Popis vědy o astronomii. Co je astronomie a co studuje? Astrometrie. Nebeská mechanika

Nejednou jsme zvedli oči k noční obloze a přemýšleli jsme – co je v tomto nekonečném prostoru?


Vesmír je opředen mnoha tajemstvími a záhadami, ale existuje věda zvaná astronomie, která se již mnoho let zabývá vesmírem a snaží se vysvětlit jeho původ. Co je to za vědu? Co astronomové dělají a co přesně studují?

Co znamená slovo "astronomie"?

Termín „astronomie“ se objevil ve starověkém Řecku ve 3.–2. století před naším letopočtem, kdy ve vědecké komunitě zářili vědci jako Pythagoras a Hipparchos. Koncept je kombinací dvou starověkých řeckých slov - ἀστήρ (hvězda) a νόμος (zákon), tedy astronomie je zákon hvězd.

Tento termín by se neměl zaměňovat s jiným pojmem - astrologií, která studuje účinky nebeských těles na Zemi a lidi.

co je astronomie?

Astronomie je věda o vesmíru, která určuje umístění, strukturu a formování nebeských těles. V moderní době zahrnuje několik oddílů:

— astrometrie, která studuje umístění a pohyb vesmírných objektů;

- nebeská mechanika - určování hmotnosti a tvaru hvězd, studium zákonitostí jejich pohybu pod vlivem gravitačních sil;


— teoretická astronomie, v rámci které vědci vyvíjejí analytické a počítačové modely nebeských těles a jevů;

- astrofyzika - studium chemických a fyzikálních vlastností vesmírných těles.

Samostatné vědní obory jsou zaměřeny na studium vzorců prostorového uspořádání hvězd a planet a zvažování vývoje nebeských těles.

Ve 20. století se v astronomii objevila nová sekce zvaná archeoastronomie, zaměřená na studium astronomické historie a objasnění znalostí o hvězdách ve starověku.

Co astronomie studuje?

Předměty astronomie jsou Vesmír jako celek a všechny objekty v něm - hvězdy, planety, asteroidy, komety, galaxie, souhvězdí. Astronomové studují meziplanetární a mezihvězdnou hmotu, čas, černé díry, mlhoviny a nebeské souřadnicové systémy.


Jedním slovem, pod jejich bedlivou pozorností je vše, co souvisí s vesmírem a jeho vývojem, včetně astronomických přístrojů, symbolů atd.

Kdy se astronomie objevila?

Astronomie je jednou z nejstarších věd na Zemi. Není možné pojmenovat přesné datum jeho vzhledu, ale je dobře známo, že lidé zkoumali hvězdy přinejmenším od 6. do 4. tisíciletí před naším letopočtem.

Dodnes se zachovalo mnoho astronomických tabulek, které zanechali babylonští kněží, kalendáře mayských kmenů, starověkého Egypta a starověké Číny. Starověcí řečtí vědci významně přispěli k rozvoji astronomie a studiu nebeských těles. Pythagoras byl první, kdo navrhl, že naše planeta je sférická, a Aristarchos ze Samosu byl první, kdo vyvodil závěry o její rotaci kolem Slunce.

Po dlouhou dobu byla astronomie spojena s astrologií, ale během renesance se stala samostatnou vědou. Díky nástupu dalekohledů byli vědci schopni objevit galaxii Mléčná dráha a na začátku 20. století si uvědomili, že Vesmír se skládá z mnoha galaktických prostorů.

Největším úspěchem moderní doby byl vznik teorie evoluce Vesmíru, podle níž se v průběhu času rozšiřuje.

Co je amatérská astronomie?

Amatérská astronomie je koníčkem, při kterém lidé, kteří nejsou spojeni s vědeckými a výzkumnými centry, pozorují vesmírné objekty. Nutno říci, že taková zábava významně přispívá k celkovému rozvoji astronomie.


Amatéři učinili mnoho zajímavých a docela důležitých objevů. Zejména v roce 1877 ruský pozorovatel Evgraf Bykhanov jako první vyjádřil moderní názory na formování Sluneční soustavy a v roce 2009 objevil Australan Anthony Wesley stopy po pádu kosmického tělesa (pravděpodobně komety) na planetě Jupiter. .

Ve struktuře astronomické vědy lze rozlišit následující složky:

1. Astrometrie.
2. Nebeská mechanika.
3. Teoretická astronomie.
4. Astrofyzika.
5. Hvězdná astronomie.
6. Kosmochemie.
7. Kosmogonie.
8. Kosmologie.

Sekce zabývající se astronomickým studiem průběhu nebeských objektů

Astrometrie. Toto odvětví astronomické vědy je zodpovědné za studium kinematiky a geometrie nebeských objektů.

Poznámka 1

Hlavním účelem astrometrie je najít s vysokou přesností souřadnice nebeských objektů a také vektorové hodnoty jejich rychlostí v daném časovém období.

Charakteristiky těchto parametrů jsou specifikovány šesti astrometrickými veličinami:

1. Přímý rovníkový vzestup (délka rovníkového nebeského oblouku).
2. Přímá rovníková deklinace (úhlová vzdálenost k nebeské rovníkové rovině).
3. Rovníková rychlost při rektascenci.
4. Rovníková rychlost v přímé deklinaci.
5. Paralaxy (změny pozorované polohy objektu).
6. Radiální (radiální) rychlosti.

V případě vysoce přesného měření těchto veličin je možné získat další informace o nebeském tělese, a to:

1. O absolutní svítivosti.
2. O hmotnosti a stáří nebeského tělesa.
3. O umístění nebeského tělesa.
4. O třídě objektů.
5. O přítomnosti satelitů.

Astrometrie poskytuje informace nezbytné pro pokrok v jiných oblastech astronomie.

Nebeská mechanika. Je to obor astronomie, který využívá pravidla klasické mechaniky při studiu a výpočtech pohybu nebeských objektů, souvisejících především se sluneční soustavou, a dějů s tímto pohybem souvisejících.

Nebeská mechanika se vyznačuje tím, že se podřizuje Newtonovým zákonům:

• Zákon setrvačnosti. Tento zákon říká, že v souřadnicovém systému pohybujícím se s nulovým zrychlením, bez vnějšího vlivu, zůstávají všechny objekty v klidu nebo mají přímočarý a rovnoměrný pohyb. Vnější síla je potřebná pouze k tomu, aby dala tělu pohyb, aby ho zpomalila nebo změnila vektor rychlosti. Pod vlivem síly je tělesům udělováno zrychlení - ukazatel rychlosti změny rychlosti. Pokud nebeský objekt zažívá zrychlení, působí na něj vnější vliv. Protože k pohybu po zakřivené dráze dochází vždy se zrychlením (normálním, jinak dostředivým), jsou planety (zejména Země) neustále vystaveny tzv. gravitační síle. Cílem nebeské mechaniky je najít vztah mezi gravitační silou gravitace a průběhem nebeského objektu.
• Zákon síly. Pod vlivem síly působící na předmět vykonává zrychlený pohyb (s větší silou, větším zrychlením). Síla stejné velikosti uděluje různým tělesům různá zrychlení. Indikátorem setrvačnosti objektu je „hmotnost“, kterou lze nazvat „množství hmoty“ - čím masivnější je tělo, tím větší je jeho setrvačnost a v důsledku toho menší zrychlení. V důsledku toho je zrychlení úměrné síle působící na těleso a nepřímo úměrné jeho hmotnosti. Při určitých hodnotách zrychlení a hmotnosti objektu je síla, která na něj působí, snadno zjistitelná.
• Zákon protiakce. Podle tohoto zákona dochází k interakci těles se silami, které jsou stejně velké, ale mají různé směry. V důsledku toho, pokud systém zahrnuje dvě tělesa, která na sebe působí silou stejné velikosti, získávají zrychlení nepřímo úměrné jejich hmotnosti. Bod umístěný na přímce spojující objekty, vzdálené od nich v nepřímé úměrnosti k jejich hmotám, se tedy bude pohybovat s nulovým zrychlením, a to navzdory skutečnosti, že každé těleso má zrychlený pohyb. Tento bod se nazývá „střed hmoty“; rotace dvojhvězd probíhá kolem takového bodu.

Teoretická astronomie. Předmět studia této části astronomie: relativní pohyb v soustavě dvou těles založený na zákonu univerzální gravitace, bez zohlednění vlivu cizích objektů na ně, který jej obvykle ovlivňuje ve velmi slabé formě a lze v primárních výpočtech ignorovat. Zejména ve sluneční soustavě jsou všechny planety ovlivňovány gravitačními silami jiných planet, ale od Ve srovnání se sluneční gravitací jsou tak malé, že je někdy lze ignorovat. Hlavní otázkou, kterou teoretická astronomie řeší, je určování složek drah nebeských objektů na základě jejich dlouhodobého pozorování. Druhým, mnohem snadněji řešitelným úkolem, je sestavit na základě studovaných orbitálních prvků tabulku časoprostorových souřadnic nebeských objektů pozorovaných ze Země (efemerid).

Obrázek 1. Astrometrie. Stupnice kosmických vzdáleností. Author24 - online výměna studentských prací

Astrofyzika. Předměty výzkumu v astrofyzice jsou: stavba, vlastnosti fyzikální stavby a chemická stavba nebeských těles. Podsekce astrofyziky jsou: praktická (pozorovací) astrofyzika a teoretická astrofyzika.

Základní empirické techniky astrofyziky:

1. Spektrální analýza.
2. Fotografie.
3. Fotometrie.

Poznámka 2

Teoretická astrofyzika pracuje jak s analytickými nástroji, tak s počítačovým modelováním při studiu různých astrofyzikálních dějů, tvorbě jejich modelů a jejich teoretickém zdůvodnění.

Sekce zabývající se astronomickým studiem stavby nebeských objektů

Ve hvězdné astronomii se studují zákony rozmístění svítidel v celém objemu vesmíru a jejich pohybu.

Kosmochemie se zabývá studiem chemické struktury nebeských objektů, zákonů distribuce a dislokace chemických prvků v rozlehlosti Vesmíru. Studuje procesy vzniku kosmické hmoty.

Jedním z hlavních problémů řešených v kosmochemii jsou znalosti, založené na struktuře a rozložení chemických prvků, o procesech vývoje nebeských objektů, určování na základě jejich chemické podstaty, historii jejich vzniku a vývoje. Kosmochemie věnuje hlavní pozornost distribuci a dislokaci chemických prvků ve vesmíru. Chemická struktura Slunce, vnitřních planet, meteoritů a asteroidů bude pravděpodobně prakticky podobná. Různá období vývoje hvězd dávají vzniknout různým chemickým strukturám hvězd.

Obrázek 2. Pozorovaná spektra atmosféry Země a Marsu. Author24 - online výměna studentských prací

Kosmogonie je obor astronomické vědy, který studuje původ a vývoj nebeských objektů: hvězdy a jejich kupy, mlhoviny, galaktické systémy, sluneční soustavu s hvězdou samotnou, planetární soustavy s jejich satelity, meteority, asteroidy, komety.

Kosmogonie úzce souvisí s astrofyzikou. Protože se všechny vesmírné objekty rodí a vyvíjejí, jejich přirozené dynamické procesy mají vztah k jejich přirozenosti. Moderní kosmogonie proto komplexně využívá fyzikální a chemické výzkumné metody.

Kosmologie. Tato sekce astronomie je zodpovědná za studium obecných zákonů struktury a vývoje světa.

Ve 20. století Starověká astronomická věda se radikálně změnila. Je to dáno jak vznikem jeho nového teoretického základu – relativistické a kvantové mechaniky, tak rozšířením experimentálních výzkumných kapacit.

Obecná teorie relativity se stala jednou ze základních teorií kosmologie a vytvoření kvantové mechaniky umožnilo studovat nejen mechanický pohyb kosmických těles, ale také jejich fyzikální a chemické vlastnosti. Byla vyvinuta hvězdná a extragalaktická astronomie. Astronomie se stala celovlnnou, tzn. Astronomická pozorování se provádějí ve všech rozsazích vlnových délek elektromagnetického záření (rádiové, infračervené, viditelné, ultrafialové, rentgenové a gama záření). Jeho experimentální schopnosti se výrazně zvýšily s příchodem kosmických lodí, které umožňují provádět pozorování mimo zemskou atmosféru, která pohlcuje záření. To vše vedlo k výraznému rozšíření pozorovatelné oblasti Vesmíru a objevení řady neobvyklých (a často nevysvětlitelných) jevů.

Hlavním přístrojem pro astronomický výzkum je dalekohled, další přístroje, jako jsou spektroskopické přístroje, zkoumají záření shromážděné dalekohledem. V dnešní době se jen malá část astronomických prací provádí vizuálně, především pomocí kamer a dalších přístrojů, které zaznamenávají záření. Objevily se radioteleskopy, které umožňují studovat rádiovou emisi všech druhů objektů ve Sluneční soustavě, naší i jiných galaxiích. Radioastronomie enormně rozšířila znalosti o Vesmíru a vedla k objevu pulsarů (neutronových hvězd), kvasarů - extragalaktických objektů, které jsou nejvýkonnějšími známými zdroji záření, umožnila získat informace o nejvzdálenějších oblastech Vesmíru. a detekovat izotropní „reliktní reliktní“ záření. To vše jsou nejdůležitější objevy dvacátého století. Další informace poskytují také studie v infračerveném, ultrafialovém, rentgenovém a - rozsahu, ale tato záření jsou silně absorbována atmosférou a odpovídající zařízení je instalováno na satelitech. K vynikajícím objevům dvacátého století. To platí i pro nárůst vlnové délky objevený v roce 1929 americkým astronomem Edwinem Hubblem (1889 – 1953) odpovídající čarám ve spektrech vzdálených galaxií („červený posun“), který ukazuje na vzájemné odstraňování kosmických objektů, tzn. o rozpínání vesmíru.

Struktura vesmíru

Sluneční Soustava. Sluneční soustava je vesmírným domovem lidstva. Slunce je zdrojem tepla a světla, zdrojem života na Zemi. Sluneční Soustava- propojený soubor hvězd - Slunce a mnoho nebeských těles, která zahrnují devět planet, desítky jejich satelitů, stovky komet, tisíce asteroidů atd. Všechna tato různá tělesa jsou díky gravitační síle spojena do jednoho stabilního systému přitažlivost centrálního tělesa – Slunce.

Slunce je plazmová koule, sestávající převážně z vodíku a helia, ve stavu diferencované rotace kolem své osy. Nejvyšší rychlost rotace v rovníkové rovině je jedna otáčka za 25,4 dne. Zdrojem sluneční energie jsou nejspíše termonukleární reakce přeměny vodíku na helium, probíhající ve vnitřních oblastech Slunce, kde teplota dosahuje 10 7 K. Teplota povrchových částí je 6000 K. Povrch Slunce není hladký; jsou na něm pozorovány granule způsobené konvekčními proudy plynu, objevují se a mizí „skvrny“ a víry. Jako měřítko sluneční aktivity mohou sloužit výbušné procesy na Slunci, sluneční erupce a skvrny, které se pravidelně objevují na jeho povrchu. Studie prokázaly, že cyklus maximální sluneční aktivity je pravidelný a trvá přibližně 11 let. Sluneční skvrny a erupce na Slunci jsou nejnápadnějšími projevy magnetické aktivity Slunce. Souvislost mezi sluneční aktivitou a procesy na Zemi byla zaznamenána již v 19. století a nyní existuje obrovské množství statistických materiálů potvrzujících vliv sluneční aktivity na zemské procesy.

Vyvinuto v 17. – 18. století. Teoretický základ klasické astronomie - klasická mechanika - umožňuje dokonale popsat pohyb těles Sluneční soustavy spojených gravitační interakcí, ale neodpovídá na otázku jeho původu. Planety sluneční soustavy: Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto, s výjimkou posledně jmenovaného, ​​se pohybují kolem Slunce ve stejném směru v jedné rovině po eliptických drahách. Planety, stejně jako jejich satelity, nejsou samosvítícími tělesy a jsou viditelné pouze díky tomu, že jsou osvětleny Sluncem. Od roku 1962 jsou planety a jejich satelity studovány nejen ze Země, ale také z vesmírných stanic. V současné době se nashromáždil rozsáhlý faktografický materiál o zvláštnostech fyzikálních a chemických vlastností povrchu planet, jejich atmosféry, magnetického pole, periodách rotace kolem osy a Slunce. Planety se podle fyzikálních vlastností dělí na dvě skupiny: obří planety (Jupiter, Saturn, Uran, Neptun) a terestrické planety (Merkur, Země, Venuše, Mars). Dráha planety nejvzdálenější od Slunce - Pluta, jejíž velikost je menší než velikost družice Země - Měsíce, určuje velikost Sluneční soustavy 1,2 10 13 m.

Sluneční soustava, která je součástí naší galaxie, se jako celek pohybuje kolem své osy rychlostí 250 m/s, přičemž za 225 milionů let udělá úplnou revoluci. Podle moderních představ začalo formování moderní struktury Sluneční soustavy beztvarou plyno-prachovou mlhovinou (mrakem). Sluneční soustava vznikla přibližně před 5 miliardami let a Slunce je hvězdou druhé (nebo pozdější) generace, protože Kromě vodíku a hélia obvyklého pro hvězdy obsahuje také těžké prvky. Elementární složení Sluneční soustavy je charakteristické pro vývoj hvězd. Vlivem gravitačních sil byl oblak stlačen tak, že jeho nejhustší část byla ve středu, kde se soustředila převážná část hmoty primární mlhoviny. Vzniklo tam Slunce, v jehož hlubinách pak začaly termonukleární reakce přeměňovat vodík na helium, které jsou hlavním zdrojem energie ze Slunce. Jak se svítivost Slunce zvyšovala, mrak plynu byl stále méně homogenní a objevovaly se v něm kondenzace - protoplanety. Jak rostla velikost a hmotnost protoplanet, jejich gravitační přitažlivost se zvyšovala, a tak vznikaly planety. Zbývající nebeská tělesa jsou tvořena zbytky materiálu původní mlhoviny. Takže přibližně před 4,5 - 5 miliardami let se Sluneční soustava konečně zformovala v podobě, která se nám zachovala. Za dalších 5 miliard let Slunci pravděpodobně dojde vodík a jeho struktura se začne měnit, což povede k postupné destrukci naší Sluneční soustavy.

Přestože moderní představy o původu Sluneční soustavy zůstávají na úrovni hypotéz, jsou v souladu s představami o přirozené strukturální samoorganizaci Vesmíru v podmínkách vysoce nerovnovážného stavu.

hvězdy. Galaxie. Slunce je zrnko písku ve světě hvězd. Hvězda– základní stavební jednotka megasvěta. Stacionární hvězda je vysokoteplotní plazmová koule ve stavu dynamické hydrostatické rovnováhy. Je to jemně vyvážený samoregulační systém. Na rozdíl od jiných nebeských těles, jako jsou planety, hvězdy vyzařují energii. Energie generovaná v nich jadernými procesy vede k tomu, že se v hlubinách hvězd objevují atomy chemických prvků těžších než vodík a jsou zdrojem světla. Hvězdy jsou přírodní termonukleární reaktory, ve kterých dochází k chemickému vývoji hmoty. Velmi se liší svými fyzikálními vlastnostmi a chemickým složením. Jsou pozorovány různé typy hvězd, které odpovídají různým fázím jejich vývoje. Vývojovou dráhu hvězdy určuje její hmotnost, která se pohybuje především v rozmezí od 0,1 do 10 hmotností Slunce. Hvězdy se rodí, mění se a umírají. Hvězda s hmotností menší než 1,4 Slunce prošla fází červený obr, nejprve se změní na bílý trpaslík, pak - dovnitř černý trpaslík, studená, mrtvá hvězda, jejíž velikost je srovnatelná s velikostí Země a jejíž hmotnost není větší než sluneční. Masivnější hvězdy v závěrečné fázi vývoje gravitační kolaps– neomezená kontrakce hmoty směrem do středu a může vzplanout jako supernovy s uvolněním značné části látky do okolního prostoru ve formě plynové mlhoviny a přeměna zbývající části na superhustou neutronová hvězda nebo Černá díra.

Tvoří se hvězdy galaxií- obří gravitačně vázané systémy. Naše galaxie, která zahrnuje Slunce, se nazývá Mléčná dráha a má 10 11 hvězd. Galaxie se liší velikostí a tvarem. Podle jejich vzhledu existují tři typy galaxií: eliptické, spirální a nepravidelné. Nejběžnější jsou spirální, včetně naší Galaxie. Je to zploštělý disk o průměru ~ 10 5 světelných let s vyboulením uprostřed, ze kterého vycházejí spirální ramena. Galaxie se otáčí a rychlost rotace závisí na vzdálenosti jejího středu. Sluneční soustava se nachází přibližně 30 000 světelných let od středu galaktického disku.

Ze Země lze pouhým okem pozorovat tři galaxie – mlhovinu Andromeda (ze severní polokoule) a Velké a Malé Magellanova mračna (z jižní polokoule). Celkem astronomové objevili asi sto milionů galaxií.

Kromě miliard hvězd obsahují galaxie hmotu ve formě mezihvězdného plynu (vodík, helium) a prachu. Hustá plynová a prachová mračna před námi skrývají střed naší Galaxie, takže její strukturu lze posoudit jen orientačně. V mezihvězdném prostoru navíc dochází k tokům neutrin a elektricky nabitých částic urychlených na rychlosti blízké světlu a také k polím (gravitačním, elektromagnetickým). Je třeba poznamenat, že ačkoli je počet molekul organických sloučenin v mezihvězdné hmotě malý, jejich přítomnost je zásadně důležitá. Například teorie abiogenního původu života na Zemi je založena na účasti molekul organických látek, elektromagnetického záření a kosmického záření na tomto procesu. Nejčastěji se organické molekuly nacházejí v místech maximální koncentrace plynných a prachových látek.

Na konci 70. let našeho století astronomové zjistili, že galaxie ve Vesmíru nejsou rozmístěny rovnoměrně, ale jsou soustředěny poblíž hranic buněk, v nichž se téměř žádné galaxie nenacházejí. Na malých měřítcích je tedy hmota rozložena velmi nerovnoměrně, ale ve velkorozměrové struktuře Vesmíru nejsou žádná zvláštní místa ani směry, takže ve velkých měřítcích lze Vesmír považovat nejen za homogenní, ale i za izotropní.

Metagalaxie. Stručně jsme prozkoumali strukturální úrovně organizace hmoty v megasvětě. Existuje horní hranice možnosti pozorování vesmíru? Moderní věda na tuto otázku odpovídá kladně. Existuje zásadní omezení velikosti pozorovatelné části vesmíru, které není spojeno s experimentálními schopnostmi, ale s konečností jeho stáří a rychlostí světla.

Kosmologie založená na Einsteinově obecné teorii relativity a Hubbleově zákoně (viz níže) určuje stáří vesmíru T slunce 15-20 miliard let (10 18 s). Dříve neexistovaly žádné konstrukční jednotky. Představme si koncept kosmologického horizontu, oddělujícího ty objekty, z nichž se v průběhu času vyskytuje světlo t<Т вс nemůže se k nám dostat. Vzdálenost k němu

Kde S- rychlost světla ve vakuu, T slunce– věk vesmíru.

Kosmologický horizont tvoří hranici fundamentálně pozorovatelné části Vesmíru - Metagalaxie. Pokud připustíme, že stáří vesmíru je 10 18 s, pak je velikost Metagalaxie řádově 10 26 m a kosmologický horizont se od nás plynule vzdaluje rychlostí 3·10 8 m/s. .

Důležitou vlastností Metagalaxy v současném stavu je její homogenita a izotropie, tzn. vlastnosti hmoty a prostoru jsou stejné ve všech částech Metagalaxie a ve všech směrech. Jednou z nejdůležitějších vlastností Metagalaxie je její neustálá expanze, „rozptyl“ galaxií. Americký astronom E. Hubble zavedl zákon, podle kterého se galaxie čím dále od nás vzdalují, tím rychleji se vzdalují.

Rozpínající se vesmír je měnící se vesmír. To znamená, že má svou vlastní historii a vývoj. Vývoj vesmíru jako celku je studován kosmologie, která aktuálně podává popis jak prvních okamžiků jejího vzniku, tak i možných cest vývoje do budoucna.

Nebeská klenba, hořící slávou,
Vypadá tajemně z hlubin,
A plujeme, hořící propast
Obklopen ze všech stran.
F. Tyutchev

Lekce 1/1

Předmět: Předmět astronomie.

Zařízení: F. Yu Siegel „Astronomie ve vývoji“, Theodolit, Telescope, plakáty „teleskopy“, „Radioastronomie“, d/f. „Co astronomie studuje“, „Největší astronomické observatoře“, film „Astronomie a světonázor“, „Astrofyzikální metody pozorování“. Zeměkoule, fólie: fotografie Slunce, Měsíce a planet, galaxií. CD- "Red Shift 5.1" aneb fotografie a ilustrace astronomických objektů z multimediálního disku "Multimedia Library for Astronomy". Ukažte kalendář pozorovatele na září (převzato z webu Astronet), ukázka astronomického časopisu (elektronického, např. Nebosvod). Můžete promítnout ukázku z filmu Astronomie (1. část, fr. 2. Nejstarší věda).

Mezipředmětová komunikace: Přímé šíření, odraz, lom světla. Konstrukce obrazů vytvořených tenkou čočkou. Kamera (fyzika, VII třída). Elektromagnetické vlny a rychlost jejich šíření. Rádiové vlny. Chemické působení světla (fyzika, X třída).

Během vyučování:

Úvodní přednáška (2 min)

1. Učebnice E. P. Levitana; obecný zápisník - 48 listů; zkoušky na vyžádání.
2. Astronomie je nová disciplína ve školním kurzu, i když jste s některými problémy krátce obeznámeni.
3. Jak pracovat s učebnicí.

• propracovat (ne číst) odstavec
• ponořit se do podstaty, pochopit každý jev a procesy
• propracujte si všechny otázky a úkoly za odstavcem, stručně ve svých sešitech
• ověřte si své znalosti pomocí seznamu otázek na konci tématu
• Prohlédněte si další materiály na internetu

Přednáška (nový materiál) (30 min) Začátek je ukázka videoklipu z CD (nebo mé prezentace).

Astronomie [řec Astron (astron) - hvězda, nomos (nomos) - zákon] - věda o Vesmíru, završující přírodní a matematický cyklus školních disciplín. Astronomie studuje pohyb nebeských těles (sekce „nebeská mechanika“), jejich povahu (sekce „astrofyzika“), vznik a vývoj (sekce „kosmogonie“) [ Astronomie je věda o stavbě, původu a vývoji nebeských těles a jejich soustav =, tedy nauka o přírodě]. Astronomie je jedinou vědou, která získala svou patronku múzu – Uranii.
Systémy (vesmír): - všechna tělesa ve Vesmíru tvoří systémy různé složitosti.

Historie astronomie (můžete použít fragment filmu Astronomie (1. část, fr. 2. Nejstarší věda))
Astronomie je jednou z nejvíce fascinujících a nejstarších přírodních věd – zkoumá nejen současnost, ale i vzdálenou minulost makrokosmu kolem nás, stejně jako kreslí vědecký obraz budoucnosti vesmíru.
Potřeba astronomických znalostí byla diktována životní nutností:

Etapy vývoje astronomie
1 Starověk(PŘED NAŠÍM LETOPOČTEM). Filosofie →astronomie →prvky matematiky (geometrie).
Starověký Egypt, starověká Asýrie, starověcí Mayové, starověká Čína, Sumerové, Babylonie, starověké Řecko. Vědci, kteří významně přispěli k rozvoji astronomie: THALES z Milétu(625-547, starověké Řecko), EVDOKS Knidsky(408-355, starověké Řecko), ARISTOTELES(384-322, Makedonie, Starověké Řecko), ARISTARCHUS ze Samosu(310–230, Alexandrie, Egypt), ERATOSTHENES(276–194, Egypt), HIPPARCHUS z Rhodu(190-125, starověké Řecko).
II Předteleskopické doba. (po Kr. do roku 1610). Úpadek vědy a astronomie. Rozpad Římské říše, nájezdy barbarů, zrození křesťanství. Rychlý rozvoj arabské vědy. Oživení vědy v Evropě. Moderní heliocentrický systém struktury světa. Vědci, kteří významně přispěli k rozvoji astronomie během tohoto období: Claudius PTOLEMY (Claudius Ptolomaeus)(87-165, Dr. Řím), BIRUNI, Abu Reyhan Muhammad ibn Ahmed al-Biruni(973-1048, moderní Uzbekistán), Mirza Muhammad ibn Shahrukh ibn Timur (Taragay) ULUGBEK(1394-1449, moderní Uzbekistán), Mikuláš KOPERNIUS(1473-1543, Polsko), Tichý (Tighe) BRAHE(1546-1601, Dánsko).
III Teleskopický před příchodem spektroskopie (1610-1814). Vynález dalekohledu a pozorování s jeho pomocí. Zákony pohybu planet. Objev planety Uran. První teorie vzniku sluneční soustavy. Vědci, kteří významně přispěli k rozvoji astronomie během tohoto období: Galileo Galilei(1564-1642, Itálie), Johann KEPLER(1571-1630, Německo), Jan GAVELIY (GAVELIUS) (1611-1687, Polsko), Hans Christian HUYGENS(1629-1695, Nizozemsko), Giovanni Dominico (Jean Domenic) CASSINI>(1625-1712, Itálie-Francie), Isaac Newton(1643-1727, Anglie), Edmund Halley (HALLIE, 1656-1742, Anglie), William (William) Wilhelm Friedrich HERSCHEL(1738-1822, Anglie), Pierre Simon LAPLACE(1749-1827, Francie).
IV Spektroskopie. Před fotkou. (1814-1900). Spektroskopická pozorování. První určení vzdálenosti ke hvězdám. Objev planety Neptun. Vědci, kteří významně přispěli k rozvoji astronomie během tohoto období: Josef von Fraunhofer(1787-1826, Německo), Vasilij Jakovlevič (Friedrich Wilhelm Georg) STROVE(1793-1864, Německo-Rusko), George Biddell Erie (VZDUŠNÝ, 1801-1892, Anglie), Friedrich Wilhelm BESSEL(1784-1846, Německo), Johann Gottfried HALLE(1812-1910, Německo), William HEGGINS (Huggins, 1824-1910, Anglie), Angelo SECCHI(1818-1878, Itálie), Fedor Aleksandrovič BREDIKHIN(1831-1904, Rusko), Edward Charles PICKERING(1846-1919, USA).
V Moderní období (1900-současnost). Rozvoj využití fotografie a spektroskopických pozorování v astronomii. Řešení otázky zdroje energie hvězd. Objev galaxií. Vznik a rozvoj radioastronomie. Vesmírný výzkum. Zobrazit další podrobnosti.

Spojení s jinými objekty.
PSS t 20 F. Engels - „Nejprve astronomie, která je vzhledem k ročním obdobím naprosto nezbytná pro pastevecké a zemědělské práce. Astronomie se může rozvíjet pouze s pomocí matematiky. Proto jsem musel počítat. Dále se v určité fázi rozvoje zemědělství v určitých zemích (zvyšování vody pro zavlažování v Egyptě) a zejména spolu se vznikem měst, velkých staveb a rozvojem řemesel rozvíjela i mechanika. Brzy se stane nezbytným pro námořní a vojenské záležitosti. Přenáší se také na pomoc matematice a přispívá tak k jejímu rozvoji.“
Astronomie hrála v dějinách vědy tak vůdčí roli, že mnozí vědci považují „astronomii za nejvýznamnější faktor ve vývoji od jejích počátků – až po Laplacea, Lagrange a Gausse“ – čerpali z ní úkoly a vytvářeli metody pro řešení těchto problémů. Astronomie, matematika a fyzika nikdy neztratily svůj vztah, což se odráží v činnosti mnoha vědců.

		Interakce astronomie a fyziky nadále ovlivňuje rozvoj dalších věd, techniky, energetiky a různých odvětví národního hospodářství. Příkladem je vznik a rozvoj kosmonautiky. Vyvíjejí se metody pro omezení plazmatu v omezeném objemu, koncept „bezkolizního“ plazmatu, generátory MHD, zesilovače kvantového záření (masery) atd.
	1 - heliobiologie 2 - xenobiologie 3 - vesmírná biologie a medicína 4 - matematický zeměpis 5 - kosmochemie A - sférická astronomie B - astrometrie B - nebeská mechanika G - astrofyzika D - kosmologie E - kosmogonie F - kosmofyzika	Astronomie a chemie propojit problematiku studia původu a rozšíření chemických prvků a jejich izotopů ve vesmíru, chemickou evoluci vesmíru. Nauka kosmochemie, která vznikla na průsečíku astronomie, fyziky a chemie, úzce souvisí s astrofyzikou, kosmogonií a kosmologií, studuje chemické složení a diferencovanou vnitřní stavbu kosmických těles, vliv kosmických jevů a procesů na průběh chemické reakce, zákony hojnosti a distribuce chemických prvků ve Vesmíru, spojování a migrace atomů při vzniku hmoty v prostoru, vývoj izotopového složení prvků. Pro chemiky jsou velmi zajímavé studie chemických procesů, které je pro svůj rozsah nebo složitost obtížné nebo zcela nemožné reprodukovat v pozemských laboratořích (hmota v nitru planet, syntéza složitých chemických sloučenin v temných mlhovinách atd.) . Astronomie, geografie a geofyzika spojuje studium Země jako jedné z planet sluneční soustavy, její základní fyzikální vlastnosti (tvar, rotace, velikost, hmotnost atd.) a vliv kosmických faktorů na geografii Země: stavba a složení zemský vnitřek a povrch, reliéf a klima, periodické, sezónní a dlouhodobé, lokální a globální změny v atmosféře, hydrosféře a litosféře Země - magnetické bouře, příliv a odliv, změny ročních období, drift magnetických polí, oteplování a led věky atd., vznikající v důsledku vlivu kosmických jevů a procesů (sluneční aktivita, rotace Měsíce kolem Země, rotace Země kolem Slunce atd.); i astronomické metody orientace v prostoru a určování souřadnic terénu, které neztratily svůj význam. Jednou z nových věd byla vesmírná geověda - soubor instrumentálních studií Země z vesmíru pro účely vědecké i praktické činnosti. Spojení astronomie a biologie určuje jejich evoluční charakter. Astronomie studuje evoluci kosmických objektů a jejich systémů na všech úrovních organizace neživé hmoty stejným způsobem jako biologie evoluci živé hmoty. Astronomii a biologii spojují problémy vzniku a existence života a inteligence na Zemi a ve Vesmíru, problémy pozemské a vesmírné ekologie a vliv kosmických procesů a jevů na biosféru Země. Spojení astronomie S historie a společenské vědy, studující vývoj hmotného světa na kvalitativně vyšší úrovni organizace hmoty, je důsledkem vlivu astronomických poznatků na světonázor lidí a rozvoj vědy, techniky, zemědělství, ekonomiky a kultury; otevřená zůstává otázka vlivu kosmických procesů na sociální vývoj lidstva. Krása hvězdné oblohy probudila myšlenky o velikosti vesmíru a inspirovala spisovatelů a básníků. Astronomická pozorování v sobě nesou silný emocionální náboj, demonstrují sílu lidské mysli a její schopnost rozumět světu, pěstují smysl pro krásu a přispívají k rozvoji vědeckého myšlení. Spojení mezi astronomií a „vědou věd“ - filozofie- je dáno tím, že astronomie jako věda má nejen speciální, ale i univerzální, humanitní aspekt a nejvíce přispívá k objasnění místa člověka a lidstva ve Vesmíru, ke studiu vztahu „člověk - vesmír". V každém kosmickém jevu a procesu jsou viditelné projevy základních, fundamentálních zákonů přírody. Na základě astronomických výzkumů se formují principy poznání hmoty a Vesmíru a nejdůležitější filozofická zobecnění. Astronomie ovlivnila vývoj všech filozofických nauk. Je nemožné vytvořit fyzický obraz světa, který obchází moderní představy o vesmíru - nevyhnutelně ztratí svůj ideologický význam.

Moderní astronomie je základní fyzikální a matematická věda, jejíž rozvoj přímo souvisí s vědeckým a technickým pokrokem. Ke studiu a vysvětlení procesů se využívá celý moderní arzenál různých, nově vzniklých oborů matematiky a fyziky. Existuje také.

Hlavní obory astronomie:

Pozorování v astronomii.
Hlavním zdrojem informací jsou pozorování o nebeských tělesech, procesech, jevech vyskytujících se ve vesmíru, protože se jich nelze dotknout a provádět experimenty s nebeskými tělesy (možnost provádět experimenty mimo Zemi vznikla pouze díky kosmonautice). Mají také takové zvláštnosti, že ke studiu jakéhokoli jevu je nutné:

• dlouhá časová období a současné pozorování příbuzných objektů (příklad: vývoj hvězd)
• potřeba označit polohu nebeských těles v prostoru (souřadnice), protože všechna svítidla se zdají být daleko od nás (ve starověku vznikl koncept nebeské sféry, která se jako celek točí kolem Země)

Příklad: Starověký Egypt, pozoroval hvězdu Sothis (Sirius), určil začátek povodně Nilu a stanovil délku roku na 4240 př.nl. za 365 dní. Pro přesná pozorování jsme potřebovali zařízení.
1). Je známo, že Thales z Milétu (624-547, starověké Řecko) v roce 595 př.n.l. poprvé použil gnómon (svislou tyč, předpokládá se, že ji vytvořil jeho student Anaximander) - umožňoval nejen být slunečními hodinami, ale také určovat okamžiky rovnodennosti, slunovratu, délku roku, zeměpisnou šířku pozorování atd.
2). Již Hipparchos (180-125, starověké Řecko) používal astroláb, který mu umožnil změřit paralaxu Měsíce v roce 129 př. n. l., stanovit délku roku na 365,25 dne, určit průvod a sestavit jej v roce 130 př. n. l. katalog hvězd pro 1008 hvězd atd.
Byla tam astronomická hůl, astrolabon (první typ teodolitu), kvadrant atd. Pozorování se provádějí ve specializovaných institucích - , vznikl v první fázi vývoje astronomie před SV. S vynálezem ale začal skutečný astronomický výzkum dalekohled v roce 1609

Dalekohled - zvětšuje úhel pohledu, ze kterého jsou viditelná nebeská tělesa ( rozlišení ) a shromažďuje mnohonásobně více světla než oko pozorovatele ( pronikavá síla ). Proto můžete pomocí dalekohledu zkoumat povrchy nebeských těles nejblíže Zemi, neviditelných pouhým okem, a vidět mnoho slabých hvězd. Vše závisí na průměru jeho čočky.Typy dalekohledů: A rádio(Ukázka dalekohledu, plakát "Teleskopy", schémata). Dalekohledy: z historie
= optický

1. Optické dalekohledy ()

	Refraktor(refrakto-refrakt) - využívá se lomu světla v čočce (refrakční). „Zaměřovací dalekohled“ vyrobený v Holandsku [H. Lippershey]. Podle přibližného popisu ji vyrobil v roce 1609 Galileo Galilei a poprvé ji vyslal na oblohu v listopadu 1609 a v lednu 1610 objevil 4 satelity Jupitera. Největší refraktor na světě vyrobil Alvan Clark (optik z USA) 102 cm (40 palců) a byl instalován v roce 1897 na Hyères Observatory (nedaleko Chicaga). Vyrobil také 30palcovou a instaloval ji v roce 1885 na observatoři Pulkovo (zničena během druhé světové války).
	Reflektor(reflecto-reflex) - pro zaostření paprsků se používá konkávní zrcadlo. V roce 1667 vynalezl první odrazový dalekohled I. Newton (1643-1727, Anglie), průměr zrcadla byl 2,5 cm při 41 X zvýšit. V té době se zrcadla vyráběla z kovových slitin a rychle se otupovala. Největší dalekohled světa. W. Keck instaloval v roce 1996 zrcadlo o průměru 10 m (první ze dvou, ale zrcadlo není monolitické, ale skládá se z 36 šestihranných zrcadel) na observatoři Mount Kea (Kalifornie, USA). V roce 1995 byl představen první ze čtyř dalekohledů (průměr zrcadla 8 m) (ESO Observatory, Chile). Předtím bylo největší v SSSR, průměr zrcadla byl 6 m, instalované na území Stavropol (hora Pastukhov, h = 2070 m) ve Speciální astrofyzikální observatoři Akademie věd SSSR (monolitické zrcadlo 42 tun, 600tunový dalekohled, můžete vidět hvězdy 24 m).
	Zrcadlový objektiv. B.V. SCHMIDT(1879-1935, Estonsko) z roku 1930 (kamera Schmidt) s průměrem objektivu 44 cm Velká clona, ​​bez koma a velké zorné pole, umístění korekční skleněné desky před sférické zrcadlo. V roce 1941 D.D. Maksutov(SSSR) vyrobil meniskus, výhodný s krátkou rourou. Používané amatérskými astronomy. V roce 1995 byl uveden do provozu první dalekohled s 8m zrcadlem (ze 4) se základnou 100 m pro optický interferometr (poušť ATACAMA, Chile; ESO). V roce 1996 byl pojmenován první dalekohled o průměru 10 m (ze dvou se základnou 85 m). W. Keck představen na observatoři Mount Kea (Kalifornie, Havaj, USA) amatér dalekohledy

• přímá pozorování
• fotografie (astrograf)
• fotoelektrické - senzor, kolísání energie, záření
• spektrální - poskytují informace o teplotě, chemickém složení, magnetických polích, pohybech nebeských těles.

1. Dokumentace je schopnost zaznamenávat probíhající jevy a procesy a uchovávat přijaté informace po dlouhou dobu.
2. Bezprostřednost je schopnost registrovat krátkodobé události.
3. Panoramatický - schopnost zachytit několik objektů současně.
4. Integrita je schopnost akumulovat světlo ze slabých zdrojů.
5. Detail – možnost vidět detaily objektu na obrázku.

• Prostřednictvím dalekohledu vidíme co nejvíce: ( rozlišení) a= 14"/D nebo a= 206265.A/D[Kde λ je vlnová délka světla a D- průměr čočky dalekohledu] .
• Množství světla zachyceného čočkou se nazývá clonový poměr. Clona E=~S (nebo D 2) čočky. E=(D/d xp ) 2 , Kde d xp - průměr lidské zornice za normálních podmínek je 5mm (maximálně ve tmě 8mm).
• Zvýšit teleskop = Ohnisková vzdálenost čočky/Fokální vzdálenost okuláru. W=F/f=p/a.

Nebeská tělesa produkují záření: světlo, infračervené, ultrafialové, rádiové vlny, rentgenové záření, gama záření. Vzhledem k tomu, že atmosféra překáží pronikání paprsků k zemi s λ< λ света (ультрафиолетовые, рентгеновские, γ - излучения), то последнее время на орбиту Земли выводятся телескопы и целые орбитальные обсерватории : (т.е развиваются внеатмосферные наблюдения).

l. Fixace materiálu .
otázky:

1. Jaké astronomické informace jste studoval v jiných předmětech? (přírodopis, fyzika, dějepis atd.)
2. V čem je specifičnost astronomie ve srovnání s jinými přírodními vědami?
3. Jaké druhy nebeských těles znáš?
4. Planety. Kolik, jak se říká, pořadí uspořádání, největší atd.
5. Jaký význam má dnes astronomie v národním hospodářství?

Hodnoty v národním hospodářství:
- Orientace podle hvězd k určení stran obzoru
- Navigace (navigace, letectví, kosmonautika) - umění najít cestu ke hvězdám
- Průzkum vesmíru k pochopení minulosti a předpovídání budoucnosti
- Kosmonautika:
- Průzkum Země za účelem zachování její jedinečné přírody
- Získávání materiálů, které je nemožné získat v pozemských podmínkách
- Předpověď počasí a předpověď katastrof
- Záchrana lodí v nouzi
- Výzkum jiných planet k předpovědi vývoje Země
Výsledek:

1. Co nového jste se naučili? Co je astronomie, účel dalekohledu a jeho typy. Vlastnosti astronomie atd.
2. Je třeba ukázat použití CD "Red Shift 5.1", Kalendář pozorovatele, ukázka astronomického časopisu (elektronického např. Nebosvod). Zobrazit na internetu, Astrotop, portál: Astronomie PROTI Wikipedie, - pomocí kterého můžete získat informace o problému, který vás zajímá, nebo je najít.
3. Hodnocení.

Domácí práce: Úvod, §1; otázky a úkoly k sebekontrole (str. 11), č. 6 a 7 sestavovat schémata, nejlépe ve třídě; str. 29-30 (str. 1-6) - hlavní myšlenky.
Při podrobném studiu materiálu o astronomických přístrojích můžete studentům klást otázky a úkoly:
1. Určete hlavní charakteristiky dalekohledu G. Galilea.
2. Jaké jsou výhody a nevýhody optické konstrukce Galileova refraktoru ve srovnání s optickou konstrukcí Keplerova refraktoru?
3. Určete hlavní charakteristiky BTA. Kolikrát silnější je BTA než MSR?
4. Jaké jsou výhody dalekohledů instalovaných na palubě kosmických lodí?
5. Jaké podmínky musí splňovat místo pro stavbu astronomické observatoře?

Lekci připravili členové kroužku „Internetové technologie“ v roce 2002: Prytkov Denis (10. třída) A Disenová Anna (9. tř.). Změněno 09.01.2007

1. Nutnost sledovat čas (kalendář). (Starověký Egypt – zaznamenána souvislost s astronomickými jevy)
2. Hledání cesty podle hvězd, zejména pro námořníky (první plachetnice se objevily 3 tisíce let před naším letopočtem)
3. Zvědavost je pochopit současné jevy a dát je do svých služeb.
4. Péče o svůj osud, který zrodil astrologii.

Astronomie je jednou z nejstarších věd, jejíž počátky sahají až do doby kamenné (VI-III tisíciletí před naším letopočtem). Astronomie studuje pohyb, stavbu, vznik a vývoj nebeských těles a jejich soustav. Člověka vždy zajímala otázka, jak funguje svět kolem nás a jaké místo v něm zaujímá. Většina národů na úsvitu civilizace měla zvláštní kosmologické mýty, které vyprávějí, jak z původního chaosu postupně vzniká prostor (řád), vše, co člověka obklopuje: nebe a země, hory, moře a řeky, rostliny a zvířata, stejně jako muž sám.

V průběhu tisíců let docházelo k postupnému hromadění informací o jevech, které se na obloze vyskytovaly. Ukázalo se, že periodické změny pozemské přírody jsou doprovázeny změnami vzhledu hvězdné oblohy a zdánlivým pohybem Slunce. Aby bylo možné včas provést určité zemědělské práce: setí, zalévání, sklizeň, bylo nutné vypočítat nástup určitého ročního období.

Ale to bylo možné provést pouze pomocí kalendáře sestaveného z mnoha let pozorování polohy a pohybu Slunce a Měsíce. Potřeba pravidelného pozorování nebeských těles byla tedy určena praktickými potřebami počítání času. Přísná periodicita, která je pohybu nebeských těles vlastní, je základem základních jednotek času, které se dodnes používají – den, měsíc, rok. Prosté rozjímání o probíhajících jevech a jejich naivní interpretace byly postupně nahrazeny pokusy o vědecké vysvětlení příčin pozorovaných jevů. Když ve starověkém Řecku (6. století př. n. l.) začal prudký rozvoj filozofie jako přírodní vědy, astronomické znalosti se staly nedílnou součástí lidské kultury.

Astronomie je jedinou vědou, která získala svou patronku múzu – Uranii. Od starověku byl vývoj astronomie a matematiky úzce propojen. Víte, že v překladu z řečtiny název jednoho z odvětví matematiky – geometrie – znamená „zeměměřictví“. První měření poloměru zeměkoule byla provedena ve 3. století. před naším letopočtem E. na základě astronomických pozorování výšky Slunce v poledne. Neobvyklé, ale dnes běžné rozdělení kruhu na 360° má astronomický původ: vzniklo, když se věřilo, že délka roku je 360 ​​dní, a Slunce při svém pohybu kolem Země udělá každý krok jeden krok. den - titul.

Astronomická pozorování již dlouho umožňovala lidem proplouvat neznámým terénem a mořem. Vývoj astronomických metod pro určování souřadnic v XV-XVII století. bylo z velké části způsobeno rozvojem plavby a hledáním nových obchodních cest. Vytváření zeměpisných map a objasňování tvaru a velikosti Země se na dlouhou dobu stalo jedním z hlavních problémů řešených praktickou astronomií. Umění najít cestu pomocí pozorování nebeských těles, nazývané navigace, se dnes využívá nejen v navigaci a letectví, ale také v kosmonautice. Astronomická pozorování pohybu nebeských těles a nutnost předem vypočítat jejich polohu sehrála důležitou roli v rozvoji nejen matematiky, ale i pro praktickou činnost člověka velmi důležitého odvětví fyziky – mechaniky. Poté, co astronomie, matematika a fyzika vyrostly z toho, co bylo kdysi jedinou přírodní vědou – filozofií, neztratily své těsné spojení mezi sebou.

Propojení těchto věd se přímo odráží v činnosti mnoha vědců. Není náhodou, že například Galileo Galilei a Isaac Newton jsou proslulí svou prací ve fyzice i astronomii. Kromě toho je Newton jedním z tvůrců diferenciálního a integrálního počtu. Jím na konci 17. stol. zákon univerzální gravitace otevřel možnost využít tyto matematické metody ke studiu pohybu planet a dalších těles sluneční soustavy. Neustálé zdokonalování výpočtových metod po celé 18. století. přinesl tuto část astronomie - nebeskou mechaniku - do popředí mezi ostatními vědami té doby. Otázka postavení Země ve Vesmíru, zda je stacionární nebo se pohybuje kolem Slunce, v 16.-17. se stal důležitým jak pro astronomii, tak pro pochopení světa.

Heliocentrické učení Mikuláše Koperníka bylo nejen důležitým krokem v řešení tohoto vědeckého problému, ale přispělo i ke změně stylu vědeckého myšlení a otevřelo novou cestu k pochopení vyskytujících se jevů. V historii rozvoje vědy se jednotliví myslitelé mnohokrát snažili omezit možnosti poznání Vesmíru. Snad k poslednímu takovému pokusu došlo krátce před objevem spektrální analýzy. „Věta“ byla tvrdá: „Představujeme si možnost určování jejich (nebeských těles) tvarů, vzdáleností, velikostí a pohybů, ale nikdy v žádném případě nebudeme schopni studovat jejich chemické složení...“ (O. Comte). Objev spektrální analýzy a její aplikace v astronomii znamenal začátek širokého využití fyziky při studiu podstaty nebeských těles a vedl ke vzniku nového odvětví vědy o vesmíru – astrofyziky.

Neobvyklost z „pozemského“ hlediska podmínek existujících na Slunci, hvězdách a ve vesmíru zase přispěla k rozvoji fyzikálních teorií, které popisují stav hmoty v podmínkách, které se na Zemi těžko vytvářejí. Navíc ve 20. století, zejména v jeho druhé polovině, vedly úspěchy astronomie opět, jako v dobách Koperníka, k vážným změnám ve vědeckém obrazu světa, k utváření představ o vývoji vesmíru. Ukázalo se, že vesmír, ve kterém dnes žijeme, byl před několika miliardami let úplně jiný – nebyly v něm žádné galaxie, žádné hvězdy, žádné planety.

K vysvětlení procesů, ke kterým došlo v počáteční fázi jeho vývoje, byl zapotřebí celý arzenál moderní teoretické fyziky, včetně teorie relativity, atomové fyziky, kvantové fyziky a fyziky elementárních částic. Rozvoj raketové technologie umožnil lidstvu vstoupit do vesmíru. To na jedné straně výrazně rozšířilo možnosti studia všech objektů nacházejících se mimo Zemi a vedlo k novému rozmachu ve vývoji nebeské mechaniky, která úspěšně počítá dráhy automatických i pilotovaných kosmických lodí pro různé účely.

Na druhou stranu metody dálkového průzkumu Země, které vzešly z astrofyziky, se dnes hojně využívají při studiu naší planety z umělých družic a orbitálních stanic. Výsledky studií těles Sluneční soustavy nám umožňují lépe porozumět globálním, včetně evolučních procesů probíhajících na Zemi. Poté, co lidstvo vstoupilo do vesmírné éry své existence a připravilo se na lety na jiné planety, nemá právo na Zemi zapomínat a musí si plně uvědomit potřebu zachování její jedinečné přírody.