Астрономия

Астрономия (көне грекше: ἄστρον «жұлдыз» + νόμος (номос), «заң» ) — ғарыштық денелердің құрылысы, дамуы, олар құрайтын ғарыштық жүйелер және тұтас ғалам туралы ғылым. Астрономия ғарыш кеңістігіндегі жекелеген денелерді немесе денелер жүйелерін, олардың құрылысын, пайда болуын және динамикасын, сондай-ақ, оларда болып жатқан құбылыстарды зерттейді. Аспан денелеріне жұлдыздар (соның бірі - Күн), планеталар (соның бірі - Жер), планеталардың серіктері: мысалы, Жер серігі - Ай, сондай-ақ кометалар, метеориттер жатады. Сондай-ақ, ғаламшараралық , жұлдызаралық ортаны, пульсарларды, қара құрдымдарды, тұмандықтарды, галактикаларды, квазарларды және тағы да басқа ғарыш объекттерін зерттейді.

Омега Небула, Хаббл телескопымен түсірілген сурет

Астрономияның зерттеу бағыттары

Күн жүйесі

Қазіргі заманғы астрономия аспан денелерін зерттеудің тәсіліне қарай бірнеше бөлімге бөлінеді. Астрометрияда аспан объектілерінің орындары мен қозғалысы анықталады, Жердің айналу заңдылықтары зерттеліп, астрономиялық тұрақты шамалардың мәндері анықталады. Сфералық астрономияда аспан нысандарының орны мен қозғалысы математикалық тәсілдермен анықталады. Ал тәжірибелік астрономияда бұрыш өлшейтін аспаптардың жаңа теориялары жасалып, уақытты, географиялық координаттарды (бойлық пен ендікті), белгілі бір бағыттағы азимуттарды анықтау әдістері жүйеленеді. Аспан механикасында бүкіләлемдік тартылыс күшінің әсерінен болатын аспан денелерінің, соның ішінде жасанды денелердің қозғалысы, сондай-ақ аспан денелерінің тепе-теңдік жағдайы зерттеледі. Жұлдыздық астрономияда біздің Галактиканы (Жұлдызаралды) құрайтын жұлдыздар жүйесі, ал галактика сырты астрономиясында басқа галактикалар және олардың жүйелері қарастырылады. Құрамына астрофотометрия, астроспектроскопия, т.б. бөлімдер енетін астрофизика аспан денелерінде, олардың жүйелерінде және ғарыштық кеңістікте болып жататын физикалық құбылыстар мен химиялық процестерді зерттейді. Радиоастрономияда ғарыштан келген радиотолқындардың қасиеттері және олардың кеңістікте таралуы зерттеледі. Жердің жасанды серіктері, ғарыштық кемелер мен ғарыштық телескоптардың (мысалы, америкалық «Хаббл» телескопы) жасалуы астрономиялық зерттеулерді атмосферадан тыс жүргізуге жол ашты. Космогонияда жеке аспан денелерінің, сондай-ақ олардың жүйелерінің, атап айтқанда Күн жүйесінің пайда болу мәселелері, ал космологиядағы жалпы Ғаламның құрылысы мен заңдылықтары қарастырылады.

Астрономияның негізгі бөлімдері

Қазіргі астрономияның зерттеу ауқымы кеңейіп, көпсалалы ғылымға айналды. Қазіргі астрономия келесі бағыттарға бөлінген:

• Астрометрия 
• Теоретикалық астрономия
• Аспан механикасы
• Астрофизика - Астрономия нысандарын (объектілерін) физикалық әдістермен зерттейтін ғылым саласы - астрофизика деп аталады.
• Жұлдыз астрономиясы
• Космохимия
• Космогония
• Космология

XX ғасырдың екінші жартысында көне астрономиялық зерттеулерді, ежелгі астрономиялық құрылыстарды зерттейтін археоастрономия ғылымы қалыптасты.

Астрономияның даму тарихы

Астрономия - табиғат туралы көне ғылымдардың бірі. Оның дамуына ертедегі адамдардың тұрмыс тіршілігіне байланысты қажеттілік әсер етті. Ол кезде уақытты, бағыт-бағдарды дәл көрсететін құралдар мен жабдықтар болмаған. Сондықтан да адамдар Күн мен Айға, аспандағы жұлдыздарға қарап жыл мерзімі мен уақытты айыратын болған. Ал мұндай жұмыс аспан денелерінің қозғалысын үнемі бақылап отыруды талап етті. Аспан денелерінің қозғалысын бақылау қажеттігінен туындаған ежелгі құрылыстардың орны Қазақстанда көптеп кездеседі. Сөйтіп практикалық қажеттілік астрономия ғылымының тууына ең басты түрткі болды.

Шығыс халықтарында біздің заманымыздан б.з.б. 6-шы ғ-дың өзінде-ақ алғашқы астрономиялық түсініктер пайда болған. Ежелгі Қытай мен Вавилонда негізгі уақыт бірлігінен басқа, экватордың эклиптикаға көлбеулігі, Күн мен Ай тұтылуының қайталану периоды (сарос) белгілі еді. Грекияда Жердің шар тәрізділігі туралы ілім қалыптасты.

Қытай астрономы, 1675 ж. салынған сурет

Шығыс халықтарында б.з.б. 6 ғасырдың өзінде-ақ алғашқы астрономиялық түсініктер пайда болған. Ежелгі Қытай мен Вавилонда негізгі уақыт бірлігінен басқа, экватордың эклиптикаға көлбеулігі, Күн мен Ай тұтылуының қайталану периоды (сарос) белгілі еді. Грекияда Жердің шар тәрізділігі туралы ілім қалыптасты. Ежелгі қазақ даласын мекендеген халық жұлдыздар мен шоқжұлдыздардың орны бойынша жыл мезгілдері мен жер тараптарын айыра білген. Іле өзенінің орта ағысындағы Малайсары адырының батыс тұсынан б.з.б 5 ғасырда жарты сақина түріндегі тастардан қаланған қорған табылған. Орыс ғалымы П.И.Мариковскийдің зерттеуінше батыс және шығыс тұстардағы екі қорған арасындағы тік сызық жазғы күн тоқырауы, солтүстік және шығыс қорғандар арасындағы тік сызық қысқы күн тоқырауы сәтіндегі көкжиектен көрініс бере бастаған Күн сәулесінің жолын көрсетеді. Орталық Қазақстандағы Толағай тауының маңындағы қорғанның оңтүстік және солтүстік үштағандарының ұшында қосымша үйілген тас қорғандар арқылы жыл мезгілдерінің басталуы, Ай мен жұлдыздардың тоғысулары анықталып отырған. Б.з.б. 4 ғасырда Қытайдың тұңғыш жұлдыө каталогы (тізімі) жасалды. Сол ғасырда Ежелгі Грекияда Аристотель дүние құрылысының жалпы жүйесін жасаған, оның орталығы Жер деп есептеген. Б.з.б. 3 ғасырда Александрия ғалымы Эратосфен Жердің мөлшерін анықтаған. Б.з.б. 2 ғасырда Гиппарх Жер дүниенің ортасында қозғалмай тұрады деп есептеп, планеталардың қозғалу теориясын жасаған. Ол 1022 жұлдыздың каталогын ұсынды.

Әлемнің геоцентрлік жүйесі'

Астрономияның алғашқы жетістіктерін б.д. ІІ ғасырда Александрия астрономы Клавдий Птоломей қорытындылады. Ол жасаған дүниенің геоцентрлік жүйесі бойынша қозғалмайтын Жерді айнала Ай, Меркурий, Шолпан, Күн, Марс, Юпитер, Сатурн мен «жылжымайтын жұлдыздар сферасы» қозғалып жүретін болды. Көптеген ғасырлар бойына шіркеу дүниенің геоцентрлік жүйесін қолдап келді, өйткені шіркеу оқуының өзінде Жер «Ғаламның орталығы» болып саналды. Птоломейдің дүние жүйесі Ғаламның құрылымы жөніндегі мүлдем қате түсінікке негізделгенімен , қанше дегенмен де ол аспан шырақтарының көрінерлік қозғалысының көптеген ерекшеліктерін, соның ішінде ғаламшарлардың тұзақ тәрізді қозғалысының мәнісін түсіндірді. Бұған Птоломей әрбір ғаламшардың қозғалысын бірнеше бірқалыпты қозғалыстар үйлесімі ретінде қарастыра отырып, көз жеткізді. Мысалы, ғаламшар Жерді айнала қозғалып қана қоймайды, оның өзі де Жерді айнала қозғалатын нүктенің маңайында қозғалады деп есептелді. Птоломей жасаған кестелер аспандағы ғаламшардың орындарын алдын ала анықтауға мүмкіндік туғызды. Бірақ уақыт өте келе астрономдар бақыланып отырған ғаламшардың орындары мен оның алдын ала есептелген орындарында айырмашылық бар екенін байқады. Ғасырлар бойы астрономдар Птоломейдің жүйесі қажетті деңгейге дейін жетілмеген деп, оны жетілдіре түсу жолында әрбір ғаламшар үшін дөңгелектік қозғалыстардың жаңа үйлесімдерін енгізді. 9 ғасырда Халиф Мамунның нұсқауы бойынша Бағдат маңындағы Жер меридианы доғасының ұзындығы өлшенген. 11 ғасырда Әбу Райхан әл-Бируни Жердің қозғалуы мүмкін деген идея айтқан. 13 ғасырда Әбу Жафар ат-Туси Оңтүстік Әзірбайжанда обсерватория салдырып, планеталар қозғалысының жаңа кестесін жасады. Осы ғасырда Пекинде де обсерватория салынды. 1428-29ж. Ұлықбек Самарқанда салдырған обсерваториясын үлкен мәрмәр секстантпен жабдықтатып, 1019 жұлдыздың каталогын және планеталар қозғалысының кестесін түзді.

Дүниенің гелиоцентрлік жүйесі

Өзінің дүние жүйесі туралы поляктың ұлы астрономы Николай Коперник (1473-1543) ол өзі қайтыс болған жылы жарық көрген «Аспан сферасының айнала қозғалысы жөнінде» деген еңбегінде жазған еді. Оның ілімі бойынша, дүние орталығынде Жер емес, Күн тұр. Жерді айнала Ай ғана қозғалып жүреді. Жердің өзі Күннен қашықтығы бойынша (Меркурий мен Шолпаннан кейін) үшінші ғаламшар болып саналады. Ол Күнді айнала және өз осінен айналады. Жер орбитасының сыртында Марстың, Юпитердіңжәне Сатурнның орбиталары орналасқан. Коперник «жылжымайтын жұлдыздар сферасын» Күннен өте қашыққа орналастырды. Коперник ұсынған дүние жүйесі гелоиоцентрлік деп аталды. Ол ғаламшарлардың тұзақ тәрізді қозғалысын біздің Күнді айнала қозғалатын ғаламшарларды қозғалмайтын Жерден емес өзі де Күнді айнала қозғалатын Жерден бақылайтындығымыздан бізге солай көрінеді деп қарапайым және табиғи түрде түсіндірді. Коперник астрономияда алғаш рет Күн жүйесі құрылымының схемасын құрып қана қоймай , сонымен бірге ғаламшарлардың Күннен салыстырмалы қашықтықтарын (Жердің Күннен қашықтық бірлігімен көрсете отырып) анықтады және олардың Күнді айналып шығу периодын есептеп шығарды.

Гелиоцентрлік дүниетанымның қалыптасуы

Коперниктің ілімі бір дегеннен мойындалып қабылданған жоқ. Мысалы, 1600 жылы инквизицияның үкімімен Римде Италияның ұлы философы, Коперниктің ізін қуушы Джордано Бруно (1548-1600) өртелді. Бруно Коперниктің ілімін дамыта отырып, Ғаламда центр жоқ және болуы мүмкін емес, ал Күн - бұл Күн жүйесінің ғана орталығы деп пайымдады. Ол сондай-ақ жұлдыздар - біздің Күн сияқты басқа жүйедегі «Күндер», сонымен бірге сансыз жұлдыздарды айнала ғаламшарлар айналып жүреді, олардың көпшілігінде саналы өмір бар деген данышпан ой-болжам жасады. Инквизицияның ешқандай от-жалыны Джордано Бруноның жігерін жасыта алмады, оны жаңа ілімінен бас тартқыза алмады.

1609 жылы Галилео Галилей (1564-1642) тұңғыш рет телескопты аспанға бағыттап, Коперниктің ілімін көрнекі түрде дәлелдейтін жаңалық ашты. Ай бетінен ол тауларды көрді. Айдың беті Жер бетіне біршама ұқсас және «Жер» мен «аспан» арасында принциптілік айырмашылық жоқ. Галилей Юпитердің төрт серігін ашты. Олардың Юпитерді айнала қозғалысы аспан денелері қозғалысының орталығы тек Жер болуы керек деген қате түсінікті жоққа шығарды. Галилей Шолпанның да Ай сияқты өз фазаларын өзгертетінін байқады.Шолпан - Күннің сәулесіне шағылысып жарық шығаратын шар тәрізді дене. Шолпан көрінісі өзгерістерінің ерекшеліктерін зерттей келе, Галилей ол Жерді ғана емес, Күнді де айнала қозғалады деген дұрыс тұжырым жасады. «Аспан тазалығын» көрсететін Күн бетінен Галилей дақтарды көрді, оларды бақылай жүріп, Күннің өз осінен айналатынын анықтады. Ендеше, әр түрлі аспан денелеріне, мысалы, Күнге, осьтік айналу тән екен. Ақырында ол, Құс жолы - жай көзбен ажыратуға келмейтін мың-сан көмескі жұлдыздар екенін анықтады. Олай болса, Ғалам ертеде ойлағандағыдан әлдеқайда ғаламат екен, ал ол кішкентай Жерді айнала бір тәулік ішінде толық айналым жасап шығады деп болжау мейлінше аңғырт түсінік еді. Галилейдің ашқан жаңалықтары дүниенің гелиоцентрлік жүйесін қолдаушылардың санын көбейтті және сонымен қатар шіркеуді коперникшілдерді қудалауын күшейтуге мәжбүр етті. 1616 жылы Коперниктің «Аспан сферасының айнала қозғалысы жөнінде» атты кітабы оқуға тыйым салынған кітаптар тізіміне енгізілді, ал ондағы ілім Қасиетті Жазбаға қайшы келеді деп жарияланды. Галилейге Коперниктің ілімін насихаттауға тыйым салынды. Солай бола тұрса да 1632 жылы оған өзінің «Дүниенің екі ең басты жүйелері - Птоломей және Коперник жүйелері жөніндегі диалог» атты кітабын жариялаудың мүмкіндігі туды, онда ол гелиоцентрлік жүйенің ақиқаттығын нанымды көрсете білді, сөйтіп ол католиктік шіркеудің оған деген ашу-ызасын күшейтіп алды. 1633 жылы Галилей инквизиция сотының алдына шақырылды. Жасы келген ғалымды өзінің көзқарасынан «бас тартуға» қол қоюға мәжбүр етті және өмірінің соңына дейін инквизицияның бақылауында ұстады. Тек 1992 жылы ғана католиктік шіркеу Галилейді біржолата ақтады.

Бруноның қазасы, Коперник іліміне ресми тыйым салыну, Галилейдің сот алдында тұруы коперникандықтың таралуын тоқтата алмады. Австрияда Иоганн Кеплер (1571-1630) ғаламшарлардың қозғалу заңдарын аша отырып, Коперниктің ілімін дамытты. Ежелгі уақыттан бері аспан денелері «идеал қисық» - шеңбер бойымен қозғалады деп есептеліп келді. Коперниктің теориясында да айнала қозғалу күмән туғызған жоқ.17 ғасырда аспан денелерінің орбиталары шын мәнінде шеңберден өзгеше екені анықталды. Бұл маңызды жаңалықты Иоганн Кеплер ашты. Англияда Исаак Ньютон (1643-1727) өзінің әйгілі бүкіләлемдік тартылыс заңын жариялады. Ресейде Шолпан атмосферасының бар екенін ашқан М.В.Ломоносов (1711-1765) Коперниктің ілімін батыл қолдады, тіршілік әлемдері көп екені жөніндегі идеяны қоғады және өзінің мазмұны терең өлеңдерінде геоцентрлікті жақтаушыларды мұқатты.

1755 ж. И.Кант және 1776 ж. П.Лаплас Күн жүйесінің пайда болуы туралы алғашқы гипотезаны ұсынған болатын. 19 ғасырдың ортасынан аспан физикалық табиғаты жүйелі түрде зерттеле бастады.

Астрономияның қалыптасуының қысқаша хронологиясы

• Б.з.б.4 ғасырда Қытайда тұңғыш жұлдыз каталогы (тізімі) жасалды. Сол ғасырда Ежелгі Грекияда Аристотель дүние құрылысының жалпы жүйесін жасаған, оның орталығы Жер деп есептеген.
• Б.з.б.3 ғасырда Александрия ғалымы Эратосфен Жердің мөлшерін анықтаған.
• Б.з.б.2 ғасырда Гиппарх Жер дүниенің ортасында қозғалмай тұрады деп есептеп, планеталардың қозғалу теориясын жасаған. Ол 1022 жұлдыздың каталогын ұсынды. Ежелгі қазақ даласын мекендеген халық жұлдыздар мен шоқжұлдыздардың орны бойынша жыл мезгілдері мен жер тараптарын айыра білген.
• 9-шы ғасырда Халиф Мамунның нұсқауы бойынша Бағдат маңындағы Жер меридианы доғасының ұзындығы өлшенген.
• 11 ғасырда Бируни Жердің қозғалуы мүмкін деген идея айтқан.
• 13 ғасырда ат-Туси Оңтүстік Әзербайжанда обсерватория салдырып, планеталар қозғалысының жаңа кестесін жасады. Осы ғасырда Пекинде де обсерватория салынды.
• 1428 – 1429 жылы Ұлықбек Самарқанда салдырған обсерваториясын үлкен мәрмәр секстантпен жабдықтатып, 1019 жұлдыздың каталогын және планеталар қозғалысының кестесін түзді.
• 1543 жылы поляк ғалымы Николай Коперник «Аспан сфераларының айналысы туралы» деген еңбегінде Жер қозғалмайды және бүкіл Ғаламның ортасында тұрады деген ілімді жоққа шығарып, Күн жүйесінің құрылысын – дүниенің гелиоцентрлік жүйесін түсіндіріп берген. Осы еңбектің негізінде италия ғалымы Джордано Бруно Ғаламның шексіздігі, ал оны мекендеуші дүниелердің сансыз көптігі туралы тұжырымдама жасады.
• Галилео Галилей өзі құрастырған телескоптың көмегімен 1609 – 1610 жылы алғаш рет астрономиялық бақылаулар жүргізді.
• 17 ғасырдың басында Иоганн Кеплер планеталар қозғалысындағы үш заңдылықты, ал сол ғасырдың аяғында Исаак Ньютон бүкіләлемдік тартылыс заңын ашқан.
• 17 ғасырдың соңы – 18 ғасырдың басында Франция, Англия, т.б. елдерде обсерваториялар салына бастады.
• 1718 жылы ағылшын астрономы Эдмунд Галлей жұлдыздың меншікті қозғалысын тапқан.
• 1761 жылы орыс ғалымы Михаил Ломоносов Шолпан планетасының атмосферасын ашты.
• 1755 жылы Иммануил Кант және 1776 жылы Пьер Лаплас Күн жүйесінің пайда болуы туралы алғашқы гипотезаны ұсынды.
• 19 ғасырдың ортасынан аспан денелерінің физикалық табиғаты жүйелі түрде зерттеле бастады.

Қазақстанда Астрономияның дамуы

Қазақстанда Іле өзенінің орта ағысындағы Малайсары адырының батыс тұсын біздің заманымыздан бұрынғы 5 ғасырда жарты сақина түріндегі тастардан қаланған қорған табылды. Батыс және шығыс тұстардағы екі қорған арасындағы тік сызық жазғы күн тоқырауы, солтүстік және шығыс қорғандар арасындағы тік жазық қысқы күн тоқырауы сәтіндегі Күн сәулесіне сәйкес келеді. Орталық Қазақстандағы Толағай тауының маңындағы қорғанның оңтүстік және солтүстік үштағандарының ұшында қосымша үйілген тас қорғандар арқылы жыл мезгілдерінің басталуы, Ай мен жұлдыздардың тоғысулары анықталып отырған.

Республикамызда 1942 жылы Алматыға жақын жердегі теңіз деңгейінен 1500 м биіктікте алғашқы отандық обсерваторияның негізі қаланды. 1950 жылы Астрономия және физикалық институтынан Қазақстан Ғылым академиясының Астрофизика институты бөлініп шықты. 1957 жылдан бастап ғарыштық аппараттардың координаттарын анықтау мақсатында жүйелі бақылаулар жүргізіліп келеді. Тұмандықтардың каталогы (1968) жарияланды. Бұл каталогта галактикадағы 120 нысанның жарқырауы, морфологиясы және олардың ғарышта тарала орналасуы жөнінде жаңа деректер қамтылды. Осы жылы диффузиялық тұмандықтар спектр фотометриялық әдіспен зерттеліп, 100-ге жуық диффузиялық тұмандық спектрлерінің каталогы жасалды. Алынған спектрлерді талдау барысында иондалған сутектің спектрлік сызықтары инфрақызыл және радиодиапазонда ғана емес, спектрдің оптикалық аймағында да болатыны анықталды. 800-ге жуық актив галактикадан тыс объектілердің спектрлері зерттелді, 50-ге жуық Сейферт галактикасы табылды. «Жұлдыздардың жинақталған спектрфотометриялық каталогы» (1978) басылып шығарылды. 1000-нан астам жұлдыздардың абсолюттік спектрлері туралы мәліметтер жарияланды (1985). Алғаш рет Юпитердегі қызыл дақтың газ-тозаңнан құралатыны жөніндегі болжам бақылаулар негізінде расталды және сол планета атмосферасындағы процестердің аксиметриясы байқалды. Соңғы жылдары астрономиялық зерттеулер ҚР Ғылым министрлігі Ғылым академиясының Астрофизика институтының Асы-Түрген обсерваториясында қарқынды түрде дамытылып келеді.

Сыртқы сілтемелер

• Астрономия
• Астрономия - Қазақша рефераттар Мұрағатталған 6 мамырдың 2011 жылы.
• Malimetter.kz Астрономия реферат (қазақша)
• Malimetter.kz Сфералық астрономия реферат (қазақша)