ASTROFIZYKA: PRZEDMIOT BADAŃ, HISTORIA, TEORIE, GAŁĘZIE - ARTE - 2025

Astrofizyka jest odpowiedzialny za łączenie podejść fizyki i chemii do analizy i wyjaśnienia wszystkich ciał w przestrzeni, jak gwiazdy, planety, galaktyki, a więc na . Pojawia się jako gałąź astronomii i jest częścią nauk związanych z badaniem Wszechświata.

Część przedmiotu badań wiąże się z poszukiwaniem zrozumienia pochodzenia życia we Wszechświecie oraz funkcji lub roli człowieka w nim. Na przykład spróbuj odkryć, jak w układzie planetarnym rozwijają się środowiska sprzyjające rozwojowi życia.

Astrofizyka bada obiekty w przestrzeni pod kątem ich struktury oraz składu chemicznego i fizycznego. Głównym źródłem informacji jest widmo elektromagnetyczne. Obraz WikiImages z Pixabay

Przedmiot badań

Astrofizyka ma na celu wyjaśnienie pochodzenia i natury ciał astronomicznych. Niektóre z czynników, na które się zwraca uwagę, to gęstość, temperatura, skład chemiczny i jasność.

Ta gałąź astronomii wykorzystuje widmo elektromagnetyczne jako główne źródło informacji dla każdego astronomicznego celu we wszechświecie. Badane są między innymi planety, gwiazdy i galaktyki. Obecnie ponadto skupia się na bardziej złożonych lub odległych celach, takich jak czarne dziury, ciemna materia lub ciemna energia.

Wiele nowoczesnych technologii zastosowanych w podejściu astrofizycznym umożliwia uzyskanie informacji za pomocą światła. Dzięki badaniu widma elektromagnetycznego dyscyplina ta jest w stanie badać i poznawać zarówno widzialne, jak i niewidoczne dla ludzkiego oka ciała astronomiczne.

Historia astrofizyki

Pojawienie się astrofizyki jako gałęzi astronomii następuje w XIX wieku. Jego historia jest pełna ważnych poprzedników, w których chemia jest ściśle związana z obserwacjami optycznymi. Spektroskopia jest najważniejszą techniką badawczą dla rozwoju nauki i jest odpowiedzialna za analizę interakcji między światłem a materią.

Spektroskopia, jak również ustanowienie chemii jako nauki, były elementami, które w znaczący sposób wpłynęły na postęp astrofizyki. W 1802 roku William Hyde Wollaston, chemik i fizyk angielskiego pochodzenia, odkrył ciemne ślady w widmie słonecznym.

Później niemiecki fizyk Joseph von Fraunhofer sam zauważa, że ​​te ślady widma optycznego Słońca są powtarzane w gwiazdach i planetach, takich jak Wenus. Stąd wywnioskował, że jest to nieodłączna właściwość światła. Analiza widmowa światła, przygotowana przez Fraunhofera, była jednym z wzorców, którymi kierowali się różni astronomowie.

Innym z najbardziej znanych nazwisk jest astronom William Huggins. W 1864 roku za pomocą spektroskopu, który ustawił w swoim obserwatorium, był w stanie odkryć za pomocą tego instrumentu, że można określić skład chemiczny i uzyskać pewne parametry fizyczne mgławic.

Na przykład można znaleźć temperaturę i gęstość. Obserwacja Hugginsa miała na celu zbadanie mgławicy NGC6543, lepiej znanej jako „Kocie Oko”.

Huggins polegał na badaniach Fraunhofera, aby zastosować analizę spektralną światła słonecznego i wykorzystać ją w ten sam sposób do gwiazd i mgławic. Oprócz tego Huggins i profesor chemii w King's College London, William Miller, spędzili dużo czasu na badaniach spektroskopowych pierwiastków ziemskich, aby móc je zidentyfikować w badaniach gwiazd.

W XX wieku jakość odkryć była hamowana przez ograniczenia instrumentów. To zmotywowało do budowy zespołów ulepszeń, które pozwoliły na największy jak dotąd postęp.

Wybitne teorie do badań astrofizyki

Inflacyjna teoria wszechświata

Teoria inflacji została postulowana przez fizyka i kosmologa Alana H Gutha w 1981 roku. Jej celem jest wyjaśnienie pochodzenia i ekspansji Wszechświata. Idea „inflacji” sugeruje istnienie okresu wykładniczej ekspansji, która miała miejsce na świecie w pierwszych chwilach jego powstawania.

Propozycja inflacyjna jest sprzeczna z teorią Wielkiego Wybuchu, jedną z najbardziej akceptowanych w poszukiwaniu wyjaśnień pochodzenia wszechświata. Podczas gdy Wielki Wybuch przewiduje spowolnienie ekspansji Wszechświata po eksplozji, teoria inflacji głosi coś przeciwnego. „Inflacja” proponuje przyspieszoną i wykładniczą ekspansję wszechświata, która umożliwiłaby duże odległości między obiektami i jednorodny rozkład materii.

Teoria elektromagnetyczna Maxwella

Jednym z najciekawszych elementów w historii nauk fizycznych są „równania Maxwella” w jego teorii elektromagnetycznej.

W 1865 roku James Clerk Maxwell, specjalizujący się w fizyce matematycznej, opublikował dynamiczną teorię pola elektromagnetycznego, w której ujawnił równania, za pomocą których ujawnia wspólną pracę elektryczności i magnetyzmu, związek spekulowany od XVIII wieku. .

Równania obejmują różne prawa związane z elektrycznością i magnetyzmem, takie jak prawo Ampère'a, prawo Faradaya czy prawo Lorentza.

Maxwell wykrył związek między siłą grawitacji, przyciąganiem magnetycznym i światłem. Wcześniej w astrofizyce oceniano tylko właściwości, takie jak grawitacja lub bezwładność. Po wkładzie Maxwella rozpoczęto badanie zjawisk elektromagnetycznych.

Metody zbierania informacji

Spektrometr

Fizyk Gustav Kirchhoff i chemik Robert Bunsen, obaj Niemcy, byli twórcami pierwszego spektrometru. W 1859 roku wykazali, że każda substancja w stanie czystym jest zdolna do transmitowania określonego widma.

Spektrometry to przyrządy optyczne, które umożliwiają pomiar światła z określonej części widma elektromagnetycznego, a następnie identyfikację materiałów. Zwykły pomiar polega na określeniu natężenia światła.

Pierwsze spektrometry były podstawowymi pryzmatami z gradacjami. Obecnie są to urządzenia automatyczne, którymi można sterować w sposób skomputeryzowany.

Fotometria astronomiczna

W astrofizyce zastosowanie fotometrii jest ważne, ponieważ wiele informacji pochodzi ze światła. Ten ostatni odpowiada za pomiar natężenia światła, które może pochodzić od obiektu astronomicznego. Wykorzystuje fotometr jako instrument lub może być zintegrowany z teleskopem. Fotometria może pomóc określić, na przykład, możliwą wielkość ciała niebieskiego.

Astrofotografia

Chodzi o fotografowanie wydarzeń i obiektów astronomicznych, dotyczy to także obszarów nocnego nieba. Jedną z zalet astrofotografii jest możliwość tłumaczenia odległych elementów na obrazy, na przykład galaktyki lub mgławice.

Gałęzie zaimplementowane w astrofizyce obserwacyjnej

Ta dyscyplina koncentruje się na zbieraniu danych poprzez obserwację ciał niebieskich. Wykorzystuje instrumenty astronomiczne i badanie widma elektromagnetycznego. Wiele informacji uzyskanych w każdej podgałęzi astrofizyki obserwacyjnej ma związek z promieniowaniem elektromagnetycznym.

Radioastronomia

Jego przedmiotem badań są obiekty niebieskie, które są w stanie emitować fale radiowe. Zwraca uwagę na zjawiska astronomiczne, które są zwykle niewidoczne lub ukryte w innych częściach widma elektromagnetycznego.

Do obserwacji na tym poziomie używa się radioteleskopu, instrumentu przeznaczonego do obserwacji aktywności fal radiowych.

Astronomia w podczerwieni

Jest to dziedzina astrofizyki i astronomii, w której badane i wykrywane jest promieniowanie podczerwone ciał niebieskich we Wszechświecie. Gałąź ta jest dość szeroka, ponieważ wszystkie obiekty mogą emitować promieniowanie podczerwone. Oznacza to, że dyscyplina ta obejmuje badanie wszystkich istniejących obiektów we wszechświecie.

Astronomia w podczerwieni jest również zdolna do wykrywania zimnych obiektów, których nie można dostrzec przez instrumenty optyczne pracujące ze światłem widzialnym. Gwiazdy, chmury cząstek, mgławice i inne to tylko niektóre z obiektów kosmicznych, które można dostrzec.

Astronomia optyczna

Znana również jako astronomia światła widzialnego, jest najstarszą metodą badawczą. Najpowszechniej stosowanymi instrumentami są teleskop i spektrometry. Ten typ instrumentu działa w zakresie światła widzialnego. Ta dyscyplina różni się od poprzednich gałęzi, ponieważ nie bada niewidzialnych obiektów świetlnych.

Wizja artysty dotycząca rozbłysku gamma
]

Astronomia promieniowania gamma

To on jest odpowiedzialny za badanie tych zjawisk lub obiektów astronomicznych, które są w stanie generować promienie gamma. Te ostatnie to promieniowanie o bardzo wysokiej częstotliwości, wyższej niż promieniowanie rentgenowskie, a ich źródłem jest obiekt radioaktywny.

Promienie gamma mogą być zlokalizowane w bardzo wysokoenergetycznych układach astrofizycznych, takich jak między innymi czarne dziury, karły czy pozostałości po supernowych.

Odpowiednie pojęcia

Widmo elektromagnetyczne

Jest to zakres dystrybucji energii związany z falami elektromagnetycznymi. W odniesieniu do konkretnego obiektu definiuje się je jako promieniowanie elektromagnetyczne, które jest w stanie wyemitować lub pochłonąć dowolny obiekt lub substancję zarówno na Ziemi, jak iw kosmosie. Widmo obejmuje zarówno światło widzialne dla ludzkiego oka, jak i to, które jest niewidoczne.

Obiekt astronomiczny

W astronomii obiekt astronomiczny lub niebiański nazywany jest jakimkolwiek bytem, ​​zestawem lub składem fizycznym, który występuje naturalnie w obserwowalnej części wszechświata. Obiektami astronomicznymi mogą być planety, gwiazdy, księżyce, mgławice, układy planetarne, galaktyki, asteroidy i inne.

Promieniowanie

Odnosi się do energii, która może pochodzić ze źródła i podróżować w przestrzeni, a nawet być w stanie penetrować inne materiały. Niektóre znane rodzaje promieniowania to fale radiowe i światło. Innym rodzajem znanego promieniowania jest „promieniowanie jonizujące”, które jest generowane przez źródła emitujące naładowane cząstki lub jony.

Bibliografia

1. Rodzaje widm astronomicznych. Australijski Ośrodek Teleskopu. Odzyskany z atnf.csiro.au
2. Obiekt astronomiczny. Wikipedia, wolna encyklopedia. Odzyskany z en.wikipedia.org
3. Spektrometry Spectometry.com. Odzyskane z spectometry.com
4. Co to jest promieniowanie? Specjalista ds. Ochrony przed promieniowaniem. Towarzystwo Fizyki Zdrowia. Odzyskany z hps.org
5. Fjordman (2018). Historia astrofizyki - część 1. Dziennik brukselski. Odzyskany z brusselsjournal.com
6. Astronomia światła widzialnego. Wikipedia, wolna encyklopedia. Odzyskany z en.wikipedia.org
7. The Reditors of Encyclopaedia Britannica (2019). Astronomia promieniowania gamma. Encyclopædia Britannica, inc. Odzyskany z britannica.com
8. Astronomia w podczerwieni: przegląd. Centrum nauki i danych dla astrofizyki i nauk planetarnych. Odzyskany z ipac.caltech.edu
9. Bachiller R (2009) 1864. Huggins i narodziny astrofizyki. Świat. Odzyskany z elmundo.es
10. Astrofizyka. Wikipedia, wolna encyklopedia. Odzyskany z en.wikipedia.org
11. Radioastronomia to: Eksploracja i odkrywanie. National Radio Astronomy Observatory. Odzyskany z public.nrao.edu
12. (2017) Co teoria inflacji mówi o Wszechświecie? Międzynarodowy Uniwersytet w Walencji. Odzyskany z universidadviu.es
13. Licencjat R. (2015). 1865. Równania Maxwella przekształcają świat. Kroniki kosmosu. Świat. Odzyskany z elmundo.es