Astronomi

Astronomi tarihi

Antik Çağ

İlk astronomlar yıldızlara bakmak için sadece gözlerini kullanıyorlardı. Dini nedenlerle takımyıldızların ve yıldızların haritalarını ve yılın zamanını hesaplamak için takvimler yaptılar. Maya halkı ve Eski Mısırlılar gibi ilk medeniyetler basit gözlemevleri inşa etmiş ve yıldızların konumlarının haritalarını çizmişlerdir. Ayrıca Dünya'nın evrendeki yeri hakkında düşünmeye başladılar. Uzun bir süre boyunca insanlar Dünya'nın evrenin merkezi olduğunu ve gezegenlerin, yıldızların ve güneşin onun etrafında döndüğünü düşündüler. Bu jeosentrizm olarak bilinir.

Eski Yunanlılar güneşin ve yıldızların hareketlerini ölçümler yaparak açıklamaya çalışmışlardır. Eratosthenes adında bir matematikçi Dünya'nın boyutunu ölçen ve Dünya'nın bir küre olduğunu kanıtlayan ilk kişidir. Aristarchus adlı bir başka matematikçinin teorisi ise Güneş'in merkezde olduğu ve Dünya'nın onun etrafında hareket ettiğiydi. Bu heliosentrizm olarak bilinir. Sadece birkaç kişi bunun doğru olduğunu düşünüyordu. Geri kalanlar yer merkezli modele inanmaya devam etti. Takımyıldızların ve yıldızların isimlerinin çoğu o dönemdeki Yunanlılardan gelmektedir.

Arap astronomlar Orta Çağ boyunca gelişmiş yıldız haritaları ve Dünya'nın büyüklüğünü tahmin etme yolları da dahil olmak üzere birçok ilerleme kaydettiler. Ayrıca Yunanca kitapları Arapçaya çevirerek eskilerden dersler aldılar.

Rönesans'tan modern çağa

Rönesans döneminde Nicolaus Copernicus adında bir rahip, gezegenlerin hareket tarzına bakarak Dünya'nın her şeyin merkezi olmadığını düşündü. Önceki çalışmalarına dayanarak, Dünya'nın bir gezegen olduğunu ve tüm gezegenlerin güneşin etrafında hareket ettiğini söyledi. Bu eski heliosentrizm fikrini geri getirdi. Galileo Galilei adında bir fizikçi kendi teleskoplarını yaptı ve bunları kullanarak ilk kez yıldızlara ve gezegenlere daha yakından baktı. Copernicus ile aynı fikirdeydi. Katolik Kilisesi Galileo'nun hatalı olduğuna karar verdi. Hayatının geri kalanını ev hapsinde geçirmek zorunda kaldı. Heliosentrik fikirler kısa süre sonra Johannes Kepler ve yerçekimi teorisini icat eden Isaac Newton tarafından geliştirildi.

Galileo'dan sonra insanlar daha iyi teleskoplar yaptılar ve bunları Uranüs ve Neptün gezegenleri gibi daha uzaktaki nesneleri görmek için kullandılar. Ayrıca yıldızların Güneşimize ne kadar benzediğini, ancak farklı renklerde ve boyutlarda olduklarını gördüler. Ayrıca galaksiler ve nebulalar gibi binlerce başka uzak nesneyi de gördüler.

Modern dönem

1920'den sonraki 20. yüzyıl astronomide önemli değişikliklere sahne oldu.

1920'lerin başında, içinde yaşadığımız galaksi olan Samanyolu'nun tek galaksi olmadığı kabul edilmeye başlandı. Başka galaksilerin varlığı, Andromeda nebulasını farklı bir galaksi olarak tanımlayan Edwin Hubble tarafından kesinleştirildi. Evrenin genişlediğini kanıtlayan da Hubble'dı. Uzak mesafelerde pek çok başka galaksi vardı ve galaksimizden uzaklaşıyorlardı. Bu tamamen beklenmedik bir şeydi.

1931 yılında Karl Jansky, radyo iletişimindeki bir gürültü kaynağını izole etmeye çalışırken Dünya dışından gelen radyo emisyonunu keşfetti ve radyo astronominin doğuşuna ve gökyüzünü gözlemlemek için elektromanyetik spektrumun başka bir bölümünü kullanmaya yönelik ilk girişimlere işaret etti. Elektromanyetik spektrumun atmosferin engellemediği kısımları artık astronomiye açılmış ve daha fazla keşif yapılmasına olanak sağlamıştır.

Evrene açılan bu yeni pencere sayesinde, örneğin uzaya düzenli radyo dalgaları gönderen pulsarlar gibi yepyeni şeyler keşfedildi. İlk başlarda bu dalgaların uzaylı kaynaklı olduğu düşünülüyordu çünkü atımlar o kadar düzenliydi ki yapay bir kaynağa işaret ediyordu.

İkinci Dünya Savaşı'ndan sonraki dönemde, normalde hükümetler tarafından iyi gözlem alanlarında büyük ve hassas teleskopların inşa edildiği ve işletildiği daha fazla gözlemevi görüldü. Örneğin Bernard Lovell, Jodrell Bank'ta artık askeri radar ekipmanlarını kullanarak radyo astronomisine başladı. Bu tesis 1957 yılına gelindiğinde dünyanın en büyük yönlendirilebilir radyo teleskobuna sahipti. Benzer şekilde, 1960'ların sonunda, yüksek irtifası ve açık gökyüzü sayesinde görünür ve kızılötesi teleskoplar için iyi bir yer olan Hawaii'deki Mauna Kea'da özel gözlemevleri inşa edilmeye başlandı.

Astronomideki bir sonraki büyük devrim roketçiliğin doğuşu sayesinde oldu. Bu sayede teleskoplar uzaya uydular üzerinde yerleştirilebildi.

Uzay teleskopları, tarihte ilk kez, atmosfer tarafından engellenen ışınlar da dahil olmak üzere tüm elektromanyetik spektruma erişim sağladı. X-ışınları, gama ışınları, morötesi ışık ve kızılötesi spektrumun bazı bölümleri, gözlem teleskoplarının fırlatılmasıyla astronomiye açıldı. Spektrumun diğer kısımlarında olduğu gibi, yeni keşifler yapıldı.

1970'lerden itibaren uydular daha hassas ve daha iyi uydularla değiştirilmek üzere fırlatıldı ve gökyüzünün elektromanyetik spektrumun neredeyse tüm bölümlerinde haritalanmasına neden oldu.

Galileo'nun Ay çizimleri. Ay'a bakmak için teleskop kullandığı için çizimleri kendisinden önceki herkesten daha ayrıntılıydı.

Keşifler

Keşifler genel olarak iki türdür: cisimler ve fenomenler. Cisimler, ister Dünyamız gibi bir gezegen ister Samanyolu gibi bir galaksi olsun, Evren'deki şeylerdir. Fenomenler ise Evren'deki olaylar ve oluşumlardır.

Vücutlar

Kolaylık olması açısından, bu bölüm bu astronomik cisimlerin bulunabileceği yerlere göre ayrılmıştır: yıldızların etrafında bulunanlar güneş cisimleri, galaksilerin içindekiler galaktik cisimler ve daha büyük olan diğer her şey kozmik cisimlerdir.

Güneş Enerjisi

• Gezegenler
• Asteroitler
• Kuyruklu Yıldızlar

Galaktik

• Yıldızlar

Dağınık Nesneler:

• Nebulalar
• Kümeler

Kompakt Yıldızlar:

• Beyaz cüce yıldızlar
• Nötron yıldızları
• Kara delikler

Kozmik

• Galaksiler
• Galaksi kümeleri
• Süper Kümeler

Fenomenler

Patlama olayları, göklerde hızla kaybolan ani bir değişikliğin olduğu olaylardır. Bunlara patlama denir çünkü normalde bir enerji "patlaması" üreten büyük patlamalarla ilişkilendirilirler. Bunlar şunları içerir:

• Süpernovalar
• Novas

Periyodik olaylar, tekrar eden bir şekilde düzenli olarak meydana gelen olaylardır. Periyodik adı, bir dalganın bir döngüyü tamamlaması için gereken süre olan periyottan gelir. Periyodik olaylar şunları içerir:

• Pulsarlar
• Değişken yıldızlar

Gürültü fenomeni, uzun zaman önce meydana gelen olaylarla ilgili olma eğilimindedir. Bu olaylardan gelen sinyal, her yerden geliyor gibi görünene ve yoğunluğu çok az değişene kadar Evren'de sıçrar. Bu şekilde, astronomi için kullanılan her aleti kaplayan arka plan sinyali olan "gürültüye" benzer. Gürültünün en yaygın örneği analog televizyonlarda görülen parazittir. Başlıca astronomik örnek ise: Kozmik arka plan radyasyonu.

Yöntemler

Enstrümanlar

• Teleskoplar gözlem yapmanın ana aracıdır. Büyük bir alandaki tüm ışığı alır ve küçük bir alana yerleştirirler. Bu, gözlerinizi çok büyük ve güçlü yapmak gibidir. Astronomlar teleskopları uzaktaki ve sönük şeylere bakmak için kullanırlar. Teleskoplar nesnelerin daha büyük, daha yakın ve daha parlak görünmesini sağlar.
• Spektrometreler ışığın farklı dalga boylarını inceler. Bu, bir şeyin neyden yapıldığını gösterir.
• Birçok teleskop uydularda bulunmaktadır. Bunlar uzay gözlemevleridir. Dünya'nın atmosferi elektromanyetik spektrumun bazı kısımlarını bloke eder, ancak atmosferin üzerindeki özel teleskoplar bu radyasyonu tespit edebilir.

• Radyo astronomisinde radyo teleskopları kullanılır. Açıklık sentezi, küçük teleskoplar arasındaki mesafe kadar büyük bir teleskop gibi çalışan aşamalı bir dizi oluşturmak için daha küçük teleskopları birleştirir.

Teknikler

Gökbilimcilerin gökyüzünün daha iyi fotoğraflarını çekebilmelerinin bir yolu var. Uzaktaki bir kaynaktan gelen ışık bir sensöre ulaşır ve normalde bir insan gözü veya bir kamera tarafından ölçülür. Çok sönük kaynaklar için, kaynaktan gelen ışık parçacıklarının görülmesi yeterli olmayabilir. Gökbilimcilerin bunu görünür kılmak için kullandıkları bir teknik entegrasyondur (fotoğrafçılıkta daha uzun pozlamalar gibi).

Entegrasyon

Astronomik kaynaklar fazla hareket etmez: sadece Dünya'nın dönüşü ve hareketi onların göklerde hareket etmesine neden olur. Işık parçacıkları zaman içinde kameraya ulaştıkça, görülebilene kadar aynı yere çarparak onu arka plandan daha parlak ve daha görünür hale getirir.

Çoğu gözlemevindeki teleskoplar (ve uydu araçları) normalde bir kaynağı gökyüzünde hareket ederken izleyebilir, bu da yıldızın teleskop için hareketsiz görünmesini sağlar ve daha uzun pozlamalara izin verir. Ayrıca, görüntüler farklı gecelerde çekilebilir, böylece pozlamalar saatlere, günlere ve hatta aylara yayılabilir. Dijital çağda, gökyüzünün sayısallaştırılmış resimleri, hareket için düzeltildikten sonra görüntüleri üst üste bindiren bilgisayar tarafından bir araya getirilebilir.

Uyarlanabilir optikler

Adaptif optik, bir şeye bakarken onu daha iyi görmek için aynanın veya merceğin şeklini değiştirmek anlamına gelir.

Veri analizi

Veri analizi, bir astronomik gözlemden sadece ona bakarak daha fazla bilgi elde etme sürecidir. Gözlem ilk olarak veri olarak saklanır. Daha sonra bu verileri analiz etmek için çeşitli teknikler kullanılır.

Fourier analizi

Matematikteki Fourier analizi, bir gözlemin (belirli bir süre boyunca) periyodik olarak değişip değişmediğini (dalga gibi değişip değişmediğini) gösterebilir. Eğer öyleyse, frekansları ve dalga modelinin türünü çıkarabilir ve yeni gezegenler de dahil olmak üzere birçok şeyi bulabilir.

Alanlar

Alanlara iyi bir örnek, radyo dalgalarıyla düzenli olarak titreşen pulsarlardan gelir. Bunların, Düşük kütleli X-ışını ikilisi olarak adlandırılan X-ışınlarındaki bir tür parlak kaynağın bazılarına (ancak hepsine değil) benzer olduğu ortaya çıktı. Tüm pulsarların ve bazı LMXB'lerin nötron yıldızı olduğu ve farklılıkların nötron yıldızının bulunduğu ortamdan kaynaklandığı ortaya çıktı. Nötron yıldızı olmayan LMXB'lerin kara delik olduğu ortaya çıktı.

Bu bölüm, astronominin önemli alanlarına, önem dönemlerine ve bunları tanımlamak için kullanılan terimlere genel bir bakış sağlamaya çalışmaktadır. Her ne kadar bu durumun değişmekte olduğuna dair bazı kanıtlar olsa da, Modern Çağ'da astronominin esas olarak elektromanyetik spektruma göre bölündüğü unutulmamalıdır.

Gövdeye göre alanlar

Güneş astronomisi

Güneş astronomisi Güneş'in incelenmesidir. Güneş, yaklaşık 92 milyon (92.000.000) mil uzaklığıyla Dünya'ya en yakın yıldızdır. Ayrıntılı olarak gözlemlenmesi en kolay olanıdır. Güneş'i gözlemlemek diğer yıldızların nasıl çalıştığını ve oluştuğunu anlamamıza yardımcı olabilir. Güneş'teki değişiklikler Dünya'daki hava durumunu ve iklimi etkileyebilir. Güneş'ten sürekli olarak Güneş rüzgârı adı verilen yüklü parçacık akımı gönderilir. Dünya'nın manyetik alanına çarpan Güneş rüzgârı kuzey ışıklarına neden olur. Güneş'i incelemek, insanların nükleer füzyonun nasıl işlediğini anlamalarına yardımcı olmuştur.

Gezegensel astronomi

Gezegen Astronomisi, gezegenlerin, uyduların, cüce gezegenlerin, kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin yanı sıra yıldızların yörüngesinde dönen diğer küçük nesnelerin incelenmesidir. Kendi Güneş Sistemimizin gezegenleri Cassini-Huygens (Satürn) ve Voyager 1 ve 2 gibi birçok ziyaretçi uzay aracı tarafından derinlemesine incelenmiştir.

Galaktik astronomi

Galaktik Astronomi, uzak galaksilerin incelenmesidir. Kendi galaksimizdeki gazlar ve yıldızlar gözlem yapmayı zorlaştırdığından, uzak galaksileri incelemek kendi galaksimiz hakkında bilgi edinmenin en iyi yoludur. Galaktik Astronomlar, farklı tipte teleskoplar ve bilgisayar simülasyonları kullanarak galaksilerin yapısını ve nasıl oluştuklarını anlamaya çalışırlar.

Kütleçekimsel dalga astronomisi

Kütleçekimsel dalga astronomisi, kütleçekimsel dalga spektrumundaki Evren'in incelenmesidir. Şimdiye kadar yapılan tüm astronomi çalışmaları elektromanyetik spektrumu kullanmıştır. Kütleçekim Dalgaları, beyaz cüceler, nötron yıldızları ve kara delikler gibi şekil değiştiren çok yoğun cisimler tarafından yayılan uzay-zamandaki dalgalanmalardır. Hiç kimse yerçekimi dalgalarını doğrudan tespit edemediği için, Yerçekimi Dalgası Astronomisinin etkisi çok sınırlı olmuştur.

İlgili sayfalar