Mgławica Kraba – pozostałość po supernowej. Zdjęcia z kosmicznego teleskopu Hubble’a.

Astronomia (gr. ἀστρονομία astronomía) – nauka przyrodnicza zajmująca się badaniem ciał niebieskich (np. gwiazd, planet, komet, mgławic, gromad i galaktyk) oraz zjawisk, które zachodzą poza Ziemią, jak również tych, które oddziałują w jej atmosferze, wnętrzu lub na powierzchni, a są pochodzenia pozaplanetarnego (np. neutrina, wtórne promieniowanie kosmiczne). Skoncentrowana jest na fizyce, chemii, meteorologii i ruchu ciał niebieskich, zajmuje się także powstaniem i rozwojem (ewolucją) Wszechświata.

Astronomia jest jedną z najstarszych nauk. Kultury prehistoryczne pozostawiły astronomiczne artefakty, takie jak egipskie piramidy, czy Stonehenge. Cywilizacje, takie jak: Babilończycy, Grecy, Chińczycy, Hindusi i Majowie wykonywali metodyczne obserwacje nocnego nieba. Jednakże dopiero wynalezienie teleskopu sprawiło, że astronomia była w stanie przekształcić się w nowoczesną naukę. Historycznie w astronomię włączano tak różne dyscypliny, jak astrometria, astronawigacja, astronomia obserwacyjna, tworzenie kalendarzy, a nawet astrologia. Obecnie pojęcie profesjonalnej astronomii jest niemal tożsame z pojęciem astrofizyki.

W XX wieku w dziedzinie astronomii nastąpił podział na oddziały obserwacyjne i teoretyczne. Astronomia obserwacyjna koncentruje się na pozyskiwaniu danych z obserwacji ciał niebieskich, które są następnie analizowane przy użyciu podstawowych zasad fizyki. Astronomia teoretyczna jest zorientowana na rozwój przy pomocy komputerów i modeli analitycznych do opisu zjawisk i obiektów astronomicznych. Te dwie dziedziny wzajemnie się uzupełniają, astronomia teoretyczna stara się wyjaśnić wyniki obserwacji, a dane obserwacyjne służą do weryfikacji modeli teoretycznych.

Astronomowie-amatorzy przyczynili się do wielu ważnych odkryć astronomicznych, a astronomia jest jedną z niewielu nauk, gdzie amatorzy mogą nadal odgrywać aktywną rolę, zwłaszcza w dziedzinie odkrywania i obserwacji zjawisk przejściowych.

Astronomii nie należy mylić z astrologią, która jest pseudonaukowym systemem przekonań utrzymującym, że sprawy ludzkie są skorelowane z pozycjami ciał niebieskich. Mimo że obie dziedziny mają wspólne pochodzenie i część metod (np. wykorzystywanie efemeryd), są to odrębne pojęcia.

Leksykologia[ | edytuj kod]

Astronomia (z greckich słów: ἄστρον ástron ‘gwiazda’ i νόμος nómos ‘prawo’ lub ‘kultura’) to termin, oznaczający dosłownie „prawa gwiazd” lub „kulturę z gwiazd”, w zależności od tłumaczenia.

Stosowanie terminów „astronomia” i „astrofizyka”[ | edytuj kod]

Określenia „astronomia” i „astrofizyka” (z gr. φύσις 'przyroda') mogą być używane w odniesieniu do tego tematu wymiennie. W oparciu o ścisłe definicje słownikowe termin astronomia odnosi się do badania ciał niebieskich, ich położenia, właściwości fizycznych i chemicznych, a astrofizyka do działu astronomii związanego z badaniem procesów fizycznych, budową i prawami rządzącymi obiektami astronomicznymi oraz ich dynamiką i oddziaływaniem. Rozróżnienie tych dwóch podejść z powodów historycznych uwidocznione jest, na przykład, w nazwach czasopism. Jeden z wiodących periodyków naukowych w tej dziedzinie to czasopismo europejskie „Astronomy & Astrophysics”, w USA wydawane są osobno czasopisma „Astronomical Journal” i „Astrophysical Journal”. Odkąd większość współczesnych badań astronomicznych mocno związana jest z fizyką te pojęcia stosowane są wymiennie.

Historia[ | edytuj kod]

Mapa nieba z XVII wieku, sporządzona przez holenderskiego kartografa Frederika de Wita

Ferdinand Verbiest, nadworny astronom cesarza Chin

W dawnych czasach astronomia obejmowała jedynie obserwacje i przewidywania zachowań obiektów widocznych gołym okiem. Istnieją przypuszczenia, że już w paleolicie, kiedy powstawały malowidła jaskiniowe, część z nich mogła dotyczyć obiektów astronomicznych, np. Plejad czy prezentacji 29 dniowego cyklu faz Księżyca. W niektórych miejscach, takich jak Stonehenge, wczesne kultury budowały ogromne artefakty, które prawdopodobnie miały astronomiczny cel. Oprócz zastosowań rytualnych były to obserwatoria pomagające m.in. wyznaczyć długość roku, co umożliwiało zwiększenie wydajności upraw.

 Osobny artykuł: Archeoastronomia.

Przed wynalezieniem narzędzi, takich jak teleskop, badania gwiazd musiały być prowadzone jedynie przy pomocy gołego oka. W rozwiniętych cywilizacjach, zwłaszcza w Mezopotamii, Chinach, Egipcie, Grecji, Indiach i Ameryce Środkowej, budowano pierwsze obserwatoria i badano poglądy na temat natury Wszechświata. Większość wczesnych obserwacji astronomicznych faktycznie służyła sporządzaniu katalogów gwiazd i planet, co obecnie jest przedmiotem zainteresowań astrometrii. Z tych obserwacji wywnioskowano ruch planet i sformułowano pierwsze filozoficzne wnioski. Ziemia była uważana za centrum Wszechświata, a wokół niej krążyć miały: Księżyc, Słońce i planety otoczone sferą gwiazd. Teoria ta znana jest jako geocentryczny model Wszechświata.

Szczególnie ważnym dla wczesnego rozwoju był początek astronomii matematycznej i naukowej (zapoczątkowanych przez Babilończyków), które stały się podstawą dla wielu innych cywilizacji. Babilończycy odkryli również cykliczność zaćmień księżycowych zwaną saros.

Grecki równikowy zegar słoneczny z III lub II wieku p.n.e.

Po Babilończykach znaczne postępy w astronomii poczyniono w starożytnej Grecji i świecie helleńskim. Grecka astronomia od początku charakteryzowała się dążeniem do racjonalnego fizycznego wyjaśnienia zjawisk niebieskich. W III wieku p.n.e., Arystarch z Samos posługując się metodą geometryczną, wyliczył względne rozmiary i wzajemne odległości Słońca, Ziemi i Księżyca. Był także pierwszym, który zaproponował heliocentryczny model Układu Słonecznego. W II wieku p.n.e. Hipparchos z Nikei odkrył precesję, obliczając wielkość i odległość Księżyca oraz skonstruował pierwsze znane astronomiczne urządzenie – astrolabium. Hipparch stworzył również kompleksowy katalog 1020 gwiazd zawierający ich pozycje i oceny blasku. Większość nazw konstelacji północnej półkuli zaczerpnięto z greckiej astronomii. Mechanizm z Antykithiry (ok. 150–80 p.n.e.) był jednym z pierwszych narzędzi przeznaczonych do obliczania położenia pozycji Słońca, Księżyca i planet na dany dzień. Urządzenia o podobnym stopniu skomplikowania nie pojawiły się aż do XIV wieku, gdy w Europie skonstruowano zegar astronomiczny.

W średniowiecznej Europie rozwój astronomii uległ zastojowi co najmniej do XIII wieku. W tym okresie nastąpił jednak jej rozkwit w świecie islamu i innych częściach świata. Pierwsze obserwatoria astronomiczne na obszarze muzułmańskim powstały na początku IX wieku. W roku 964 została odkryta przez perskiego astronoma Al Sufiego i po raz pierwszy opisana w jego Księdze gwiazd stałych Galaktyka Andromedy, najbliższa galaktyka Drogi Mlecznej. SN 1006 – najjaśniejsza zarejestrowana w historii supernowa została zaobserwowana przez egipsko-arabskiego astronoma Aliego ibn Ridwana w roku 1006. Wzmianki o niej znajdują się również w kronikach chińskich z tego okresu. Astronomowie wprowadzili wiele do dziś stosowanych arabskich słów do nazewnictwa gwiazd. Uważa się, że obserwatoria astronomiczne mieściły się również w ruinach Wielkiego Zimbabwe i w Timbuktu. Według Europejczyków w przedkolonialnej Czarnej Afryce nie prowadzono obserwacji astronomicznych, ale nowoczesne odkrycia dowodzą inaczej.

W starożytności nie występowało rozróżnienie pomiędzy astronomią a astrologią. Astrologia była wówczas wyżej ceniona jako nauka, astronomia była jedynie jej nauką pomocniczą. Dopiero usunięcie w XVIII wieku katedr astrologii na uniwersytetach zepchnęło ją do roli gazetowej pseudonauki.

Rewolucja naukowa[ | edytuj kod]

Szkice i obserwacje Galileusza wykazały, że powierzchnia Księżyca jest górzysta.

W okresie renesansu Mikołaj Kopernik zaproponował heliocentryczny model Układu Słonecznego (choć stworzył go już w starożytności Arystarch z Samos). Jego teoria została później obroniona, rozszerzona i poprawiona przez Galileusza i Johannesa Keplera. Ten pierwszy zrewolucjonizował obserwacje: używał teleskopu i systematycznie stosował metodę doświadczalną w badaniu zjawisk przyrody, a swoje obserwacje astronomiczne skrupulatnie szkicował i opisywał. Kepler natomiast jako pierwszy w prawidłowy sposób opisał ruch ciał niebieskich wokół Słońca. Stwierdził, że planety poruszają się po eliptycznych orbitach, a nie kołowych, jak dotąd sądzono. Nie udało mu się jednak sformułować właściwej teorii na podstawie swoich zapisków. Dopiero Isaac Newton przedstawił prawo powszechnego ciążenia oraz prawa ruchu pozwalające ostatecznie wyjaśnić ruchy ciał niebieskich. Skonstruował również teleskop zwierciadlany.

Dalsze odkrycia szły w parze z poprawą jakości i wielkości teleskopów. Bardziej obszerne katalogi gwiazd były sporządzane przez Nicolasa-Louisa de Lacaille. Z kolei William Herschel sporządził szczegółowy katalog mgławic i gromad, a w roku 1781 odkrył Urana, pierwszą nową planetę. W 1838 Bessel po raz pierwszy zmierzył odległość do innej gwiazdy – 61 Cygni, przy pomocy paralaksy.

W XVIII–XIX wieku zwrócenie uwagi przez Eulera, Clairauta i D’Alemberta na problem trzech ciał pozwoliło dokładniej prognozować ruch Księżyca i planet. Ich praca rozwijana później przez Lagrange’a i Laplace’a pozwoliła również szacować masę tych obiektów na podstawie ich perturbacji.

Znaczący postęp w astronomii nastąpił wraz z wprowadzeniem nowych technologii, w tym spektroskopu i fotografii. W latach 1814–1815 Fraunhofer odkrył około 600 linii absorpcyjnych Słońca, nazwanych później na jego cześć. Inne gwiazdy okazały się podobne do Słońca, różniły się rozmiarami, temperaturami i masą.

Istnienie Drogi Mlecznej jako oddzielnej grupy gwiazd stwierdzono w XX wieku wraz z odkryciem innych galaktyk. Wkrótce po tym dowiedziono, że Wszechświat się rozszerza, a większość galaktyk oddala się od Drogi Mlecznej. Odkryto również wiele egzotycznych obiektów, takich jak: kwazary, pulsary, blazary i galaktyki radiowe. Obserwacje tych obiektów wykorzystano do opracowania teorii fizycznych oraz opisów innych zjawisk takich jak czarne dziury czy gwiazdy neutronowe. Dużego postępu w XX wieku dokonała kosmologia fizyczna. Powszechnie przyjęto Teorię Wielkiego Wybuchu silnie wspieraną przez dowody dostarczane przez astronomów i fizyków, takie jak kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła czy prawo Hubble’a.