Астроном. А. Н. Фирсов

Астрономия как наука возникла в связи с практической необходимостью: ориентирование в море или пустыне, отсчет времени, ведение календаря и т. д. В настоящее время практическая роль астрономии еще больше возросла и усложнилась. Служба точного времени, составление мореходных справочников, предсказание крупных атмосферных изменений, связанных с солнечной активностью, обеспечение космических полетов - вот далеко не полный перечень практических применений астрономии.

Наблюдения звезд, Солнца, Луны, планет издавна побуждали человека к объяснению строения Вселенной и выяснению своего места в общей картине мира. Несмотря на массу заблуждений, которые на протяжении столетий довлели над человечеством, все эти попытки способствовали развитию многих наук, таких, как физика, математика, механика, химия, геология, философия, прогресс которых, в свою очередь, помог в конечном итоге представить истинную картину строения Вселенной. Наблюдения объектов и явлений, происходящих во Вселенной, часто дают единственную возможность изучать процессы, невоспроизводимые в земных условиях. Вселенная представляет собой своего рода огромную лабораторию, открывающую нам возможность решения многих удивительных загадок природы и ставящую перед нами все новые нерешенные вопросы. Изучение Вселенной, по-видимому, единственный путь познания происхождения и эволюции материального мира.

Многообразие объектов, разнообразие методов их изучения и приложений этих методов к исследованиям разных типов космических образований привело к делению астрономии на ряд разделов.

Астрометрия - наиболее древняя отрасль астрономии. Астрометрия связана со службой точного времени, составлением звездных карт и установлением наиболее точной системы небесных координат, разработкой методов измерения положения и перемещения в пространстве небесных тел, изучением формы Земли и других планет.

Небесная механика исследует законы движения небесных тел, а также искусственных космических объектов. По методам исследования этот раздел очень близок к аналитической механике.

Звездная астрономия занимается исследованием строения и развития нашей звездной системы - Галактики.

Внегалактическая астрономия изучает другие галактики и закономерности строения систем галактик.

Космология исследует наиболее общие закономерности строения Вселенной в больших масштабах.

Космогония занимается вопросами происхождения и развития небесных тел.

Астрофизика изучает физическую природу космических тел: плотность, температуру, массу, химический состав, возраст, особенности их развития и взаимодействия друг с другом.

По методам научных исследований астрономию разделяют на наблюдательную, теоретическую и внеатмосферную (спутниковую). Разделы эти тесно связаны между собой, однако каждый из них обладает специфическими особенностями.

Видимо, ни в какой другой науке наблюдения не играют такой большой роли, как в астрономии. По существу, без наблюдений не обходится ни один раздел астрономии, почти ни одно астрономическое исследование. Однако роль наблюдений в астрономии весьма специфична, например, по сравнению с экспериментами в физике. Если физик-экспериментатор, как правило, может влиять на ход эксперимента, повторить его, создав аналогичные исходные условия, наконец, поставить вполне определенный опыт для выяснения тех или иных особенностей явления или для проверки той или иной гипотезы, наблюдатель-астроном, как правило, этих возможностей лишен. Обстоятельства эксперимента здесь диктуются объектом наблюдения, космические явления часто неповторимы (во всяком случае, мы не можем влиять на их повторение), даже аналогичные явления происходят в разных конкретных условиях. Астроном может лишь выбрать тот или иной инструмент и методику наблюдения. И пользуясь только этим, наблюдатель должен собрать и систематизировать факты таким образом, чтобы с их помощью можно было правильно понять и объяснить те или иные явления во Вселенной.

Настройка телескопа в обсерватории Дворца пионеров и школьников города Архангельска

Наблюдательная астрономия использует оптические телескопы и радиотелескопы. Оптическая астрономия ведет свое начало с 1610 года, когда Г. Галилей впервые применил зрительную трубу для астрономических наблюдений. С тех пор оптические телескопы постоянно развивались, улучшались их характеристики, расширялась область использования. Сейчас оптические телескопы применяют не только для визуальных, но и для фотографических, спектральных, фотоэлектрических наблюдений небесных светил. Самый крупный оптический телескоп-рефлектор с диаметром главного зеркала 6 метров находится в СССР на Северном Кавказе в Специальной астрофизической обсерватории АН СССР.

На занятии с юными астрономами

С помощью оптических телескопов можно вести наблюдения в видимом свете. Для наблюдений в других диапазонах электромагнитного излучения небесных тел используются радиотелескопы. Их появление в середине XX века привело к возникновению новой ветви наблюдательной астрономии - радиоастрономии. Несмотря на сравнительную молодость, радиоастрономические наблюдения привели к поразительным открытиям (например, таких загадочных объектов, как пульсары и квазары), позволили заглянуть в ранее недоступные глубины Вселенной, пролили свет на загадку возникновения наблюдаемой части Вселенной (открытие в 1965 году реликтового излучения). Крупнейший в мире радиотелескоп РАТАН-600 находится также в СССР на Северном Кавказе.

С запуском первых спутников Земли появилась возможность наблюдать космические объекты не с поверхности Земли через неспокойную и малопрозрачную атмосферу, а из космического пространства. Запускаемые к другим планетам зонды позволяют получать непосредственно сведения о строении их поверхности, атмосфере и физических условиях на них. Эта ветвь наблюдательной астрономии носит название внеатмосферной, или спутниковой.

Теоретические методы исследования в астрономии непосредственно связаны с физикой, в особенности с такими ее разделами, как ядерная физика, теория элементарных частиц, квантовая механика, общая теория относительности (теория гравитации). С точки зрения построения моделей и теоретического описания структуры Вселенной, ее эволюции и происходящих в ней явлений астрономия может считаться разделом теоретической физики. Поэтому специфика работы астронома-теоретика не отличается от специфики работы физика-теоретика.

Работа астронома-наблюдателя имеет ряд особенностей. Прежде всего, как и всякий экспериментатор, астроном должен хорошо знать устройство и принципы работы тех приборов, которые он использует для наблюдения. Необходимо глубоко разбираться в оптике, радиоэлектронике и даже обладать навыками инженера-механика, так как механическая часть астрономических инструментов сложна и от ее надежности во многом зависит качество наблюдений. Нередко и новые методы наблюдений, и приборы для них разрабатываются самими наблюдателями.

Очень полезна в работе астронома-наблюдателя хорошая зрительная память: важно уметь уловить возможные видимые изменения на том или ином участке неба или в небесном объекте по сравнению с предшествующими наблюдениями. Необходим широкий научный кругозор, чтобы суметь любому конкретному наблюдению дать правильную интерпретацию.

Экспериментатор в лаборатории, как правило, не связан ни с временем суток, ни с погодными условиями. Он может поставить эксперимент в удобное для него время и в соответствующей обстановке. Астроном-наблюдатель таких привилегий не имеет. Космическое явление надо наблюдать тогда, когда оно происходит, а не когда это удобно исследователю. Кроме того, оптические, а зачастую и радионаблюдения (кроме наблюдений Солнца) проводятся в ночное время. Для этого не только небо должно быть безоблачно, но и спокойна атмосфера, так как даже небольшие воздушные течения, например, восходящие потоки теплого воздуха от нагретой земли искажают изображения наблюдаемых объектов. Именно поэтому астрономические башни не отапливаются даже зимой.

Таким образом, астрономические наблюдения - это и большая физическая и психическая нагрузка, бессонные ночи и работа в холод. Чтобы быть астрономом-наблюдателем, надо обладать хорошим здоровьем, выносливостью, большим терпением, быть готовым к отсутствию комфорта в работе, к кропотливому труду по обработке результатов наблюдений, сохраняя при этом безупречную аккуратность и объективность. Только в этом случае исследователь сможет внести свой вклад в разгадку тайн мироздания.

Школьники, желающие заниматься астрономией, должны быть наиболее подготовлены по астрономии, математике, физике, основам информатики и электронно-вычислительной техники, иметь навыки черчения и рисования, много заниматься физкультурой.

Астрономов готовят отделения астрономии механико-математических или физических факультетов университетов.