علم الفلك 101: أساسيات تعلم علم الفلك

علم الفلك هو أحد أقدم العلوم الإنسانية. نشاطها الأساسي هو دراسة السماء والتعرف على ما نراه في الكون. علم الفلك الرصدي هو نشاط يستمتع به المراقبون الهواة كهواية وهواية وكان أول نوع من علم الفلك الذي فعله البشر. هناك الملايين من الناس في العالم نظرات النجوم بانتظام من أفنية منازلهم أو مراصد شخصية. معظمهم ليسوا مدربين بالضرورة في العلوم ، لكنهم ببساطة يحبون مشاهدة النجوم. يتم تدريب الآخرين ولكن لا يكسبون رزقهم في القيام بعلم علم الفلك.

من ناحية البحث المهني ، هناك أكثر من 11000 فلكي مدربون على إجراء دراسات متعمقة للنجوم والمجرات. منهم ومن عملهم ، نحصل على فهمنا الأساسي للكون. إنه موضوع مثير للاهتمام و يثير العديد من الأسئلة المتعلقة بعلم الفلك في أذهان الناس عن الكون نفسه ، وكيف بدأ ، وما هو موجود ، وكيف نستكشفه.

عندما يسمع الناس كلمة "علم الفلك" ، يفكرون عادة في النجوم. هذا هو في الواقع كيف بدأ - من قبل الناس الذين ينظرون إلى السماء ويرسمون ما رأوه. يأتي "علم الفلك" من عبارتين يونانيتين قديمتين أسترون عن "نجمة" و نوميا عن "القانون" أو "قوانين النجوم". هذه الفكرة تكمن وراء تاريخ

على مدار تاريخ البشرية ، قام الناس "بعمل" علم الفلك ووجدوا في النهاية أن ملاحظاتهم عن السماء أعطتهم أدلة على مرور الوقت. لا ينبغي أن يكون من المستغرب أن يبدأ الناس في استخدام السماء منذ أكثر من 15000 سنة. وقد وفرت مفاتيح مفيدة للملاحة وإعداد التقويم منذ آلاف السنين. مع اختراع أدوات مثل التلسكوب ، بدأ المراقبون في معرفة المزيد عن الخصائص الفيزيائية للنجوم والكواكب ، مما دفعهم إلى التساؤل عن أصولهم. انتقلت دراسة السماء من ممارسة ثقافية ومدنية إلى عالم العلوم والرياضيات.

إذن ، ما هي الأهداف الرئيسية التي يدرسها علماء الفلك؟ لنبدأ بالنجوم - قلب دراسات علم الفلك. شمسنا نجمة ، وربما واحدة من تريليون نجمة في مجرة ​​درب التبانة. المجرة نفسها هي واحدة من عدد لا يحصى من المجرات في الكون. تحتوي كل واحدة على مجموعات ضخمة من النجوم. يتم تجميع المجرات نفسها في مجموعات وعناقيد فائقة تشكل ما يسميه الفلكيون "الهيكل الواسع للكون".

نظامنا الشمسي هي منطقة نشطة من الدراسة. لاحظ المراقبون الأوائل أن معظم النجوم لا يبدو أنها تتحرك. ولكن ، كانت هناك أشياء بدت وكأنها تتجول على خلفية النجوم. تحرك البعض ببطء ، والبعض الآخر بسرعة نسبية على مدار العام. أطلقوا على هذه "الكواكب" ، الكلمة اليونانية "المتجولون". اليوم ، نسميهم ببساطة "كواكب". هناك أيضًا كويكبات ومذنبات "هناك" يدرسها العلماء أيضًا.

النجوم والكواكب ليست الشيء الوحيد الذي يملأ المجرة. هناك أيضًا سحب عملاقة من الغاز والغبار ، تسمى "السدم" (مصطلح الجمع اليوناني ل "السحب"). هذه هي الأماكن التي تولد فيها النجوم ، أو في بعض الأحيان تكون ببساطة بقايا النجوم التي ماتت. بعض أغرب "النجوم الميتة" هي في الواقع نجوم نيوترونية وثقوب سوداء. ثم هناك الكوازارات وحوش غريبة تسمى مغناطيسات، طالما اصطدام المجرات، وأكثر بكثير. ما وراء مجرتنا (درب التبانة) ، تكمن مجموعة مذهلة من المجرات تتراوح من اللوالب مثل مجرتنا إلى على شكل عدسيوالمجرات الكروية وحتى غير المنتظمة.

كما ترون ، يتبين أن علم الفلك هو موضوع معقد ويتطلب العديد من التخصصات العلمية الأخرى للمساعدة في حل أسرار الكون. لإجراء دراسة مناسبة لموضوعات علم الفلك ، يجمع الفلكيون بين جوانب الرياضيات والكيمياء والجيولوجيا والبيولوجيا والفيزياء.

ينقسم علم الفلك إلى تخصصات فرعية منفصلة. على سبيل المثال ، يدرس علماء الكواكب عوالم (كواكب وأقمار وحلقات وكويكبات ومذنبات) داخل نظامنا الشمسي وكذلك النجوم التي تدور حولها. يركز علماء فيزياء الطاقة الشمسية على الشمس وتأثيراتها على النظام الشمسي. يساعد عملهم أيضًا على توقع النشاط الشمسي مثل التوهجات والانبعاثات الجماعية والبقع الشمسية.

يقوم علماء الفيزياء الفلكية بتطبيق الفيزياء على دراسات النجوم والمجرات لشرح كيفية عملها بالضبط. يستخدم علماء الفلك الراديوي التلسكوبات الراديوية لدراسة الترددات الراديوية الصادرة عن الأجسام والعمليات في الكون. يكشف علم الفلك فوق البنفسجي والأشعة السينية وأشعة جاما والأشعة تحت الحمراء عن الكون في الأطوال الموجية الأخرى للضوء. علم الفلك هو علم قياس المسافات في الفضاء بين الأجسام. هناك أيضًا علماء فلك رياضيون يستخدمون الأرقام والحسابات وأجهزة الكمبيوتر والإحصاءات لشرح ما يلاحظه الآخرون في الكون. أخيرًا ، يدرس علماء الكون الكون كله للمساعدة في تفسير أصله وتطوره عبر ما يقرب من 14 مليار سنة من الزمن.

يستخدم الفلكيون مراصد مجهزة بمقاريب قوية تساعدهم على تكبير رؤية الأشياء الخافتة والبعيدة في الكون. أدوات الفلك ، مثل المجال العسكري، تم استخدامها من قبل علماء الفلك الأوائل وظهرت أدوات جديدة مع تطور دراسة علم الفلك. يستخدمون أيضًا أدوات تسمى مطياف الأطياف التي تشريح الضوء من النجوم والكواكب والمجرات والسدم ، وتكشف عن مزيد من التفاصيل حول كيفية عملها. تساعد عدادات الضوء المتخصصة (تسمى مقاييس الضوء) في قياس سطوع النجوم المتفاوت. المراصد المجهزة تجهيزا جيدا منتشرة في جميع أنحاء الكوكب. وهي تدور أيضًا حول سطح الأرض ، مع مركبات فضائية مثل تلسكوب هابل الفضائي توفير صور وبيانات واضحة من الفضاء. لدراسة عوالم بعيدة ، يرسل علماء الكواكب مركبات فضائية في بعثات طويلة الأمد ، هبوط المريخ مثل حب الاستطلاع, كاسيني مهمة زحلوالكثير الكثير. تحمل هذه المجسات أيضًا أدوات وكاميرات توفر بيانات حول أهدافها.

يساعدنا النظر إلى النجوم والمجرات على فهم كيفية ظهور كوننا وكيف يعمل. على سبيل المثال ، تساعد معرفة الشمس في تفسير النجوم. دراسة النجوم الأخرى تعطي نظرة ثاقبة لكيفية عمل الشمس. بينما ندرس المزيد من النجوم البعيدة ، نتعلم المزيد عن درب التبانة. تخبرنا خريطة مجرتنا عن تاريخها وما هي الظروف التي ساعدت في تكوين نظامنا الشمسي. إن رسم المجرات الأخرى بقدر ما يمكننا اكتشافها يعلمنا دروسًا عن الكون الأكبر. هناك دائمًا شيء ما يجب تعلمه في علم الفلك. يروي كل كائن وحدث حكاية من التاريخ الكوني.

بمعنى حقيقي جدًا ، يعطينا علم الفلك إحساسًا بمكاننا في الكون. لقد قالها الفلكي الراحل كارل ساجان بإيجاز شديد عندما قال: "الكون في داخلنا. نحن مصنوعون من مواد نجمية. نحن طريق للكون ليعرف نفسه ".