ASTROFYSIIKKA: TUTKIMUSKOHDE, HISTORIA, TEORIAT, HAARAT - ARTE - 2025

Astrofysiikan vastaa yhdistämällä lähestyy fysiikan ja kemian analysoida ja selittää kaikki elimet avaruuden tähdet, planeetat, galaksit, ja niin on. Se esiintyy tähtitieteen haarana ja on osa tiedeitä, jotka liittyvät maailmankaikkeuden tutkimukseen.

Osa tutkimuksen objektista liittyy etsintään ymmärtää elämää maailman alkuperästä ja ihmisten tehtävistä tai roolista siinä. Yritä esimerkiksi selvittää, miten ympäristö, jolla on suotuisat olosuhteet elämän kehittämiselle, kehittyy planeettajärjestelmässä.

Astrofysiikka tutkii avaruuden kohteita niiden rakenteen ja kemiallisen ja fysikaalisen koostumuksen suhteen. Sähkömagneettinen spektri on tärkein tietolähde. Kuva WikiImages Pixabaylta

Tutkimuksen kohde

Astrofysiikan tavoitteena on selvittää tähtitieteellisten kappaleiden alkuperä ja luonne. Jotkut seikat, joita se tarkastelee, ovat tiheys, lämpötila, kemiallinen koostumus ja valoisuus.

Tämä tähtitieteen haara käyttää sähkömagneettista spektriä tärkeimpänä tietolähteenä kaikille maailmankaikkeuden tähtitieteellisille tavoitteille. Tutkitaan muun muassa planeettoja, tähtiä ja galakseja. Nykyään se keskittyy lisäksi monimutkaisempiin tai kauempiin kohteisiin, kuten mustiin reikiin, tummaan aineeseen tai pimeään energiaan.

Suuri osa astrofysikaaliseen lähestymistapaan toteutetusta modernista tekniikasta mahdollistaa tiedon hankkimisen valon kautta. Sähkömagneettisen spektrin tutkimuksen avulla tämä oppiaine pystyy tutkimaan ja tuntemaan sekä ihmisen silmän näkyviä että näkymättömiä tähtitieteellisiä kappaleita.

Astrofysiikan historia

Astrofysiikan esiintyminen tähtitieteen haarana tapahtui 1800-luvulla. Sen historia on täynnä merkityksellisiä edeltäjiä, joissa kemia liittyy läheisesti optisiin havaintoihin. Spektroskopia on tärkein tutkimuksen tekniikka tieteen kehitykselle ja vastaa valon ja aineen vuorovaikutuksen analysoinnista.

Spektroskopia, samoin kuin kemian vakiinnuttaminen tiedeksi, olivat tekijöitä, jotka vaikuttivat huomattavasti astrofysiikan etenemiseen. Vuonna 1802 William Hyde Wollaston, englantilainen kemiallinen ja fyysikko, havaitsi joitain tummia jälkiä aurinkospektrissä.

Myöhemmin saksalainen fyysikko Joseph von Fraunhofer toteaa yksinään, että nämä auringon optisen spektrin jäljet ​​toistuvat tähdellä ja planeetalla, kuten Venuksella. Täältä lähtien hän päätteli, että tämä oli valon luontainen ominaisuus. Fraunhoferin valmistama valon spektrianalyysi oli yksi malleista, joita eri tähtitieteilijöiden oli noudatettava.

Toinen näkyvin nimi on tähtitieteilijä William Huggins. Vuonna 1864 hän havaitsi observatorioonsa asettamansa spektroskoopin avulla tämän instrumentin avulla, että kemiallinen koostumus voidaan määrittää ja saada aikaan joitain sumujen fysikaalisia parametreja.

Esimerkiksi lämpötila ja tiheys voitiin löytää. Hugginsin havainto tehtiin tutkimaan sumua NGC6543, joka tunnetaan paremmin nimellä "kissan silmä".

Huggins luottaa Fraunhoferin tutkimuksiin soveltaakseen auringonvalon spektrianalyysiä ja käyttää sitä samalla tavalla tähtiin ja sumuihin. Tämän lisäksi Huggins ja Lontoon King's Collegen kemian professori William Miller viettivät paljon aikaa suorittamalla spektroskopiatutkimuksia maanpäällisistä elementeistä voidakseen tunnistaa ne tähtiä koskevissa tutkimuksissa.

1900-luvulle mennessä löytöjen laatua heikensivät instrumenttirajoitukset. Tämä motivoi tiimien rakentamista parannuksilla, jotka mahdollistivat merkittävimmän edistyksen tähän mennessä.

Erinomaiset teoriat astrofysiikan tutkimuksessa

Inflaatioteoriat maailmankaikkeudesta

Fyysikko ja kosmologi Alan H Guth postuloi inflaatioteorian vuonna 1981. Sen tarkoituksena on selittää maailmankaikkeuden alkuperä ja laajentuminen. "Inflaation" ajatus viittaa eksponentiaalisen laajentumisen ajanjaksoon, joka tapahtui maailmassa sen ensimmäisillä muodostumishetkellä.

Inflaatio-ehdotus on ristiriidassa Big Bang -teorian kanssa, joka on yksi hyväksytyimmistä, kun etsitään selityksiä maailmankaikkeuden alkuperästä. Vaikka iso räjähdys odottaa maailmankaikkeuden laajentumisen hidastuneen räjähdyksen jälkeen, inflaatioteorian mukaan päinvastoin. "Inflaatio" ehdottaa maailmankaikkeuden nopeutettua ja eksponentiaalista laajenemista, joka mahdollistaisi suuret etäisyydet esineiden välillä ja aineen homogeenisen jakautumisen.

Maxwellin sähkömagneettinen teoria

Yksi mielenkiintoisimmista panoksista fysiikan historiassa on "Maxwellin yhtälöt" hänen sähkömagneettisessa teoriassaan.

Vuonna 1865 matemaattiselle fysiikalle erikoistunut James Clerk Maxwell julkaisi dynaamisen teorian sähkömagneettisesta kentästä, jossa hän paljasti yhtälöt, joiden kautta hän paljastaa sähkön ja magneettisuuden yhteisen työn, suhteen, jota on spekuloitu 1800-luvulta lähtien..

Yhtälöt kattavat erilaiset sähköön ja magneettisuuteen liittyvät lait, kuten Ampèren laki, Faraday tai Lorentzin laki.

Maxwell havaitsi painovoiman, magneettisen vetovoiman ja valon välisen suhteen. Aikaisemmin astrofysiikassa arvioitiin vain ominaisuuksia, kuten painovoimaa tai inertiaa. Maxwellin osallistumisen jälkeen perustettiin sähkömagneettisten ilmiöiden tutkimus.

Tiedonkeruumenetelmät

Spektrometri

Fysiikka Gustav Kirchhoff ja kemisti Robert Bunsen, molemmat saksalaiset, olivat ensimmäisen spektrometrin luojat. Vuonna 1859 he osoittivat, että jokainen puhtaassa tilassaan oleva aine pystyy lähettämään tietyn spektrin.

Spektrometrit ovat optisia instrumentteja, joiden avulla voidaan mitata valoa sähkömagneettisen spektrin tietystä kohdasta ja tunnistaa myöhemmin materiaalit. Tavallinen mittaus tehdään määrittämällä valon voimakkuus.

Ensimmäiset spektrometrit olivat perusprismaja kaltevuudella. Tällä hetkellä ne ovat automaattisia laitteita, joita voidaan ohjata tietokoneella.

Tähtitieteellinen fotometria

Astrofysiikassa fotometrian soveltaminen on tärkeää, koska suuri osa tiedosta tulee valosta. Jälkimmäisen tehtävänä on mitata tähtitieteellisestä esineestä mahdollisesti tulevan valon voimakkuutta. Se käyttää fotometriä välineenä tai se voidaan integroida kaukoputkeen. Fotometria voi auttaa määrittämään esimerkiksi taivaankappaleen mahdollisen suuruuden.

astrophotography

Kyse on tähtitieteellisten tapahtumien ja esineiden valokuvauksesta, tämä kattaa myös taivaan alueet yöllä. Yksi astrofotograafian ominaisuuksista on kyky kääntää etäiset elementit kuviksi, esimerkiksi galakseiksi tai sumuiksi.

Haara-astrofysiikassa toteutetut haarat

Tämä kurinalaisuus keskittyy tiedonkeruuseen taivaankappaleiden havainnoinnin avulla. Se käyttää tähtitieteellisiä instrumentteja ja sähkömagneettisen spektrin tutkimusta. Suuri osa havainnollistavan astrofysiikan jokaisesta osahaarasta saatavasta tiedosta liittyy sähkömagneettiseen säteilyyn.

Radioastronomia

Sen tutkimuskohde on taivaankappaleet, jotka pystyvät lähettämään radioaaltoja. Se kiinnittää huomiota tähtitieteellisiin ilmiöihin, jotka ovat yleensä näkymättömiä tai piilotettuja sähkömagneettisen spektrin muihin osiin.

Havainnoille tällä tasolla käytetään radioteleskooppia, instrumenttia, joka on suunniteltu havaitsemaan radioaaltoaktiviteetit.

Infrapuna tähtitiede

Se on astrofysiikan ja tähtitieteen haara, jossa tutkitaan ja havaitaan maailmankaikkeuden taivaankappaleiden infrapunasäteilyä. Tämä haara on melko leveä, koska kaikki esineet kykenevät lähettämään infrapunasäteilyä. Tämä tarkoittaa, että tämä oppiaine käsittää kaikkien maailmankaikkeuden olemassa olevien esineiden tutkimuksen.

Infrapuna-astronomia kykenee myös havaitsemaan kylmiä esineitä, joita näkyvän valon avulla toimivat optiset instrumentit eivät pysty havaitsemaan. Tähdet, hiukkaspilvet, sumu ja muut ovat joitain havaittavissa olevista avaruuskohteista.

Optinen tähtitiede

Tunnetaan myös näkyvän valon tähtitieteenä, se on vanhin tutkimusmenetelmä. Laajimmin käytetyt instrumentit ovat kaukoputki ja spektrometrit. Tämäntyyppiset instrumentit toimivat näkyvän valon alueella. Tämä kurinalaisuus eroaa aikaisemmista haaroista, koska siinä ei tutkita näkymättömiä valokohteita.

Taiteilijan vaikutelma gammasäteen purskeesta

]

Gammasäteytys

Se on vastuussa niiden ilmiöiden tai tähtitieteellisten kohteiden tutkimisesta, jotka pystyvät tuottamaan gammasäteitä. Viimeksi mainitut ovat erittäin korkeataajuisia, röntgensäteitä korkeampia säteilyjä ja niiden lähde on radioaktiivinen esine.

Gammasäteet voivat sijaita erittäin energiatehoisissa astrofysikaalisissa järjestelmissä, kuten esimerkiksi mustissa reikissä, kääpiötähdissä tai supernoovajäännöksissä.

Asiaan liittyvät käsitteet

Sähkömagneettinen spektri

Se on sähkömagneettisiin aaltoihin liittyvä energianjakelualue. Suhteessa tiettyyn esineeseen se määritellään sähkömagneettiseksi säteilyksi, joka kykenee säteilemään tai absorboimaan mitä tahansa esinettä tai ainetta sekä maapallolla että avaruudessa. Spektriin sisältyy sekä ihmissilmälle näkyvä valo että näkymätön.

Tähtitieteellinen esine

Astronomiassa tähtitieteelliseksi tai taivaalliseksi esineeksi kutsutaan mitä tahansa kokonaisuutta, ryhmää tai fysikaalista koostumusta, joka löytyy luonnostaan ​​maailmankaikkeuden havaittavissa olevasta osasta. Tähtitieteelliset esineet voivat olla planeettoja, tähtiä, kuita, sumua, planeettajärjestelmiä, galakseja, asteroideja ja muita.

säteily

Se viittaa energiaan, joka voi lähteestä lähteä ja kulkea avaruuden läpi ja jopa kyetä tunkeutumaan muihin materiaaleihin. Jotkut tunnetut säteilytyypit ovat radioaaltoja ja valoa. Eräs tyypillinen tuttu säteily on "ionisoiva säteily", joka syntyy lähteistä, jotka emittoivat varautuneita hiukkasia tai ioneja.

Viitteet

1. Tähtitieteellisten spektrien tyypit. Australialainen teleskoopin kansallinen laitos. Palautettu osoitteesta atnf.csiro.au
2. Tähtitieteellinen esine. Wikipedia, ilmainen tietosanakirja. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
3. spektrometrit Spectometry.com. Palautettu spectometry.com -sivustolta
4. Mikä on säteily? Säteilysuojelun asiantuntija. Terveysfysiikan yhdistys. Palautettu osoitteesta hps.org
5. Fjordman (2018). Astrofysiikan historia - osa 1. Brüsseli-lehti. Palautettu osoitteesta brusselsjournal.com
6. Näkyvän valon tähtitiede. Wikipedia, ilmainen tietosanakirja. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
7. Encyclopaedia Britannican toimittajat (2019). Gammasäteytys. Encyclopædia Britannica, inc. Palautettu osoitteesta britannica.com
8. IR-tähtitiede: Yleiskatsaus. Astrofysiikan ja planeettatieteiden tiede- ja tietokeskus. Palautettu osoitteesta ipac.caltech.edu
9. Bachiller R (2009) 1864. Huggins ja astrofysiikan synty. Maailma. Palautettu elmundo.es
10. Astrophysics. Wikipedia, ilmainen tietosanakirja. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
11. Radioastronomia on: tutkimus ja löytäminen. Kansallinen radioastronomian observatorio. Palautettu sivustosta public.nrao.edu
12. (2017) Mitä inflaatioteoria sanoo maailmankaikkeudesta ?. Valencian kansainvälinen yliopisto. Palautettu universidadviu.es
13. Bachelor R. (2015). 1865. Maxwellin yhtälöt muuttavat maailmaa. Kososmin kronikot. Maailma. Palautettu elmundo.es