Astronomie

Astronomie (van het Griekse astron (ἄστρον) wat "ster" betekent en nomos (nόμος) wat "wet" betekent) is de wetenschappelijke studie van hemellichamen zoals sterren, planeten, kometen en melkwegstelsels.

De bestudeerde objecten omvatten sterren, sterrenstelsels, planeten, manen, asteroïden, kometen en nevels. Fenomenen buiten de atmosfeer van de aarde worden ook bestudeerd. Dat omvat supernovaexplosies, gammastraaluitbarstingen en kosmische microgolf-achtergrondstraling. Astronomie betreft de ontwikkeling, de fysica, de chemie, de meteorologie en de beweging van hemellichamen, alsook de structuur en de ontwikkeling van het heelal.

Astronomie is een van de oudste wetenschappen. Oude mensen gebruikten de posities van de sterren om te navigeren, en om te vinden wanneer de beste tijd was om gewassen te planten. Astronomie lijkt erg op astrofysica. Een aanverwant onderwerp, kosmologie, houdt zich bezig met het bestuderen van het heelal als geheel, en de manier waarop het heelal in de loop van de tijd veranderde. Astronomie is niet hetzelfde als astrologie, het geloof dat de beweging van de sterren en de planeten invloed kan hebben op mensenlevens.

Sinds de 20e eeuw zijn er twee hoofdtypen van astronomie, namelijk observationele en theoretische astronomie. De sterrenkunde maakt gebruik van telescopen en camera's om sterren, sterrenstelsels en andere astronomische objecten te observeren of te bekijken. Theoretische astronomie gebruikt wiskunde en computermodellen om de waarnemingen te verklaren en te voorspellen wat er zou kunnen gebeuren. Door samen te werken voorspellen theorieën wat er zou moeten gebeuren en waarnemingen laten zien of de voorspellingen werken. Het belangrijkste werk van de sterrenkunde is het verklaren van raadselachtige kenmerken van het heelal. Duizenden jaren lang was het belangrijkste onderwerp de bewegingen van planeten; nu worden veel andere onderwerpen bestudeerd.

Nebula NGC 6302. De rode kleur wordt veroorzaakt door geïoniseerde stikstof.
Nebula NGC 6302. De rode kleur wordt veroorzaakt door geïoniseerde stikstof.

Geschiedenis van de astronomie

Oude

Vroege astronomen gebruikten alleen hun ogen om naar de sterren te kijken. Ze maakten kaarten van de sterrenbeelden en sterren om religieuze redenen en kalenders om de tijd van het jaar uit te werken. Vroege beschavingen zoals de Maya's en de oude Egyptenaren bouwden eenvoudige observatoria en tekenden kaarten van de posities van de sterren. Ze begonnen ook na te denken over de plaats van de aarde in het heelal. Lange tijd dacht men dat de aarde het centrum van het heelal was, en dat de planeten, de sterren en de zon er omheen gingen. Dit staat bekend als geocentrisme.

De oude Grieken probeerden de bewegingen van de zon en de sterren te verklaren door metingen te doen. Een wiskundige genaamd Eratosthenes was de eerste die de grootte van de Aarde mat en bewees dat de Aarde een bol is. Een theorie van een andere wiskundige genaamd Aristarchus was, dat de zon in het centrum staat en dat de aarde er omheen beweegt. Dit staat bekend als heliocentrisme. Slechts een paar mensen dachten dat het juist was. De rest bleef geloven in het geocentrische model. De meeste namen van sterrenbeelden en sterren komen van Grieken uit die tijd.

Arabische astronomen hebben in de Middeleeuwen veel vooruitgang geboekt, waaronder verbeterde sterrenkaarten en manieren om de grootte van de aarde in te schatten. Ze leerden ook van de Ouden door Griekse boeken in het Arabisch te vertalen.

Renaissance tot moderne tijd

Tijdens de renaissance dacht een priester, Nicolaus Copernicus, uit de manier waarop de planeten zich bewogen, dat de aarde niet het middelpunt van alles was. Op basis van eerdere werken zei hij dat de Aarde een planeet was en dat alle planeten zich rond de zon bewogen. Dit bracht het oude idee van heliocentrisme terug. Een natuurkundige genaamd Galileo Galilei bouwde zijn eigen telescopen, en gebruikte ze om de sterren en planeten voor het eerst van dichterbij te bekijken. Hij was het eens met Copernicus. De katholieke kerk besloot dat Galileo verkeerd was. Hij moest de rest van zijn leven onder huisarrest staan. Heliocentrische ideeën werden al snel verbeterd door Johannes Kepler en Isaac Newton die de theorie van de zwaartekracht uitvonden.

Na Galileo maakten mensen betere telescopen en gebruikten ze om objecten zoals de planeten Uranus en Neptunus verder te zien. Ze zagen ook hoe de sterren op onze zon leken, maar dan in verschillende kleuren en maten. Ze zagen ook duizenden andere verre objecten zoals sterrenstelsels en nevels.

Moderne tijd

In de 20e eeuw na 1920 vonden er belangrijke veranderingen plaats in de astronomie.

In het begin van de jaren twintig begon men te accepteren dat het sterrenstelsel waarin we leven, de Melkweg, niet het enige sterrenstelsel is. Het bestaan van andere melkwegstelsels werd geregeld door Edwin Hubble, die de Andromedanevel identificeerde als een ander melkwegstelsel. Het was ook Hubble die bewees dat het universum aan het uitdijen was. Er waren veel andere melkwegstelsels op grote afstand en ze trekken zich terug en bewegen zich weg van ons melkwegstelsel. Dat was volkomen onverwacht.

In 1931 ontdekte Karl Jansky de radiostraling van buiten de aarde toen hij probeerde een bron van ruis in de radiocommunicatie te isoleren, wat de geboorte van de radioastronomie markeerde en de eerste pogingen om een ander deel van het elektromagnetisch spectrum te gebruiken om de hemel te observeren. De delen van het elektromagnetisch spectrum die de atmosfeer niet blokkeerde, werden nu opengesteld voor de astronomie, waardoor er meer ontdekkingen konden worden gedaan.

Met de opening van dit nieuwe venster op het Universum werden geheel nieuwe dingen ontdekt, bijvoorbeeld pulsars, die regelmatige pulsen van radiogolven de ruimte in stuurden. De golven werden eerst als buitenaards beschouwd omdat de pulsen zo regelmatig waren dat ze een kunstmatige bron impliceerden.

In de periode na de Tweede Wereldoorlog zijn er meer observatoria gebouwd waar grote en nauwkeurige telescopen worden gebouwd en geëxploiteerd op goede observatieplaatsen, normaal gesproken door de overheid. Zo begon Bernard Lovell bijvoorbeeld met radioastronomie bij de Jodrell Bank met behulp van overgebleven militaire radarapparatuur. In 1957 had de site de grootste bestuurbare radiotelescoop ter wereld. Eind jaren zestig werd ook begonnen met de bouw van speciale observatoria in Mauna Kea in Hawaï, een goede locatie voor zichtbare en infraroodtelescopen dankzij de grote hoogte en de heldere hemel.

De volgende grote revolutie in de sterrenkunde was te danken aan het ontstaan van de rakettechniek. Hierdoor konden telescopen in de ruimte worden geplaatst op satellieten.

Ruimtetelescopen gaven voor het eerst in de geschiedenis toegang tot het hele elektromagnetische spectrum, inclusief de stralen die door de atmosfeer waren geblokkeerd. De röntgenstralen, gammastralen, ultraviolet licht en delen van het infraroodspectrum werden allemaal opengesteld voor de astronomie toen waarnemingstelescopen werden gelanceerd. Net als bij andere delen van het spectrum werden er nieuwe ontdekkingen gedaan.

Vanaf de jaren zeventig werden satellieten gelanceerd om te worden vervangen door nauwkeurigere en betere satellieten, waardoor het luchtruim in bijna alle delen van het elektromagnetisch spectrum in kaart werd gebracht.

Tekeningen van de maan door Galileo. Zijn tekeningen waren gedetailleerder dan wie dan ook voor hem, omdat hij een telescoop gebruikte om naar de Maan te kijken.
Tekeningen van de maan door Galileo. Zijn tekeningen waren gedetailleerder dan wie dan ook voor hem, omdat hij een telescoop gebruikte om naar de Maan te kijken.

Ontdekkingen

Ontdekkingen zijn er grofweg in twee soorten: lichamen en fenomenen. Lichamen zijn dingen in het heelal, of het nu een planeet is zoals onze Aarde of een melkwegstelsel zoals onze Melkweg. Fenomenen zijn gebeurtenissen en gebeurtenissen in het heelal.

Lichamen

Voor het gemak is dit gedeelte gedeeld door waar deze astronomische lichamen kunnen worden gevonden: die rond sterren zijn zonne-lichamen, die binnen sterrenstelsels zijn galactische lichamen en al het andere grotere zijn kosmische lichamen.

Zonne-energie

Galactisch

Diffuse objecten:

  • Nevels
  • Clusters

Compacte sterren:

Kosmische

Fenomenen

Barstgebeurtenissen zijn gebeurtenissen waarbij er een plotselinge verandering in de hemel is die snel verdwijnt. Deze worden barsten genoemd omdat ze normaal gesproken gepaard gaan met grote explosies die een "uitbarsting" van energie veroorzaken. Ze omvatten:

Periodieke gebeurtenissen zijn gebeurtenissen die zich regelmatig herhalen. De naam periodiek komt van periode, dat is de tijd die nodig is voor een golf om een cyclus te voltooien. Periodieke verschijnselen zijn onder andere:

  • Pulsars
  • Variabele sterren

Geluidsverschijnselen hebben vaak te maken met dingen die lang geleden zijn gebeurd. Het signaal van deze gebeurtenissen stuitert rond het heelal totdat het overal vandaan lijkt te komen en weinig varieert in intensiteit. Op deze manier lijkt het op "ruis", het achtergrondsignaal dat elk instrument dat voor de astronomie gebruikt wordt doordringt. Het meest voorkomende voorbeeld van ruis is statisch gezien op analoge televisies. Het belangrijkste astronomische voorbeeld is: Kosmische achtergrondstraling.

Methoden

Instrumenten

  • Telescopen zijn het belangrijkste instrument om te observeren. Ze nemen al het licht in een groot gebied en zetten het in een klein gebied. Dit is als het maken van je ogen erg groot en krachtig. Astronomen gebruiken telescopen om naar dingen te kijken die ver weg zijn en zwak zijn. Telescopen maken objecten groter, dichterbij, helderder.
  • Spectrometers bestuderen de verschillende golflengten van het licht. Dit laat zien waar iets van gemaakt is.
  • Veel telescopen zitten in satellieten. Het zijn ruimteobservatieposten. De aardse atmosfeer blokkeert sommige delen van het elektromagnetisch spectrum, maar speciale telescopen boven de atmosfeer kunnen die straling detecteren.
  • De radioastronomie maakt gebruik van radiotelescopen. Diafragma-synthese combineert kleinere telescopen tot een gefaseerde reeks, die werkt als een telescoop die zo groot is als de afstand tussen de kleinere telescopen.

Technieken

Er zijn manieren waarop astronomen betere foto's van de hemel kunnen krijgen. Licht van een verre bron bereikt een sensor en wordt gemeten, normaal gesproken door een menselijk oog of een camera. Bij heel zwakke bronnen kan het zijn dat er niet genoeg lichtdeeltjes uit de bron komen om het te kunnen zien. Een techniek die astronomen hebben om het zichtbaar te maken is het gebruik van integratie (dat is als een langere belichting in de fotografie).

Integratie

Astronomische bronnen bewegen niet veel: alleen de draaiing en beweging van de Aarde zorgt ervoor dat ze over de hemel bewegen. Als lichte deeltjes de camera in de loop van de tijd bereiken, raken ze dezelfde plaats waardoor hij helderder en zichtbaarder is dan de achtergrond, totdat hij te zien is.

Telescopen in de meeste observatoria (en satellietinstrumenten) kunnen normaal gesproken een bron volgen als deze zich door de hemel beweegt, waardoor de ster nog steeds aan de telescoop verschijnt en langere belichtingen mogelijk zijn. Ook kunnen beelden worden genomen op verschillende nachten, zodat de belichting uren, dagen of zelfs maanden kan duren. In het digitale tijdperk kunnen gedigitaliseerde foto's van de hemel met de computer worden samengevoegd, die de beelden na correctie voor de beweging over elkaar heen leggen.

Adaptieve optiek

Adaptieveoptiek betekent het veranderen van de vorm van de spiegel of de lens terwijl je naar iets kijkt, om het beter te kunnen zien.

Gegevensanalyse

Data-analyse is het proces om meer informatie uit een astronomische waarneming te halen dan door er alleen maar naar te kijken. De waarneming wordt eerst als gegevens opgeslagen. Deze gegevens worden vervolgens met verschillende technieken geanalyseerd.

Fourieranalyse

Fourieranalyse in de wiskunde kan laten zien of een waarneming (over een langere periode) periodiek verandert (verandert als een golf). Als dat zo is, kan het de frequenties en het type golfpatroon extraheren, en veel dingen vinden, waaronder nieuwe planeten.

Velden

Een goed voorbeeld van een veld komt van pulsars die regelmatig pulsen in radiogolven. Deze bleken vergelijkbaar te zijn met sommige (maar niet alle) van een type heldere bron in röntgenstralen die een binaire röntgenstralen met lage massa worden genoemd. Het bleek dat alle pulsars en sommige LMXB's neutronensterren zijn en dat de verschillen te maken hebben met de omgeving waarin de neutronenster gevonden is. De LMXB's die geen neutronensterren waren bleken zwarte gaten te zijn.

In dit hoofdstuk wordt getracht een overzicht te geven van de belangrijke gebieden van de astronomie, hun periode van belang en de termen die gebruikt worden om ze te beschrijven. Opgemerkt moet worden dat de astronomie in de moderne tijd voornamelijk is opgedeeld door het elektromagnetisch spectrum, hoewel er enige aanwijzingen zijn dat dit aan het veranderen is.

Velden per lichaam

Zonnesterrenkunde

Zonnesterrenkunde is de studie van de zon. De Zon is de dichtstbijzijnde ster op aarde op ongeveer 92 miljoen (92.000.000) mijl afstand. Het is de gemakkelijkste om in detail te observeren. Het observeren van de Zon kan ons helpen te begrijpen hoe andere sterren werken en gevormd worden. Veranderingen in de zon kunnen het weer en het klimaat op aarde beïnvloeden. Een stroom van geladen deeltjes die de Zonnewind wordt genoemd, wordt constant van de Zon weggestuurd. De Zonnewind die het magnetische veld van de aarde raakt, veroorzaakt het noorderlicht. Het bestuderen van de Zon heeft de mensen geholpen om te begrijpen hoe kernfusie werkt.

Planetaire astronomie

Planetaire Astronomie is de studie van planeten, manen, dwergplaneten, kometen en asteroïden en andere kleine objecten die om sterren draaien. De planeten van ons eigen Zonnestelsel zijn door veel bezoekende ruimteschepen zoals Cassini-Huygens (Saturnus) en de Voyager 1 en 2 in de diepte bestudeerd.

Galactische astronomie

Galactische Astronomie is de studie van verre sterrenstelsels. Het bestuderen van verre sterrenstelsels is de beste manier om ons eigen sterrenstelsel te leren kennen, omdat de gassen en sterren in ons eigen sterrenstelsel het moeilijk maken om te observeren. Galactische Astronomen proberen de structuur van sterrenstelsels te begrijpen en hoe ze worden gevormd door het gebruik van verschillende soorten telescopen en computersimulaties.

Zwaartekrachtgolfsterrenkunde

Zwaartekrachtgolfsterrenkunde is de studie van het heelal in het zwaartekrachtgolfspectrum. Tot nu toe is in de hele astronomie gebruik gemaakt van het elektromagnetisch spectrum. Zwaartekrachtgolven zijn rimpelingen in de ruimtetijd die worden uitgezonden door zeer dichte objecten die van vorm veranderen, waaronder witte dwergen, neutronensterren en zwarte gaten. Omdat niemand in staat is geweest om gravitatiegolven direct te detecteren, is de impact van de zwaartekrachtsgolfastronomie zeer beperkt geweest.

Gerelateerde pagina's

    • Lijst van kometen
AlegsaOnline.com - 2020 - License CC3