L' astronomia es la ciencia natural que estudia els cossos i fenomens celestes i en descriu l'origen i l' evolucio mitjancant les matematiques , la fisica i la quimica . El seu camp d'interes abasta els planetes , els satel·lits naturals , els estels , les nebuloses , les galaxies , els meteoroides , els asteroides i els cometes , juntament amb fenomens com les supernoves , els esclats de rajos gamma , els quasars , els blazars , els pulsars i la radiacio cosmica de fons . A grans trets, l'astronomia estudia tot allo que ve de mes enlla de l' atmosfera de la Terra . La cosmologia es la branca de l'astronomia que tracta de l' Univers en el seu conjunt.

Etimologia : la paraula astronomia prove del mot grec αστρονομ?α ('astronomia'), combinacio dels mots ?στρον ( astron ), que significa 'estrella', i ν?μο? ( nomos ), 'llei'. L'astronomia es una de les poques ciencies en que els aficionats encara poden tenir un paper actiu, especialment en el descobriment i seguiment de fenomens com les corbes de llum d' estrelles variables , el descobriment d' asteroides i cometes , etc.

No ha de confondre's l'astronomia amb l' astrologia , pseudociencia que afirma que el desti de les persones, i dels assumptes humans en general, es troben relacionats amb les posicions aparents dels cossos astronomics en el cel. Encara que ambdos camps comparteixen un origen comu, ^[1] son molt diferents; els astronoms segueixen el metode cientific , mentre que els astrolegs no. A mes, els astrolegs no han assumit encara la precessio dels equinoccis , un descobriment que es remunta a Hiparc de Nicea .

Historia [ modifica ]

El 1608, quan va haver-hi la invencio del telescopi , l'astronomia nomes comprenia l'observacio i prediccio del moviment dels objectes que podien ser observats a simple vista. En alguns llocs, com a Stonehenge , les primeres cultures crearen objectes molt grans que semblen tenir un proposit astronomic. A part del seu us cerimonial, aquests observatoris podrien haver estat utilitzats per a determinar les estacions , un factor important quan s'havien de sembrar les plantes, aixi com la llargaria de l' any . ^[2]

Alla on es van desenvolupar les civilitzacions, de les quals es poden destacar els caldeus , egipcis , l' antiga Grecia , l' India i Xina , es van construir observatoris astronomics i les idees sobre la natura de l' Univers es van comencar a investigar. Es van desenvolupar les primeres idees sobre el moviment dels planetes i sobre la natura del Sol , la Lluna i la Terra en un univers explorat filosoficament . Aixo inclou especulacions sobre la natura esferica de la Terra i la Lluna, la rotacio i el moviment de la Terra en els cels.

Alguns descobriments astronomics notables es varen fer abans de l'aplicacio del telescopi. Per exemple, l' obliquitat de l'ecliptica fou estimat en el 1000 aC pels xinesos. Els caldeus descobriren que els eclipsis de Lluna seguien un cicle recurrent anomenat saros . ^[3] En el segle  ii  aC , Hiparc estima la mida i la distancia de la Lluna . ^[4]

Durant l' edat mitjana , a Europa, l'astronomia observacional va quedar estancada, almenys fins al segle  xiii . No obstant aixo, l'astronomia va florir dins el mon islamic i en altres parts del mon. Alguns dels prominents astronoms arabs van fer contribucions significatives a la ciencia; cal destacar-ne Al-Battani , Thebit , Abd Al-Rahman Al Sufi , Albumasar , ^[5] Al-Biruni , Al-Zarqali , l'escola Maraga, Ali Qushji , entre d'altres. Els astronoms, en aquesta epoca, van introduir molts noms en arab que actualment s'utilitzen en les descripcions d' estels . ^{[6] [7]} Tambe es creu que les ruines del Gran Zimbabwe i Tombuctu ^[8] poden haver acollit un observatori astronomic. ^[9] Els europeus durant molt temps havien cregut que no havia existit l'observacio astronomica a l'Africa subsahariana precolonial, pero els descobriments mes actuals indiquen el contrari. ^{[10] [11] [12]}

La revolucio cientifica [ modifica ]

Durant segles, la visio geocentrica que el Sol i els altres planetes giraven al voltant de la Terra no es va questionar. Aquesta visio era la que pels nostres sentits s'observava. En el Renaixement , Nicolau Copernic va proposar el model heliocentric del sistema solar . El seu treball De revolutionibus orbium coelestium va ser defensat, divulgat i corregit per Galileo Galilei i Johannes Kepler , autor d' Harmonices Mundi , en el qual es desenvolupa per primera vegada la tercera llei del moviment planetari .

Galileu va afegir la novetat de l'us del telescopi per millorar les seves observacions. La disponibilitat de dades observacionals precises porta a indagar en teories que expliquessin el comportament observat (vegeu la seva obra Sidereus Nuncius ). Al principi nomes es van obtenir regles ad hoc , com les lleis del moviment planetari de Kepler , descobertes a principis del segle  xvii . Va ser Isaac Newton qui va estendre cap als cossos celestes les teories de la gravetat terrestre i conforma la llei de la gravitacio universal , inventant aixi la mecanica celeste, amb la qual va explicar el moviment dels planetes i aconsegui unir el buit entre les lleis de Kepler i la dinamica de Galileu. Aixo tambe va suposar la primera unificacio de l'astronomia i la fisica (vegeu astrofisica ).

Despres de la publicacio dels Principis matematics d'Isaac Newton (que tambe va desenvolupar el telescopi reflector), es va transformar la navegacio maritima. A partir de 1670 aproximadament, utilitzant instruments moderns de latitud i els millors rellotges disponibles, s'ubica cada lloc de la Terra en un planisferi o mapa, calculant per a aixo la seva latitud i longitud. La determinacio de la latitud va ser facil, pero la determinacio de la longitud va ser molt mes delicada. Els requeriments de la navegacio suposaren una empenta per al desenvolupament progressiu d'observacions astronomiques i instruments mes precisos, constituint una base de dades creixent per als cientifics.

A finals del segle  xix es va descobrir que, en descompondre la llum del Sol, es podien observar multitud de linies d'espectre (regions en les quals hi havia poca o gens de llum). Experiments amb gasos calents van mostrar que les mateixes linies podien ser observades en l'espectre dels gasos , linies especifiques corresponents a diferents elements quimics . D'aquesta manera, es va demostrar que els elements quimics del Sol (majoritariament hidrogen ) es podien trobar igualment en la Terra. De fet, l' heli va ser descobert primer en l'espectre del Sol i nomes mes tard es va trobar a la Terra, d'aqui el seu nom.

Es va descobrir que les estrelles eren objectes molt llunyans i amb l' espectrometre es va demostrar que eren semblants al Sol, pero amb una amplia gamma de temperatures, masses i grandaries. L'existencia de la Via Lactia com un grup separat d'estrelles no es va demostrar sino fins al segle  xx , juntament amb l'existencia de galaxies externes i, poc despres, l'expansio de l'Univers, observada en l'efecte del corriment al vermell. L'astronomia moderna tambe ha descobert una varietat d'objectes exotics com els quasars , pulsars , radiogalaxies , forats negres , estrelles de neutrons , i ha utilitzat aquestes observacions per a desenvolupar teories fisiques que descriuen aquests objectes. La cosmologia va fer grans avencos durant el segle  xx , amb el model del big bang fortament sostingut per l'evidencia proporcionada per l'astronomia i la fisica, com la radiacio de fons de microones, la Llei de Hubble-Lemaitre i l'abundancia cosmologica dels elements quimics.

Durant el segle  xx , l'espectrometria va avancar, en particular com a resultat del naixement de la fisica quantica , necessaria per a comprendre les observacions astronomiques i experimentals.

Branques de l'astronomia [ modifica ]

L'astronomia es pot dividir en quatre grans branques:

• Astrometria : es la branca mes antiga d'esta ciencia. Descriu el moviment dels astres, planetes , satel·lits i fenomens com els eclipsis , els transits dels planetes per davant del disc del Sol . Tambe estudia el moviment diurn i el moviment anual del Sol i les estreles. Inclou la descripcio de cada un dels planetes, asteroides i satel·lits del sistema solar . Son tasques fonamentals seues la determinacio de l' hora i la determinacio per a la navegacio de les coordenades geografiques . Una de les seves parts es o l'astronomia de posicio o astronomia nautica, que te com a objecte situar en l' esfera celeste la posicio dels astres mesurant determinats angles respecte a uns plans fonamentals. ^[13]

• Mecanica celeste : te com a objecte interpretar els moviments dels astres ^[14] en l'ambit de la mecanica newtoniana ( llei de la gravitacio universal de Newton ). Estudia el moviment dels planetes al voltant del Sol, dels seus satel·lits, el calcul de les orbites de cometes i asteroides. L'estudi del moviment de la Lluna al voltant de la Terra fou, per la seva complexitat, molt important per al desenvolupament de la ciencia. El moviment estrany d' Ura causat per les pertorbacions d'un planeta fins llavors desconegut va permetre a Urbain Le Verrier i a John Couch Adams descobrir, a partir de calculs de mecanica celeste, el planeta Neptu . El descobriment d'una minima desviacio en l'avanc del periheli de Mercuri es va atribuir inicialment a un planeta proxim al Sol fins que Einstein , amb la seua teoria de la relativitat general , la va aconseguir explicar.

• Astrofisica : es una part moderna de l'astronomia, que considera els astres com a cossos de la fisica estudiant la seva composicio, estructura i evolucio. Nomes va ser possible el seu inici al segle  xix quan, gracies al desenvolupament de l' espectrometria , es va poder esbrinar la composicio fisica de les estreles. Les branques de la fisica implicades en l'estudi son la fisica nuclear , la teoria de la relativitat , la termodinamica i l' electromagnetisme , entre d'altres. ^[15]

• Cosmologia : es la branca de l'astrofisica que estudia els origens, estructura, evolucio i naixement de l'Univers en el seu conjunt. En els darrers anys, s'ha fet evident la relacio entre la cosmologia i la fisica de particules elementals. ^[16]

Branques de l'astronomia segons la banda de l'espectre utilitzada [ modifica ]

Atenent a la longitud d'ona de la radiacio electromagnetica amb que s'observa el cos celeste, l'astronomia es divideix en:

• Astronomia optica , quan l'observacio utilitza exclusivament la llum en les longituds d'ona que poden ser detectades per l'ull, o molt prop d'aquestes (al voltant de 400 - 800 nm). N'es la branca mes antiga.
• La radioastronomia usa per a l'observacio radiacio amb longituds d'ona de mm a cm, semblant a la utilitzada en radiodifusio. L'astronomia optica i de radio pot realitzar-se usant observatoris terrestres, perque l' atmosfera es transparent en eixes longituds d'ona.
• Astronomia infraroja que utilitza detectors de llum infraroja . La llum infraroja es facilment absorbida pel vapor d'aigua , de manera que els observatoris d'infrarojos han d'establir-se en llocs alts i secs, o be en orbita, fora de l'atmosfera terrestre.
• Astronomia d'alta energia : inclou l'astronomia de raigs X , astronomia de raigs gamma i astronomia ultraviolada , aixi com l'estudi dels neutrins i els raigs cosmics . Les observacions es poden fer unicament des de globus aerostatics o observatoris orbitals .

Branques de l'astronomia en funcio del problema adrecat [ modifica ]

• Astrometria: l'estudi de la posicio dels objectes en l'espai i els canvis de posicio. Defineix el sistema de coordenades utilitzat i la cinematica dels objectes de la nostra galaxia .
• Astrofisica: l'estudi de la fisica de l' Univers , incloses les propietats fisiques ( lluminositat , densitat , temperatura , composicio quimica ) dels objectes astronomics.
• Cosmologia: l'estudi de l'origen de l'Univers i la seua evolucio . L'estudi de la cosmologia es astrofisica teorica a una escala mes gran.
• Formacio i evolucio galactica : l'estudi de la formacio de les galaxies i llurs evolucions.
• Astronomia galactica : l'estudi de l'estructura i components de la nostra galaxia i altres galaxies.
• Astronomia extragalactica : l'estudi dels objectes (principalment galaxies) de fora de la nostra galaxia.
• Astronomia estel·lar : l'estudi dels estels .
• Evolucio estel·lar : l'estudi de l'evolucio de les estreles, des de la seua formacio fins al seu final.
• Formacio estel·lar : l'estudi de les condicions i processos que han conduit a la formacio d'estreles en l'interior de nuvols de gas , i el proces de formacio en si mateix.
• Ciencies planetaries : l'estudi dels planetes del sistema solar i dels planetes extrasolars .
• Astrobiologia (o exobiologia): l'estudi de l'adveniment i evolucio de sistemes biologics en l'Univers.
• Arqueoastronomia .
• Astroquimica .

Estudis interdisciplinaris [ modifica ]

L'astronomia i l'astrofisica han desenvolupat lligams interdisciplinaris significatius amb altres camps cientifics importants. L' arqueoastronomia es l'estudi de les astronomies antigues o tradicionals en el seu context cultural, emprant materials arqueologics i antropologics . L' astrobiologia es l'estudi del sorgiment i evolucio de sistemes biologics en l'Univers, amb particular emfasi en la possibilitat de vida no extraterrestre.

L'estudi dels composts quimics trobats en l'espai, incloent-hi la seva formacio, interaccio i destruccio, es anomenada astroquimica . Aquestes substancies son normalment trobades en nuvols moleculars , encara que tambe poden apareixer en estrelles de baixa temperatura, nanes marrons i planetes . La cosmoquimica es l'estudi dels composts quimics trobats al sistema solar , incloent-hi l'origen dels elements i variacions en les proporcions d' isotops . Tots dos camps representen la superposicio de l'astronomia amb la quimica.

Astronomia teorica [ modifica ]

Els astronoms teorics utilitzen una gran varietat d'eines com a models matematics analitics i simulacions numeriques per computadora. Cadascu te els seus avantatges. Els models matematics analitics d'un proces en general son millors perque arriben al cor del problema i expliquen millor el que hi esta succeint. Els models numerics poden revelar l'existencia de fenomens i efectes que d'altra manera no es veurien. ^{[17] [18]}

Els teorics de l'astronomia posen el seu esforc a crear models teorics i imaginar les consequencies observacionals d'aquests models. Aixo ajuda els observadors a cercar dades que puguin refutar un model o permetin triar entre diversos models alternatius o, fins i tot, contradictoris.

Els teorics, tambe, intenten generar o modificar models per aconseguir noves dades. En el cas d'una inconsistencia, la tendencia general es tractar de fer modificacions minimes al model perque es correspongui amb les dades. En alguns casos, una gran quantitat de dades inconsistents al llarg del temps pot portar a l'abandonament total d'un model.

Els temes estudiats per astronoms teorics inclouen: dinamica estel·lar i evolucio estel·lar ; formacio i evolucio de les galaxies ; origen dels raigs cosmics ; relativitat general i cosmologia fisica , inclosa la teoria de cordes.

Mecanica celeste [ modifica ]

L'astromecanica o mecanica celeste te per objecte interpretar els moviments de l'astronomia de posicio, en l'ambit de la part de la fisica coneguda com a mecanica , generalment la newtoniana (llei de la gravitacio universal d'Isaac Newton). Estudia el moviment dels planetes al voltant del Sol, dels seus satel·lits , el calcul de les orbites de cometes i asteroides. L'estudi del moviment de la Lluna al voltant de la Terra va ser per la seva complexitat molt important per al desenvolupament de la ciencia. El moviment estrany d' Ura , causat per les pertorbacions d'un planeta fins llavors desconegut, va permetre a Urbain Le Verrier i a John Couch Adams descobrir sobre el paper al planeta Neptu . El descobriment d'una petita desviacio en l'avanc del periheli de Mercuri es va atribuir inicialment a un planeta proper al Sol, fins que Einstein la va explicar amb la seva teoria de la relativitat .

Astrofisica [ modifica ]

L'astrofisica es una part moderna de l'astronomia que estudia els astres com a cossos de la fisica, estudiant la seva composicio, estructura i evolucio. Nomes va ser possible el seu inici al segle  xix , quan gracies als espectres es va poder esbrinar la composicio fisica de les estrelles. Les branques de la fisica implicades en l'estudi son la fisica nuclear (generacio de l'energia a l'interior de les estrelles) i la fisica relativistica . A densitats elevades, el plasma es transforma en materia degenerada, aixo porta a algunes de les seves particules a adquirir altes velocitats que hauran d'estar limitades per la velocitat de la llum, la qual cosa afectara les seves condicions de degeneracio. Aixi mateix, en les proximitats dels objectes molt massius, estrelles de neutrons o forats negres, la materia que cau s'accelera a velocitats relativistes emetent radiacio intensa i formant potents dolls de materia.

Estudi dels objectes celestes [ modifica ]

El sistema solar des de l'astronomia [ modifica ]

L'estudi de l'Univers o cosmos i, mes concretament, del sistema solar, ha plantejat una serie d'interrogants i questions, per exemple com i quan es va formar el sistema, per que i quan desapareixera el Sol, per que hi ha diferencies fisiques entre els planetes, etc.

Es dificil precisar l'origen del sistema solar. Els cientifics creuen que pot situar-se fa uns 4.600 milions d'anys, quan un immens nuvol de gas i pols va comencar a contraure's, probablement a causa de l'explosio d'una supernova propera. Assolida una densitat minima, es va contraure a causa de la forca de la gravetat i va comencar a girar a gran velocitat, per la conservacio del seu moment cinetic, igual que quan una patina replega els bracos sobre si mateixa gira mes de pressa. La major part de la materia es va acumular en el centre. La pressio era tan elevada que els atoms van comencar a fusionar-se, alliberant energia i formant una estrella. Tambe hi havia moltes col·lisions. Milions d'objectes s'apropaven i s'unien o be xocaven amb violencia i es partien en trossos. Alguns cossos petits (planetesimals) anaven augmentant la seva massa mitjancant col·lisions i, en creixer, augmentaven la seva gravetat i recollien mes materials amb el pas del temps (acrecio). Les trobades constructives van predominar i, en nomes 100 milions d'anys, va adquirir un aspecte semblant a l'actual. Despres, cada cos va continuar la seva propia evolucio.

Astronomia del Sol [ modifica ]

El Sol es l'estrella que, per l'efecte gravitacional de la seva massa, domina el sistema planetari que inclou la Terra. Es l'element mes important en el nostre sistema i l'objecte mes gran, que conte aproximadament el 98% de la massa total del sistema solar. Mitjancant la radiacio de la seva energia electromagnetica, aporta directament o indirecta tota l'energia que mante la vida a la Terra. Sortint del Sol, i escampats per tot el sistema solar en forma d'espiral, tenim el conegut com a vent solar , que es un flux de particules, fonamentalment protons i neutrons . La interaccio d'aquestes particules amb els pols magnetics dels planetes i amb l'atmosfera genera les aurores polars boreals o australs. Totes aquestes particules i radiacions son absorbides per l'atmosfera. L'absencia d'aurores durant el minim de Maunder s'atribueix a la manca d'activitat del Sol.

A causa de la seva proximitat a la Terra i com es una estrella tipica, el Sol es un recurs extraordinari per a l'estudi dels fenomens estel·lars. No s'ha estudiat cap altra estrella amb tant de detall. L'estrella mes propera al Sol es a 4,3 anys llum.

El Sol (tot el sistema solar) gira al voltant del centre de la Via Lactia, la nostra galaxia. Dona una volta cada 200 milions d'anys. Ara es mou cap a la constel·lacio d'Hercules a 19 km/s. Actualment, el Sol s'estudia des de satel·lits, com l' observatori Heliosferic i Solar (SOHO), dotats d'instruments que permeten apreciar aspectes que, fins ara, no s'havien pogut estudiar. A mes de l'observacio amb telescopis convencionals, s'utilitzen: el coronograf , que analitza la corona solar , el telescopi ultraviolat extrem, capac de detectar el camp magnetic, i els radiotelescopis, que detecten diversos tipus de radiacio que resulten imperceptibles per a l'ull huma.

La part visible del Sol esta a 6.000 °C i la corona, mes allunyada, a 2.000.000 °C. Estudiant el Sol en l'ultraviolat es va arribar a la conclusio que l'escalfament de la corona es deu a la gran activitat magnetica del Sol. Els limits del sistema solar venen donats per la fi de la seva influencia o heliosferic, delimitada per una area anomenada front de xoc de terminacio o heliopausa .

Astronomia amateur [ modifica ]

L'astronomia es una de les ciencies en que els aficionats poden contribuir mes. ^[19]

Col·lectivament, els astronoms aficionats observen una gran quantitat d'objectes i fenomens celestes, alguns cops amb equips fets per ells mateixos . Alguns objectius comuns d'astronoms aficionats inclou la Lluna , planetes , estrelles , cometes , meteorits , i una varietat d' objectes de l'espai profund com cumuls , galaxies i nebuloses . Una branca de l'astronomia d'aficionats, l' astrofotografia amateur implica prendre fotos en el cel nocturn. A molts aficionats, els agrada especialitzar-se en l'observacio d'un tipus d'objectes o esdeveniments en concret. ^{[20] [21]}

La majoria d'aficionats treballen a longituds d'ona visibles, pero una petita minoria experimenta amb longitud fora de l'espectre visible. Aixo inclou l'us de filtres per a l' infraroig en telescopis convencionals o l'us de radiotelescopis. El pioner en la radioastronomia amateur va ser Karl Jansky , que va comencar observant el cel a longituds d'ona de radio als anys 30 . Alguns aficionats fan servir telescopis autofabricats o radiotelescopis que van ser construits originalment per a la recerca astronomica, pero que ara es troben disponibles per a aficionats ( p. ex., el telescopi d'una milla ). ^{[22] [23]}

Els astronoms aficionats continuen fent contribucions cientifiques en el camp de l'astronomia. Es mes, aquesta es una de les poques disciplines cientifiques en que els aficionats encara poden fer contribucions significatives. Els aficionats poden fer mesures d'ocultacio que son utilitzades per a refinar les orbites dels planetes menors . Tambe poden descobrir cometes i realitzar observacions regulars d' estrelles variables . Les millores en la tecnologia digital han permes als aficionats de fer avencos importants en el camp de l'astrofotografia. ^{[24] [25] [26]}

Referencies [ modifica ]

Bibliografia [ modifica ]

• (catala) Joan Anton Catala Amigo; Cossetania. Guia d'observacio del cel per a nois i noies
• (esperanto) Galadi-Enriquez, David; Wandel, Amri. La kosmo kaj ni . Anvers : FEL, 2005, 223 pp.

Bibliografia en castella

• Astronomia, Jose Luis Comellas. Editorial Rialp (1983).
• Claroscuro del Universo, Mariano Moles Villamate. CSIC (2007).
• Cosmos, Carl Sagan. Editorial Planeta (1980).
• Curso de Astronomia general, Bakulin, Kononovich y Moroz. Editorial MIR (1987).
• De Saturno a Pluton, Isaac Asimov. Alianza Editorial (1984).
• El cometa Halley, Jose Luis Comellas y Manuel Cruz. Aula Abierta Salvat, Salvat Editores (1985).
• El mundo de los planetas, Wulff Heintz. Ediciones Iberoamericanas (1968).
• El nuevo Sistema Solar, diversos autors. Libros de "Investigacion y Ciencia". Editorial Prensa Cientifica (1982).
• Guia de las Estrellas y los Planetas, Patrick Moore. Ediciones Folio (1982).
• Historia del Telescopio, Isaac Asimov. Alianza Editorial (1986).
• Introduccion a la Astrofotografia, Jose Garcia Garcia. Equipo Sirius.
• La exploracion de Marte, Jose Luis Sersic. Editorial Labor (1976).
• Objetivo Universo, Alejandro Feinstein, Horacio Tignanelli. Ediciones Colihue (1996).
• Planetas del Sistema Solar, Mijail Marov. Editorial MIR (1985).
• Sol, lunas y planetas. Erhard Keppler . (Ed. Salvat Editores, Biblioteca Cientifica Salvat, 1986).
• Un viaje al Cosmos en 52 semanas, Antxon Alberdi y Silbia Lopez de Lacalle. CSIC (2007).

Vegeu tambe [ modifica ]

• Llista d'astronoms .
• Historia de l'astronomia .
• Astronomia estel·lar .
• Llista de societats astronomiques

Enllacos externs [ modifica ]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimedia relatiu a: Astronomia

• Imatge Astronomica del Dia - APOD .
• 2009 any internacional de l'astronomia .
• Nostra nau , serie de videos d'iniciacio a l'astronomia i l'exploracio de l'espai.

Viccionari