-3000 r. p.n.e. Sumerowie zajmowali się tylko podstawowymi zagadnieniami astronomii, ale ich osiągnięcia miały znaczący wpływ na bardziej zaawansowane prace Babilończyków. Teologia astralna, która nadała bogom planetarnym ważną rolę w mitologii i religii Mezopotamii, została zapoczątkowana właśnie przez Sumerów. Jako pierwsi używali oni systemu sześćdziesiątkowego, który uprościł zapisywanie bardzo dużych i bardzo małych liczb. Współczesna zasada podziału koła na 360 stopni po 60 minut także pochodzi od Sumerów.
Klasyczne źródła często określają mezopotamskich astronomów terminem „chaldejczycy”. Byli oni w rzeczywistości kapłanami-skrybami, specjalizującymi się w astrologii i innych formach wróżbiarstwa. Najwcześniejsze prace astronomów babilońskich ograniczały się do rejestrowania ważnych zjawisk astronomicznych, które uważano za znaki-wróżby. Najszerzej znanym przykładem są tablice Wenus króla Ammi-saduqy, spis wschodów i zachodów planety Wenus, obserwowanej około 16 wieku p.n.e. Zawartość tych tablic została później włączone do dużego kompendium znaków-wróżb, zwanego Enuma Anu Enlil. Istotny wzrost jakości i częstości babilońskich obserwacji nastąpił w okresie panowania Nabonassara (747-733 r. p.n.e.). Systematyczne spisywanie zjawisk astronomicznych, które wtedy zostało rozpoczęte, pozwoliło odkryć 18-letni cykl zaćmień Księżyca. Grecki astronom Ptolemeusz wykorzystał później okres panowania Nabonassara do ustalenia początku ery, ponieważ uznał, że najwcześniejsze użyteczne obserwacje zostały zapoczątkowane właśnie wtedy.
Ostatni okres rozwoju astronomii w Babilonii miał miejsce podczas panowania Seleucydów (323-60 r. p.n.e.). W trzecim stuleciu, astronomowie zaczęli posługiwać się tzw. określeniami rocznymi przy przewidywaniu ruchów planet. Określenia te zawierały zestawienie zapisów obserwacji potrzebnych do znalezienia powtarzających się wróżebnych zjawisk dla każdej planety. Mniej więcej w tym samym czasie, lub krótko potem, astronomowie opracowali matematyczne modele, które umożliwiały przewidywanie tych zdarzeń bezpośrednio, bez sprawdzania zapisów z obserwacji.
Mezopotamski wkład w astronomię jest obszerny. To właśnie od mieszkańców Mezopotamii Grecy przejęli wiedzę o pięciu widocznych planetach oraz o zodiaku, stulecia zapisanych obserwacji astronomicznych, a także pomysł, że ruchy planet mogą być precyzyjnie przewidywane.
Chiny
ha_chiny1.jpg Astronomia w Chinach ma długą historię. Osada w Banpo około 4000 roku p.n.e. była położona w ten sposób, że pokrywała się z punktem kulminacji gwiazdozbioru Yingshi (część dzisiejszego Pegaza), wkrótce po przesileniu zimowym. Uważa się to za początek orientowania domów tak, aby uzyskać jak najwięcej promieni słonecznych. Na mniej więcej zbliżony okres datuje się mozaiki dwóch z czterech wielkich konstelacji (Smoka, Feniksa, Tygrysa, Żółwia) otaczające grób Longshan w Puyang. Obserwatorium astronomiczne w Taosi (ok. 2300-1900 r. p.n.e.) używało wzniesień na wschodzie jako swoistych znaczników pomagających w obserwacjach.
Inskrypcje na kościach z dynastii Yin (drugie millenium przed Chrystusem) zawierały rejestry zaćmień i gwiazd nowych. Szczegółowe zapiski astronomicznych obserwacji były przechowywane od około VI wieku p.n.e., aż do XVII w., cechującego się istotnym rozwojem zachodniej astronomii i teleskopu. Chińscy astronomowie byli w stanie precyzyjnie przewidywać nadejścia komet i zaćmienia.
Dużo pracy wczesnochińska astronomia włożyła w zagadnienie liczenia czasu. Chińczycy używali kalendarza słoneczno-księżycowego, ale ponieważ cykle Słońca i Księżyca różnią się, astronomowie często przygotowywali nowe kalendarze i w tym celu przeprowadzali obserwacje, co rozwijało tamtejszą astronomię.
ha_chiny2.jpg Astrologiczne wróżby były także ważną częścią astronomii. Astronomowie zwracali szczególną uwagę na „gwiazdy-gości”, które nagle pojawiały się wśród gwiazd stale widocznych. Jako pierwsi zarejestrowali oni wybuch supernowej, w Astrologicznej Kronice Houhanshu z 185 r. n.e. Także supernowa, która utworzyła Mgławicę Kraba w 1054 r. jest przykładem „gwiazdy-gościa”, zauważonej przez chińskich astronomów, a nie odnotowanej przez współczesnych im Europejczyków. Starożytne rejestry występowania zjawisk takich jak supernowe czy komety są niekiedy używane nawet we współczesnych badaniach astronomicznych. Pierwszy katalog gwiazd na świecie został opracowany przez chińskiego astronoma Gan De w IV w. p.n.e.
Warto także dopisać do osiągnięć chińskiej astronomii zanotowanie pierwszego znanego zaćmienia Słońca (22 października 2137 r. p.n.e.), pierwszego deszczu meteorów (687 r. n.e.) czy też odkrycie plam na Słońcu (28 r. p.n.e.). Chiński astronom, matematyk i wynalazca Zhang Heng skatalogował w ciągu swojego życia ponad 2500 gwiazd oraz określił 1000 konstelacji.
Grecja
Starożytni Grecy, którzy uważali astronomię za gałąź matematyki, rozwinęli ją do bardzo wysokiego poziomu. Pierwsze geometryczne, trójwymiarowe modele służące do wyjaśnienia pozornego ruchu planet były opracowywane w 4 w. p.n.e. przez Eudoksosa z Knidos i Kallippusa. Bazowały one na współśrodkowych sferach z Ziemią położoną w nieznacznej odległości od środka tych sfer. Należący do młodszego pokolenia Heraklejdes z Pontu sugerował, że Ziemia obraca się wokół swoich osi.
Odmienne podejście do zjawisk niebieskich cechowało filozofów naturalistycznych jak Platon czy Arystoteles. Byli oni bardziej zainteresowani wyjaśnieniem przyczyn ruchu w kosmosie niż matematycznymi modelami opisującymi ten ruch. W swoim dziele „Timaeus” Platon opisuje wszechświat jako sferyczną przestrzeń, w której ruch ciał niebieskich odbywa się jednostajnie i kołowo. Zakładał też, że wszechświat urządzony jest harmonijnie. Arystoteles, opierając się na matematycznym modelu Eudoksosa, zasugerował, że kosmos składa się ze skomplikowanego systemu współśrodkowych sfer, które unosiły system planet wirujących wokół Ziemi. Ten podstawowy model kosmologiczny przetrwał, w różnych postaciach, aż do szesnastego stulecia.
Grecka astronomia geometryczna wzięła swój początek od modelu koncentrycznych sfer. Z czasem opracowane zostały bardziej złożone modele, w których po niewspółśrodkowym okręgu wędrowałby środek mniejszego okręgu, zwany epicyklem, po którym dopiero krążyłaby planeta. Pierwszy taki model przypisuje się Apoloniuszowi z Pergi, późniejsze korekty i usprawnienia w nim były autorstwa Hipparchosa z Nikei, żyjącego w drugim stuleciu przed Chrystusem. Hipparchos dokonał także pierwszego pomiaru ciśnienia oraz stworzył pierwszy katalog gwiazd, w którym zaproponował stosowany współcześnie system wielkości gwiazdowych.
Prace badawcze nad astronomią, prowadzone przez starożytnych Greków, nie były ograniczone terytorialnie do samej Grecji, ale były także rozwijane w III i II stuleciu p.n.e. przez państwa hellenistyczne, zwłaszcza przez Aleksandrię. Jednakże same badania były ciągle prowadzone przez etnicznych Greków. W III w. p.n.e. Arystarch z Samos jako pierwszy opracował pełny system heliocentryczny, zaś Eratostenes, wyciągając wnioski z różnicy kątów padania promieni słonecznych w Aleksandrii i Syene oszacował, z dużą dokładnością, obwód Ziemi.
Mechanizm z Antykithiry, służący w starożytnej Grecji do obliczania pozycji planet, datuje się na 80 r. p.n.e. Uznaje się go za pierwszy przodek astronomicznych instrumentów badawczych. Został odkryty w starożytnym wraku spoczywającym w pobliżu greckiej wyspy Antikithira, pomiędzy Kithirą a Kretą. Urządzenie stało się sławne z powodu skomplikowania swojej budowy. Z początku uważano nawet, że zostało wynalezione w XVI wieku, miniaturyzacja i złożoność części jest porównywalna z 18-wiecznym zegarkiem. Oryginalny Mechanizm, a raczej jego szczątki wydobyte z dna morskiego, są wystawione w spiżowej kolekcji Narodowego Muzeum Archeologicznego w Atenach, w towarzystwie swej pełnowymiarowej repliki.
Za punkt kulminacyjny rozwoju greckiej astronomii uznaje się prace Ptolemeusza, który opracował systematyczne kompendium ówczesnej astronomii Megale Syntaxis (Wielka Synteza), lepiej znane pod swoim arabskim tytułem Almagest. Wskazania tam zawarte miały znaczący wpływ na badania astronomiczne aż do renesansu.
Indie
ha_hinduski_kal.jpg Indie mogą się pochwalić jedną z najstarszych i najlepiej udokumentowanych tradycji naukowej astronomii. Najwcześniejsze odniesienia do astronomii znajdują się w Rygwedze, datowanej na 2000 r. p.n.e. W ciągu następnych 2500 lat indyjska astronomia była ważną częścią indyjskich prac naukowych, a jej wpływ jest widoczny w kilku rozprawach z tego okresu. Niekiedy astronomiczne reguły używane były do prac związanych raczej z astrologią, np. do tworzenia horoskopów. Jednakże poza tymi drobnymi wyjątkami, astronomia w Indiach rozwijała się jako niezależna nauka, mając na swoim koncie spore osiągnięcia, jak obliczenie dat występowania zaćmień, ustalenie obwodu Ziemi, przyczynek do teorii grawitacji czy ustalenie, że Słońce jest gwiazdą i wyznaczenie ilości planet w Układzie Słonecznym.
Geometria, trygonometria i algebra były rozwijane w Indiach jako gałęzie astronomii. Indyjscy astronomowie całkiem dokładnie wyznaczyli wartość liczby π i inne stałe. Najstarszym znanym tekstem traktującym wyłącznie o astronomii jest Vedanga Jyotisha, chociaż astronomiczne odniesienia znajdują się już w dużo starszych pracach. Rygweda wspomina o 27 gwiazdozbiorach związanych z ruchami Słońca oraz o podziale nieba na 12 zodiakalnych części.
W Wedach istnieje wiele odniesień do astronomii: niektóre fragmenty wedyjskie określają początek roku jako równonoc jesienną w Orionie, tak jak było to około 4500 r. p.n.e. W indyjskich miastach z trzeciego tysiąclecia zostały znalezione ołtarze ognia o astronomicznym przeznaczeniu. Teksty, które opisują ich wygląd są ostrożnie datowane na pierwsze millenium przed Chrystusem, ale ich zawartość zdaje się być znacznie starsza.
Walmiki opisał w Ramajanie następujące zdarzenia astronomiczne: "Sri Ram urodził się w Chaitra shukla 9, kiedy Słońce było w znaku Aris, Mars w znaku Koziorożca, Jowisz - Raku, Wenus - Ryb, Saturn - Wagi, a Księżyc w znaku Bliźniąt. (6 grudnia 7560 p.n.e.) SriRam został koronowany na 25 urodziny Chaitra shukla 9, kiedy Merkury, Mars, Rahu, Jowisz, Krzyż i Waga otaczały Księżyc (30 listopada 7535 r. p.n.e.), Merkury, Mars i Rahu były w znaku Airis. Ravan został zabity w Falgun dzień bezksiężycowy (po 14 latach), kiedy Mars był w pobliżu Wagi (16 listopada 7521 r. p.n.e.). Następnego dnia był Chiatra Shukla 1, Gudhipadva (17 listopada 7521 r. p.n.e.)." Gudipadva jest ciągle obchodzony w Indiach. Od 17 listopada 7521 r. p.n.e. do 19 marca 2007 r. n.e. upłynęło 117 837 miesięcy księżycowych (3 479 786 dni).
Maharshi Vyas opisał w Mahabharacie szereg astronomicznych wydarzeń, obejmujących głównie ruchy gwiazd, łącząc je jednak z wydarzeniami ziemskimi (np. śmierć Bhishmy w Magh Shukla 8, kiedy Księżyc był w Rohini i Słońce przecięło przesilenie zimowe (22 grudnia 3009 r. p.n.e. wg kalendarza gregoriańskiego, 16 stycznia 3008 r. p.n.e. wg juliańskiego)
Yajnavalkya (około 1800 r. p.n.e.) pracował nad synchronizacją ruchów Słońca i Księżyca w 95-letni cykl. Lagadha w tekście datowanym na 1350 r. p.n.e, opisał zasady ich śledzenia oraz badał zastosowanie geometrii i trygonometrii w astronomii.
Po zwycięstwie Aleksandra Wielkiego i utworzeniu państw hellenistycznych, astronomia indyjska została poddana wpływom greckim.
Około 500 r. n.e. Aryabhata zaprezentował matematyczny system, w którym Ziemia obracała się wokół swojej osi oraz rozpatrywał ruchy planet w odniesieniu do Słońca. Jest on także autorem wiernego przybliżenia obwodu i średnicy Ziemi. Odkrył mechanizm powstawania zaćmień Słońca i Księżyca i podał promień orbit planetarnych w zależności od promienia orbity Ziemi/Słońca oraz najwcześniej odkrył, że orbity planet krążących wokół Słońca są elipsami.
Brahmagupta był kierownikiem obserwatorium astronomicznego w Ujjain. Podczas swojej prezydencji, w 628 roku, napisał słynny tekst o astronomii, Brahmasphutasiddhanta (Odsłona wszechświata). Jako pierwszy użył algebry do rozwiązania problemów astronomicznych. Rozwinął także metody obliczania ruchów i umiejscowienia różnych planet, ich wschodów, zachodów i koniunkcji oraz czasów zaćmień.
Bhaskara, pełniąc funkcję szefa tego samego obserwatorium, kontynuował matematyczne tradycje Brahmagupty. Napisał Siddhantasiromani, dzieło składające się z dwóch części: Goladhyaya (sfera) i Grahaganita (matematyka planet). Wyliczył także czas potrzebny Ziemi na okrążenie Słońca z dokładnością do 9 miejsc po przecinku. Inni ważni astronomowie indyjscy to Madhava, Nilakantha Somayaji i Jyeshtadeva, którzy byli członkami keralskiej szkoły matematycznej i astronomicznej w okresie od 14 do 16 stulecia. Uniwersytet w Nalandzie, uważany przez niektórych za jeden z historycznie najlepszych uniwersytetów, oferował kursy astronomii w ramach studiów tej dyscypliny.
Średniowiecze i astronomia arabska
Impet odkryć astronomicznych, nadany przez Greków, został szybko wyhamowany wraz z nadejściem europejskiego średniowiecza. Problemy z jakimi Europa wchodziła w tę epokę zaważyły na aktywności intelektualnej tamtych czasów. Większość astronomicznych traktatów powstałych w starożytności (zwłaszcza w Grecji) była wtedy nieosiągalna, dostępne były tylko uproszczone podsumowania i opracowania. Jedynym ambitniejszym zastosowaniem astronomii w średniowieczu było wyliczanie dokładnej daty Wielkanocy, tzw. computus.
Świat arabski pod wpływem Islamu zaczął się tymczasem szybko rozwijać. Wiele ważnych prac starożytnych greckich myślicieli zostało przetłumaczonych na arabski i było używanych do badań i przechowywanych w bibliotekach na całym terytorium państwa arabskiego. Perski astronom z IX wieku, al-Farghani, opisał szczegółowo ruch ciał niebieskich. Jego dzieło zostało przetłumaczone na łacinę w XII wieku.
ha_arabia.jpg W II poł. X wieku w pobliżu Teheranu, w Iranie, astronom al-Khujandi wybudował duże obserwatorium, w którym zaobserwował szereg przejść południkowych Słońca. Obserwacje te pozwoliły mu obliczyć nachylenie osi obrotu do płaszczyzny orbity Ziemi. W Persji, Omar Chajjam opracował wiele tablic i przedstawił projekt reformy kalendarza, który był dokładniejszy od kalendarza juliańskiego i zbliżony dokładnością do kalendarza gregoriańskiego. Niesamowitym wyczynem było wyliczenie długości roku na 365,24219858156 dnia, co jest obliczeniem właściwym aż do szóstego miejsca po przecinku.
Począwszy od roku 1100, z początkiem tzw. renesansu dwunastowiecznego, w Europie wzrosło zapotrzebowanie na wiedzę przyrodniczą. Astronomia była jedną z siedmiu sztuk wyzwolonych, a w efekcie jednym z głównych przedmiotów każdego studium generale (średniowiecznych uniwersytetów). Modelem najchętniej rozważanym w średniowieczu był zaczerpnięty od Greków model geocentryczny, w którym kulista Ziemia umiejscowiona była w centrum Wszechświata, ze Słońcem, Księżycem i planetami umieszczonymi w swoich koncentrycznych sferach. Stałe gwiazdy wypełniały najdalszą część nieboskłonu.
W XIV wieku Mikołaj Oresme, późniejszy biskup Liseux, stwierdził, że zarówno przesłanki biblijne, jak i doświadczenie i obserwacja nie dostarczają dowodu, że obraca się niebo, a nieruchoma jest Ziemia. Jednakże, jak konkludował: „każdy twierdzi swoje i sądzę, że to niebiosa się ruszają, nie Ziemia. Przecież Bóg ustanowił świat, który nie będzie się poruszał.” W XV stuleciu kardynał Mikołaj z Kuzy sugerował w niektórych swoich opracowaniach, że Ziemia obraca się wokół Słońca oraz że każda gwiazda jest tak naprawdę odległym słońcem. Jednakże, nie poparł on swoich domysłów dowodami sprawdzalnymi naukowo.
Cywilizacje mezoamerykańskie
Kodeks Maja—Tzental zawierał szczegółowe tabele służące do wyliczania faz księżyca, powtarzalności zaćmień oraz wschodów i zachodów Wenus na nieboskłonie jako Gwiazdy Porannej i Gwiazdy Wieczornej. Szereg ważnych budowli Majów jest usytuowanych ku krańcowym punktom wschodów i zachodów tego ciała niebieskiego. Dla starożytnych Majów Wenus była patronką wojny i uznaje się, że wiele ich bitew zostało zsynchronizowanych czasowo z ruchami tej planety. We wczesnej mitologii i astronomicznych kronikach wspomniany jest także Mars.
Mimo że kalendarz Majów nie był powiązany z ruchami Słońca, John Teeple zasugerował, że Majowie wyliczyli rok zwrotnikowy z nieco większą dokładnością niż miało to miejsce w przypadku kalendarza gregoriańskiego. Zarówno astronomia, jak i skomplikowany schemat do mierzenia czasu były istotnie ważnymi elementami religii Majów.
Przewrót kopernikański
Renesans w astronomii otworzyły prace Mikołaja Kopernika, który zaproponował heliocentryczny system, w którym planety krążyły wokół Słońca, a nie wokół Ziemi. Jego dzieło „O obrotach sfer niebieskich” zawierało pełne matematyczne omówienie tej teorii przy użyciu technik geometrycznych, które były tradycyjnie stosowane w astronomii aż do czasów Ptolemeusza. Jego prace zostały później obronione przed narastającą krytyką, poszerzone i zmodyfikowane przez Galileusza i Keplera.
galileusz.jpg Galileusz jako jeden z pierwszych używał teleskopu do obserwacji nieba, a po skonstruowaniu teleskopu soczewkowego o 20-krotnym powiększeniu, w 1610 roku odkrył cztery największe księżyce Jowisza. Były to pierwsze obserwacje satelitów krążących wokół innych planet. Galileusz odkrył także kratery na Księżycu i jako pierwszy w Europie odkrył (i prawidłowo wyjaśnił) zjawisko plam słonecznych. Zauważył także fazy Wenus, przypominające fazy księżycowe. Galileusz utrzymywał, że te spostrzeżenia potwierdzają system kopernikański i są do pewnego stopnia sprzeczne z dotychczas obowiązującym systemem geocentrycznym z Ziemią jako środkiem kosmosu.
Połączenie fizyki i astronomii
ha_tablice.jpg Pierwszej próby oceny ruchów ciał niebieskich z punktu widzenia ówcześnie rozumianej fizyki dokonał Arystoteles, wprowadzając w swojej Metafizyce poruszycieli czy też piąty element w „O niebie”. W czasach nowożytnych Johannes Kepler jako pierwszy próbował wyprowadzić matematyczne wzory normujące ruch ciał niebieskich. Bardzo dokładne obserwacje dokonane przez Tychona Brahego, umożliwiły Keplerowi odkrycie trzech praw ruchu planet, które teraz noszą jego imię.
Izaak Newton odkrył prawo powszechnego ciążenia, co jeszcze ściślej powiązało fizykę z astronomią. Zakładając, że ta sama siła, która przyciąga przedmioty do powierzchni ziemi, utrzymuje Księżyc na orbicie ziemskiej, Newton mógł wyjaśnić – w ramach jednej teorii – wszystkie znane zjawiska grawitacyjne. W swojej rozprawie Philosophiae Naturalis Principia Mathematica wyprowadził prawa Keplera z pojęć pierwotnych. Teoretyczne badania Newtona dały solidne podwaliny pod rozwój współczesnej fizyki.
Współczesna astronomia
W końcu XIX wieku odkryto, że podczas rozpraszania światła słonecznego można zaobserwować szereg linii spektralnych (ciemnych lub jasnych linii w jednolitym, ciągłym widmie). Eksperymenty z gorącymi gazami pokazały, że te same linie można zaobserwować w widmach gazów. Zostało udowodnione, że chemiczne pierwiastki, które zostały znalezione na Słońcu (głównie wodór i hel), znajdowały się kiedyś także na Ziemi. W XX wieku spektometria (nauka zajmująca się m. in. wspomnianymi widmami) zanotowała spore postępy, głównie z powodu pojawienia się fizyki kwantowej, która była niezbędna do poprawnej interpretacji obserwacji.
W poprzednich stuleciach wybitni astronomowie byli wyłącznie mężczyznami. Na przełomie XIX i XX wieku kobiety zaczęły odnotowywać pierwsze sukcesy i brać udział w ważnych odkryciach. W okresie przed wprowadzeniem maszyn liczących, kobiety w obserwatorium Marynarki Wojennej USA (USNO), na uniwersytecie Hardvarda i innych instytucjach zajmujących się badaniami astronomicznymi często pracowały jako „ludzkie komputery”, wykonując żmudne obliczenia, podczas gdy naukowcy prowadzili badania wymagające większej wiedzy specjalistycznej. Szereg odkryć tego okresu było początkowo zauważanych przez kobiece „komputery”, które zwracały na nie uwagę swoim przełożonym. Na przykład Henrietta Swan Leavitt odkryła zależność zmieniającej się okresowo jasności gwiazd zmiennych Cefeid, Annie Jump Cannon uporządkowała gwiezdny typ widmowy według temperatury gwiazd, zaś Mariam Mitchell jako pierwsza odkryła kometę przy pomocy teleskopu. Niektóre z tych kobiet nie zyskały uznania za życia z powodu niskiego statusu ich profesji. I pomimo tego, że ich odkrycia są dziś nauczane w wielu miejscach na świecie, wciąż niewielu studentów astronomii może je przypisać właściwym autorom.
Kosmologia i ekspansja wszechświata
Większość naszej obecnej wiedzy została zdobyta w XX wieku. Dzięki powstaniu i rozwojowi fotografii można było zaobserwować słabiej świecące obiekty. Nasze Słońce okazało się być częścią galaktyki złożonej z więcej niż 4 * 1011 gwiazd (400 miliardów gwiazd). Istnienie innych galaktyk, jeden z przedmiotów Wielkiej Debaty, ustalił Edwin Hubble, który zidentyfikował Wielką Mgławicę w Andromedzie jako osobną galaktykę.
Kosmologia, dziedzina mająca wiele punktów wspólnych z astronomią, zanotowała spory postęp w ciągu XX stulecia. Jej głównym osiągnięciem jest model Wielkiego Wybuchu, poparty dowodami dostarczonymi przez astronomię i fizykę, takimi jak przesunięcie ku czerwieni bardzo odległych galaktyk i źródeł fal radiowych, mikrofalowe promieniowanie tła, prawo Hubble’a czy pierwotna nukleosynteza.
Nowe pola rozwoju astronomii
Pod koniec XIX wieku naukowcy odkryli formy światła niewidoczne dla gołego oka: promieniowanie X, promieniowanie gamma, fale radiowe, mikrofale, promieniowanie ultrafioletowe i podczerwone. Miało to duży wpływ na astronomię, umożliwiając powstanie takich dziedzin tej nauki jak astronomia podczerwona, radioastronomia, astronomia rentgenowska czy wreszcie astronomia promieniowania gamma. Z nadejściem spektroskopii dowiedziono, że inne gwiazdy są dość podobne do naszego Słońca, różnią się zakresem temperatur, mas i rozmiarów. Istnienie naszej galaktyki, Drogi Mlecznej, jako odrębnej grupy gwiazd zostało udowodnione w XX wieku, razem z istnieniem „zewnętrznych” galaktyk i, wkrótce później, ekspansji kosmosu widocznej jako oddalanie się innych galaktyk od naszej.
GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA |
