אסטרונומיה 101: יסודות לימוד אסטרונומיה

אסטרונומיה היא אחד המדעים העתיקים ביותר של האנושות. הפעילות הבסיסית שלו היא ללמוד את השמים וללמוד על מה שאנחנו רואים ביקום. אסטרונומיה תצפיתית היא פעילות ממנה צופים חובבים נהנים כתחביב ובילוי והייתה הסוג הראשון של אסטרונומיה שבני האדם עשו. ישנם מיליוני אנשים בעולם אשר מככבים בקביעות מחצר האחורית שלהם או מצפה כוכבים אישי. הרוב אינם בהכרח מאומנים במדע, אלא פשוט אוהבים לצפות בכוכבים. אחרים מאומנים אך אינם מתפרנסים מביצוע מדעי האסטרונומיה.

בצד המחקר המקצועי ישנם יותר מ- 11,000 אסטרונומים שהוכשרו לבצע מחקרים מעמיקים של הכוכבים והגלקסיות. מהם ומהעבודה שלהם אנו מקבלים את ההבנה הבסיסית שלנו של היקום. זה נושא כל כך מעניין מעלה שאלות רבות הקשורות לאסטרונומיה במוחם של אנשים על הקוסמוס עצמו, איך התחיל אותו, מה שם בחוץ ואיך אנו חוקרים אותו.

כשאנשים שומעים את המילה "אסטרונומיה", הם בדרך כלל חושבים על הכוכבים. ככה בעצם זה התחיל - על ידי אנשים שהסתכלו בשמיים ותארו את מה שהם ראו. "אסטרונומיה" בא משני מונחים יוונים ישנים אסטרון עבור "כוכב" ו- נומיה עבור "חוק", או "חוקי הכוכבים". הרעיון הזה למעשה עומד בבסיס ההיסטוריה של

לאורך ההיסטוריה האנושית אנשים "עשו" אסטרונומיה ובסופו של דבר גילו שהתצפיות שלהם בשמיים נתנו להם רמזים לחלוף הזמן. אין להתפלא שאנשים החלו להשתמש בשמים לפני יותר מ 15,000 שנה. הוא סיפק מפתחות שימושיים לניווט וליצור לוח שנה לפני אלפי שנים. עם המצאת כלים כגון הטלסקופ, משקיפים החלו ללמוד יותר על המאפיינים הפיזיים של הכוכבים והכוכבים, מה שהביא אותם לתהות על מקורם. חקר השמיים עבר מתרגול תרבותי ואזרחי לתחום המדע והמתמטיקה.

אז מה הם היעדים העיקריים אותם לומדים אסטרונומים? נתחיל בכוכבים - לבם של לימודי אסטרונומיה. השמש שלנו היא כוכב, מכוכב טריליון אולי בגלקסיית שביל החלב. הגלקסיה עצמה היא אחת מ אינספור גלקסיות ביקום. כל אחת מהן מכילה אוכלוסיות ענקיות של כוכבים. הגלקסיות עצמן נאספות יחד לאשכולות ומצבירי-על המרכיבים את מה שאסטרונומים מכנים "המבנה הגדול של היקום".

מערכת השמש שלנו הוא תחום פעיל במחקר. צופים מוקדמים שמו לב שרוב הכוכבים לא נראו זזים. אבל, היו חפצים שנראו כאילו נדדו על רקע הכוכבים. חלקם התקדמו לאט, אחרים יחסית במהירות לאורך כל השנה. הם כינו "פלנטות" אלה, המילה היוונית ל"נודדים ". כיום אנו מכנים אותם פשוט "כוכבי לכת". ישנם גם אסטרואידים ושביטים "שם בחוץ", שגם מדענים חוקרים.

כוכבים וכוכבי לכת אינם הדבר היחיד שמאכלס את הגלקסיה. גם ענני גז ואבק ענקיים, המכונים "ערפיליות" (המונח ברבים ביוונית "עננים"). אלה מקומות בהם נולדים כוכבים, או שלפעמים הם פשוט שרידי כוכבים שמתו. כמה מ"כוכבים מתים "המוזרים ביותר הם למעשה כוכבי נויטרונים וחורים שחורים. ואז, יש קוואזרים, ו- "בהמות" מוזרות המכונות מגנטרים, בנוסף ל גלקסיות מתנגשות, ועוד הרבה. מעבר לגלקסיה שלנו (שביל החלב), שוכנים אוסף מדהים של גלקסיות החל מספירלות כמו שלנו ועד אלה בצורת עדשה, גלקסיות כדוריות ואפילו לא סדירות.

כפי שאתה יכול לראות, אסטרונומיה מתגלה כנושא מורכב והיא דורשת מספר דיסציפלינות מדעיות אחרות כדי לעזור בפתרון תעלומות הקוסמוס. כדי לעשות מחקר נאות בנושאי אסטרונומיה, אסטרונומים משלבים היבטים של מתמטיקה, כימיה, גאולוגיה, ביולוגיה ופיזיקה.

מדע האסטרונומיה מפורק לתתי תחומים נפרדים. לדוגמה, מדעני כוכבי לכת חוקרים עולמות (כוכבי לכת, ירחים, טבעות, אסטרואידים וכוכבי שביט) בתוך מערכת השמש שלנו, כמו גם הכוכבים המרוחקים סביבם. פיסיקאים סולאריים מתמקדים בשמש והשפעותיה על מערכת השמש. עבודתם מסייעת גם לחיזוי פעילות סולארית כמו התלקחויות, פליטות המוניות וכתמי שמש.

אסטרופיסיקאים מיישמים פיזיקה על מחקרים של כוכבים וגלקסיות כדי להסביר בדיוק כיצד הם עובדים. אסטרונומים ברדיו משתמשים בטלסקופים רדיו כדי לחקור את תדרי הרדיו שניתנים על ידי אובייקטים ותהליכים ביקום. אולטרה סגול, רנטגן, קרן גאמה ואסטרונומיה אינפרא אדום חושף את הקוסמוס באורכי גל אחרים של האור. אסטרומטריה היא מדע מדידת המרחקים במרחב בין עצמים. ישנם גם אסטרונומים מתמטיים המשתמשים במספרים, חישובים, מחשבים וסטטיסטיקה כדי להסביר את מה שאחרים צופים בקוסמוס. לבסוף, הקוסמולוגים חוקרים את היקום בכללותו כדי לעזור להסביר את מקורו והתפתחותו לאורך כמעט 14 מיליארד שנות זמן.

אסטרונומים משתמשים במצפי תצפית המצוידים בטלסקופים עוצמתיים המסייעים להם להגדיל את הנוף של עצמים עמומים ומרוחקים ביקום. כלי אסטרונומיה, כמו כדור זרוע, שימשו אסטרונומים מוקדמים וכלים חדשים התרחשו עם התפתחות חקר האסטרונומיה. הם משתמשים גם במכשירים הנקראים ספקטרוגרפים המנתחים את האור מכוכבים, כוכבי לכת, גלקסיות וערפיליות, וחושפים פרטים נוספים על אופן פעולתם. מדי אור מיוחדים (המכונים פוטומטרים) עוזרים להם למדוד את הבהירות המוארת המשתנה. מצפים מצויידים היטב פזורים ברחבי כדור הארץ. הם גם עוקבים גבוה מעל פני כדור הארץ, עם חללית כזו טלסקופ החלל האבל אספקת תמונות ונתונים ברורים מהחלל. כדי ללמוד עולמות רחוקים, מדענים מכוכבי לכת שולחים חלליות על משלחות ארוכות טווח, נחתים של מאדים כמו סקרנות, קאסיני משימת שבתאי, ורבים, רבים אחרים. בדיקות אלה נושאות גם מכשירים ומצלמות המספקים מידע על היעדים שלהם.

התבוננות בכוכבים והגלקסיות עוזרת לנו להבין כיצד היקום שלנו נוצר ואיך הוא עובד. לדוגמה, ידיעת השמש עוזרת להסביר כוכבים. לימוד כוכבים אחרים נותן תובנה כיצד פועלת השמש. ככל שאנו לומדים כוכבים רחוקים יותר, אנו לומדים יותר על שביל החלב. מיפוי הגלקסיה שלנו מספר לנו על ההיסטוריה שלה ואילו תנאים היו שעזרו למערכת השמש שלנו להיווצר. מיפוי גלקסיות אחרות ככל שנוכל לזהות מלמד שיעורים על הקוסמוס הגדול יותר. תמיד יש מה ללמוד באסטרונומיה. כל אובייקט ואירוע מספרים סיפור של היסטוריה קוסמית.

במובן מאוד אמיתי, האסטרונומיה נותנת לנו תחושה של מקומנו ביקום. האסטרונום המנוח קרל סייגן אמר זאת בתמציתיות רבה כאשר הצהיר, "הקוסמוס נמצא בתוכנו. אנחנו עשויים מחומר כוכבים. אנו דרך ליקום להכיר את עצמו. "