Astronomia

História da astronomia

Antigo

Os primeiros astrônomos usavam apenas seus olhos para olhar para as estrelas. Eles faziam mapas das constelações e estrelas por razões religiosas e calendários para trabalhar a época do ano. As primeiras civilizações, como o povo Maia e os antigos egípcios construíram observatórios simples e desenharam mapas das posições das estrelas. Eles também começaram a pensar sobre o lugar da Terra no universo. Durante muito tempo as pessoas pensavam que a Terra era o centro do universo, e que os planetas, as estrelas e o sol a circundavam. Isto é conhecido como geocentrismo.

Os antigos gregos tentaram explicar os movimentos do sol e das estrelas, tomando medidas. Um matemático chamado Eratóstenes foi o primeiro a medir o tamanho da Terra e a provar que a Terra é uma esfera. Uma teoria de outro matemático chamado Aristarco foi, que o sol está no centro e a Terra está se movendo ao redor dela. Isto é conhecido como heliocentrismo. Apenas algumas poucas pessoas acharam que estava certo. Os demais continuavam a acreditar no modelo geocêntrico. A maioria dos nomes de constelações e estrelas vem dos gregos daquela época.

Os astrônomos árabes fizeram muitos avanços durante a Idade Média, incluindo mapas estelares melhorados e formas de estimar o tamanho da Terra. Eles também aprenderam com os antigos, traduzindo livros gregos para o árabe.

A renascença da era moderna

Durante o renascimento, um padre chamado Nicolaus Copérnico pensou, ao olhar a forma como os planetas se moviam, que a Terra não era o centro de tudo. Baseado em trabalhos anteriores, ele disse que a Terra era um planeta e que todos os planetas se moviam ao redor do sol. Isto trouxe de volta a velha idéia do heliocentrismo. Um físico chamado Galileu Galilei construiu seus próprios telescópios, e os usou para olhar mais de perto as estrelas e os planetas pela primeira vez. Ele concordou com Copérnico. A Igreja Católica decidiu que Galileu estava errado. Ele teve que passar o resto de sua vida sob prisão domiciliar. As idéias heliocêntricas foram logo melhoradas por Johannes Kepler e Isaac Newton, que inventaram a teoria da gravidade.

Depois de Galileu, as pessoas fizeram telescópios melhores e os usaram para ver objetos mais distantes, como os planetas Urano e Netuno. Eles também viram como as estrelas eram semelhantes ao nosso Sol, mas em uma gama de cores e tamanhos. Eles também viram milhares de outros objetos distantes, como galáxias e nebulosas.

Era moderna

No século 20, depois de 1920, ocorreram importantes mudanças na astronomia.

No início dos anos 1920, começou a ser aceito que a galáxia em que vivemos, a Via Láctea, não é a única galáxia. A existência de outras galáxias foi estabelecida por Edwin Hubble, que identificou a nebulosa de Andrómeda como uma galáxia diferente. Foi também Hubble quem provou que o universo estava se expandindo. Havia muitas outras galáxias a grandes distâncias e elas estão recuando, afastando-se de nossa galáxia. Isso foi completamente inesperado.

Em 1931, Karl Jansky descobriu a emissão de rádio de fora da Terra ao tentar isolar uma fonte de ruído nas comunicações por rádio, marcando o nascimento da radioastronomia e as primeiras tentativas de usar outra parte do espectro eletromagnético para observar o céu. Aquelas partes do espectro eletromagnético que a atmosfera não bloqueou foram agora abertas à astronomia, permitindo que mais descobertas fossem feitas.

A abertura desta nova janela no Universo viu a descoberta de coisas inteiramente novas, por exemplo pulsares, que enviavam pulsos regulares de ondas de rádio para o espaço. Primeiro pensou-se que as ondas eram de origem alienígena porque os pulsos eram tão regulares que implicavam em uma fonte artificial.

O período após a 2ª Guerra Mundial viu mais observatórios onde telescópios grandes e precisos são construídos e operados em bons locais de observação, normalmente pelos governos. Por exemplo, Bernard Lovell iniciou a radioastronomia no Banco Jodrell utilizando sobras de equipamentos de radar militares. Em 1957, o local tinha o maior radiotelescópio orientável do mundo. Da mesma forma, no final dos anos 60, teve início a construção de observatórios dedicados no Mauna Kea no Havaí, um bom local para telescópios visíveis e infravermelhos graças a sua alta altitude e céu limpo.

A próxima grande revolução na astronomia foi graças ao nascimento da rococracia. Isto permitiu a colocação de telescópios no espaço em satélites.

Os telescópios espaciais deram acesso, pela primeira vez na história, a todo o espectro eletromagnético, incluindo os raios que haviam sido bloqueados pela atmosfera. Os raios X, raios gama, luz ultravioleta e partes do espectro infravermelho foram todos abertos para a astronomia à medida que os telescópios de observação eram lançados. Como em outras partes do espectro, foram feitas novas descobertas.

A partir dos anos 70, os satélites foram lançados para serem substituídos por satélites mais precisos e melhores, fazendo com que o céu fosse mapeado em quase todas as partes do espectro eletromagnético.

Desenhos da Lua por Galileu. Seus desenhos eram mais detalhados do que qualquer outro antes dele porque ele usava um telescópio para olhar para a Lua.

Descobertas

As descobertas se dividem amplamente em dois tipos: corpos e fenômenos. Corpos são coisas no Universo, seja um planeta como nossa Terra ou uma galáxia como nossa Via Láctea. Fenômenos são eventos e acontecimentos no Universo.

Corpos

Por conveniência, esta seção foi dividida por onde estes corpos astronômicos podem ser encontrados: os encontrados ao redor de estrelas são corpos solares, os encontrados dentro de galáxias são corpos galácticos e tudo o mais são corpos cósmicos.

Solar

• Planetas
• Asteróides
• Cometas

Galáctica

• Estrelas

Objetos difusos:

• Nebulosas
• Aglomerados

Estrelas Compactas:

• Estrelas anãs brancas
• Estrelas de nêutrons
• Furos negros

Cósmico

• Galáxias
• Aglomerados de galáxias
• Superclusters

Fenômenos

Os eventos de explosão são aqueles em que há uma mudança repentina no céu que desaparece rapidamente. Estes são chamados de estouros porque normalmente estão associados a grandes explosões que produzem um "estouro" de energia. Eles incluem:

• Supernovas
• Novas

Os eventos periódicos são aqueles que acontecem regularmente de forma repetitiva. O nome periódico vem de período, que é o tempo necessário para que uma onda complete um ciclo. Os fenômenos periódicos incluem:

• Pulsares
• Estrelas variáveis

Os fenômenos do ruído tendem a se relacionar com coisas que aconteceram há muito tempo. O sinal desses eventos salta pelo Universo até que parece vir de todos os lugares e varia pouco em intensidade. Desta forma, ele se assemelha ao "ruído", o sinal de fundo que permeia cada instrumento utilizado para a astronomia. O exemplo mais comum de ruído é o estático visto nas televisões analógicas. O principal exemplo astronômico é: Radiação de fundo cósmica.

Métodos

Instrumentos

• Os telescópios são a principal ferramenta de observação. Eles pegam toda a luz em uma área grande e a colocam em uma área pequena. Isto é como tornar seus olhos muito grandes e poderosos. Os astrônomos usam telescópios para olhar para coisas que estão longe e com pouca luminosidade. Os telescópios fazem os objetos parecerem maiores, mais próximos, mais brilhantes.
• Os espectrômetros estudam os diferentes comprimentos de onda da luz. Isto mostra de que algo é feito.
• Muitos telescópios estão em satélites. Eles são observatórios espaciais. A atmosfera da Terra bloqueia algumas partes do espectro eletromagnético, mas telescópios especiais acima da atmosfera podem detectar essa radiação.

• A radioastronomia utiliza Radio telescópios. A síntese de abertura combina telescópios menores para criar uma matriz de fases, que funciona como um telescópio tão grande quanto a distância entre os telescópios menores.

Técnicas

Há como os astrônomos podem obter melhores imagens do céu. A luz de uma fonte distante chega a um sensor e é medida, normalmente por um olho humano ou por uma câmera. Para fontes muito escuras, pode não haver partículas de luz suficientes vindas da fonte para que ela possa ser vista. Uma técnica que os astrônomos têm para torná-la visível é o uso da integração (que é como exposições mais longas na fotografia).

Integração

As fontes astronômicas não se movem muito: apenas a rotação e o movimento da Terra faz com que elas se movam através dos céus. À medida que as partículas de luz chegam à câmera com o tempo, elas atingem o mesmo lugar tornando-a mais brilhante e mais visível do que o fundo, até que possa ser vista.

Os telescópios na maioria dos observatórios (e instrumentos de satélite) podem normalmente rastrear uma fonte à medida que ela se move através dos céus, fazendo com que a estrela apareça imóvel no telescópio e permitindo exposições mais longas. Além disso, as imagens podem ser obtidas em diferentes noites, de modo que as exposições se estendem por horas, dias ou mesmo meses. Na era digital, imagens digitalizadas do céu podem ser adicionadas juntas por computador, o que sobrepõe as imagens após a correção para o movimento.

Óptica adaptativa

Ópticaadaptativa significa mudar a forma do espelho ou da lente enquanto se olha para algo, para vê-lo melhor.

Análise de dados

A análise de dados é o processo de obter mais informações a partir de uma observação astronômica do que simplesmente olhar para ela. A observação é armazenada primeiramente como dados. Estes dados terão então várias técnicas utilizadas para analisá-los.

Análise de Fourier

A análise de Fourier em matemática pode mostrar se uma observação (durante um período de tempo) está mudando periodicamente (mudanças como uma onda). Se assim for, ela pode extrair as freqüências e o tipo de padrão de onda, e encontrar muitas coisas, incluindo novos planetas.

Campos

Um bom exemplo de um campo vem de pulsares que pulsam regularmente em ondas de rádio. Estes se mostraram semelhantes a alguns (mas não todos) tipos de fontes brilhantes em raios X chamados de binários de raios X de baixa massa. Verificou-se que todos os pulsares e alguns LMXBs são estrelas de nêutrons e que as diferenças foram devidas ao ambiente no qual a estrela de nêutrons foi encontrada. Os LMXBs que não eram estrelas de nêutrons acabaram se tornando buracos negros.

Esta seção tenta fornecer uma visão geral dos importantes campos da astronomia, seu período de importância e os termos usados para descrevê-los. Deve-se notar que a astronomia na Era Moderna foi dividida principalmente pelo espectro eletromagnético, embora haja algumas evidências de que isto está mudando.

Campos por corpo

Astronomia solar

A astronomia solar é o estudo do Sol. O Sol é a estrela mais próxima da Terra, a cerca de 92 milhões (92.000.000) milhas de distância. É o mais fácil de se observar em detalhes. A observação do Sol pode nos ajudar a entender como outras estrelas funcionam e são formadas. As mudanças no Sol podem afetar o clima e a meteorologia na Terra. Um fluxo de partículas carregadas chamado vento solar é constantemente expulso do Sol. O Vento Solar que atinge o campo magnético da Terra causa as luzes do norte. O estudo do Sol ajudou as pessoas a entender como funciona a fusão nuclear.

Astronomia planetária

Astronomia planetária é o estudo de planetas, luas, planetas anões, cometas e asteróides, assim como outros pequenos objetos que orbitam estrelas. Os planetas de nosso próprio Sistema Solar têm sido estudados em profundidade por muitas naves espaciais visitantes como Cassini-Huygens (Saturno) e a Voyager 1 e 2.

Astronomia galáctica

A Astronomia Galáctica é o estudo de galáxias distantes. Estudar galáxias distantes é a melhor maneira de aprender sobre nossa própria galáxia, pois os gases e estrelas em nossa própria galáxia dificultam a observação. Os astrônomos galácticos tentam entender a estrutura das galáxias e como elas são formadas através do uso de diferentes tipos de telescópios e simulações computadorizadas.

Astronomia de ondas gravitacionais

Astronomia de ondas gravitacionais é o estudo do Universo no espectro de ondas gravitacionais. Até agora, toda a astronomia que tem sido feita tem usado o espectro eletromagnético. As ondas gravitacionais são ondulações no tempo espacial emitidas por objetos muito densos que mudam de forma, que incluem anões brancos, estrelas de nêutrons e buracos negros. Como ninguém foi capaz de detectar ondas gravitacionais diretamente, o impacto da Astronomia das Ondas Gravitacionais tem sido muito limitado.

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