У дома » Сибир » Защо обсерваториите са разположени високо в планините? Най-големите обсерватории

Защо обсерваториите са разположени високо в планините? Най-големите обсерватории

институция, в която учените наблюдават, изучават и анализират природни феномени. Най-известните са астрономическите обсерватории за изучаване на звезди, галактики, планети и други небесни обекти. Има и метеорологични обсерватории за наблюдение на времето; геофизични обсерватории за изучаване на атмосферни явления, по-специално полярни сияния; сеизмични станции за регистриране на вибрации, възбудени в Земята от земетресения и вулкани; обсерватории за наблюдение на космически лъчи и неутрино. Много обсерватории са оборудвани не само със серийни инструменти за запис на природни явления, но и с уникални инструменти, които осигуряват най-висока чувствителност и точност при специфични условия на наблюдение. В по-ранни времена обсерваториите, като правило, са били построени в близост до университети, но след това те са започнали да се разполагат на места с най-добри условия за наблюдение на изучаваните явления: сеизмични обсерватории - по склоновете на вулкани, метеорологични - равномерно по земното кълбо , аврорален (за наблюдение на полярни сияния) - на разстояние около 2000 км от магнитния полюс на Северното полукълбо, където преминава лента от интензивни полярни сияния. Астрономическите обсерватории, които използват оптични телескопи, за да анализират светлината от космически източници, изискват чиста, суха атмосфера без изкуствена светлина, така че те са склонни да бъдат построени високо в планините. Радиообсерваториите често са разположени в дълбоки долини, защитени от всички страни от планини от изкуствени радиосмущения. Въпреки това, тъй като обсерваториите работят с квалифициран персонал и учените идват редовно, когато е възможно, те се опитват да разположат обсерваториите не много далеч от научни и културни центрове и транспортни възли. Развитието на комуникациите обаче прави този проблем все по-малко актуален. Тази статия е за астрономически обсерватории. Допълнителна информация за обсерватории и други видове научни станции е описана в статиите:
ИЗВЪНАТМОСФЕРНА АСТРОНОМИЯ;
ВУЛКАНИ;
ГЕОЛОГИЯ;
ЗЕМЕТРЕСЕНИЯ;
МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ;
НЕЙТРИННА АСТРОНОМИЯ;
РАДАРНА АСТРОНОМИЯ;
РАДИОАСТРОНОМИЯ.
ИСТОРИЯ НА АСТРОНОМИЧЕСКИТЕ ОБСЕРВАТОРИИ И ТЕЛЕСКОПИ
Древен свят.Най-старите факти от астрономически наблюдения, достигнали до нас, са свързани с древните цивилизации на Близкия изток. Наблюдавайки, записвайки и анализирайки движението на Слънцето и Луната по небето, жреците следели времето и календара, предсказвали сезони, важни за земеделието, а също така правели астрологични прогнози. Измервайки движението на небесните тела с помощта на прости инструменти, те откриха, че относителното положение на звездите в небето остава непроменено, но Слънцето, Луната и планетите се движат спрямо звездите и освен това по много сложен начин. Свещениците отбелязаха редки небесни явления: лунни и слънчеви затъмнения, появата на комети и нови звезди. Астрономическите наблюдения, които носят практически ползи и помагат за оформянето на мирогледа, намериха известна подкрепа както от религиозни власти, така и от граждански владетели на различни нации. Много оцелели глинени плочки от древен Вавилон и Шумер записват астрономически наблюдения и изчисления. В онези дни, както и сега, обсерваторията е служила едновременно като работилница, склад за инструменти и център за събиране на данни. Вижте също
АСТРОЛОГИЯ;
СЕЗОНИ;
ВРЕМЕ;
КАЛЕНДАР. Малко се знае за астрономическите инструменти, използвани преди епохата на Птолемеите (ок. 100 - около 170 г. сл. Хр.). Птолемей, заедно с други учени, събра в огромната библиотека на Александрия (Египет) много разпръснати астрономически записи, направени в различни страни през предходните векове. Използвайки наблюденията на Хипарх и своите собствени, Птолемей съставя каталог на позициите и яркостта на 1022 звезди. Следвайки Аристотел, той поставя Земята в центъра на света и вярва, че всички светила се въртят около нея. Заедно с колегите си, Птолемей извършва систематични наблюдения на движещи се звезди (Слънце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) и разработва подробна математическа теория, за да предскаже тяхното бъдещо положение по отношение на „неподвижните“ звезди. С негова помощ Птолемей изчислил таблици за движението на светилата, които след това били използвани повече от хиляда години.
Вижте същоХИПАРХ. За да измерят леко вариращите размери на Слънцето и Луната, астрономите използваха права лента с плъзгащ се визьор под формата на тъмен диск или плоча с кръгъл отвор. Наблюдателят насочи лентата към целта и премести мерника по нея, като се увери, че дупката съвпада точно с размера на осветителното тяло. Птолемей и колегите му подобриха много от астрономическите инструменти. Провеждайки внимателни наблюдения с тях и използвайки тригонометрия, преобразуваща инструменталните показания в позиционни ъгли, те доведоха точността на измерване до приблизително 10"
(виж също ПТОЛЕМЕЙ Клавдий).
Средна възраст.Поради политическите и социални катаклизми през късната античност и ранното средновековие развитието на астрономията в Средиземноморието спира. Каталозите и таблиците на Птолемей оцеляха, но все по-малко хора знаеха как да ги използват, а наблюденията и записите на астрономически събития ставаха все по-рядко срещани. Въпреки това в Близкия изток и Централна Азия астрономията процъфтява и се строят обсерватории. През 8 век. Абдалах ал-Мамун основава Дом на мъдростта в Багдад, подобен на Александрийската библиотека, и създава свързани обсерватории в Багдад и Сирия. Там няколко поколения астрономи изучават и развиват работата на Птолемей. Подобни институции процъфтяват през 10-ти и 11-ти век. в Кайро. Кулминацията на тази епоха е гигантската обсерватория в Самарканд (сега Узбекистан). Там Улукбек (1394-1449), внук на азиатския завоевател Тамерлан (Тимур), построява огромен секстант с радиус 40 m под формата на южно ориентиран изкоп с ширина 51 cm с мраморни стени и извършва наблюдения на Слънцето с безпрецедентна точност. Той използва няколко по-малки инструмента, за да наблюдава звездите, Луната и планетите.
Възраждане.Когато в ислямската култура от 15в. Астрономията процъфтява, Западна Европа преоткрива това велико творение на древния свят.
Коперник.Николай Коперник (1473-1543), вдъхновен от простотата на принципите на Платон и други гръцки философи, гледа с недоверие и тревога на геоцентричната система на Птолемей, която изисква тромави математически изчисления, за да обясни видимите движения на светилата. Коперник предлага, поддържайки подхода на Птолемей, да постави Слънцето в центъра на системата и да счита Земята за планета. Това значително опростява въпроса, но предизвиква дълбока революция в съзнанието на хората (вж. също КОПЕРНИЙ Николай).
Тихо Брахе.Датският астроном Т. Брахе (1546-1601) е обезсърчен от факта, че теорията на Коперник предсказва по-точно положението на светилата от теорията на Птолемей, но все още не е напълно вярна. Той вярваше, че по-точни данни от наблюдения ще решат проблема и убеди крал Фредерик II да му даде о. Вен близо до Копенхаген. Тази обсерватория, наречена Ураниборг (Небесен замък), съдържа много стационарни инструменти, работилници, библиотека, химическа лаборатория, спални, трапезария и кухня. Тихо дори имаше собствена фабрика за хартия и печатница. През 1584 г. той построява нова сграда за наблюдения - Stjerneborg (Звезден замък), където събира най-големите и най-модерни инструменти. Наистина, това бяха инструменти от същия тип като по времето на Птолемей, но Тихо значително увеличи тяхната точност, като замени дървото с метали. Той въведе особено прецизни мерници и везни и измисли математически методи за калибриране на наблюденията. Тихо и неговите помощници, наблюдавайки небесните тела с невъоръжено око, постигнаха точност на измерване от 1 със своите инструменти. Те систематично измерваха позициите на звездите и наблюдаваха движенията на Слънцето, Луната и планетите, събирайки данни от наблюдения с безпрецедентна упоритост и. точност
(виж също BRAHE Tycho).

Кеплер.Изучавайки данните на Тихо, И. Кеплер (1571-1630) открива, че наблюдаваното въртене на планетите около Слънцето не може да бъде представено като движение в кръгове. Кеплер имаше голямо уважение към резултатите, получени в Ураниборг, и затова отхвърли идеята, че малки несъответствия между изчислените и наблюдаваните позиции на планетите могат да бъдат причинени от грешки в наблюденията на Тихо. Продължавайки търсенето си, Кеплер открива, че планетите се движат по елипси, като по този начин полага основите на новата астрономия и физика
(виж също КЕПЛЕР Йохан; ЗАКОНИТЕ НА КЕПЛЕР). Работата на Тихо и Кеплер предвижда много характеристики на съвременната астрономия, като организирането на специализирани обсерватории с държавна подкрепа; довеждане на инструменти, дори и традиционни, до съвършенство; разделение на учените на наблюдатели и теоретици. Бяха установени нови принципи на работа заедно с новата технология: телескопът дойде да помогне на окото в астрономията.
Появата на телескопи.Първите пречупващи телескопи. През 1609 г. Галилей започва да използва първия си самоделен телескоп. Наблюденията на Галилей поставиха началото на ерата на визуалното изследване на небесните тела. Скоро телескопите се разпространяват в цяла Европа. Любопитните хора ги правеха сами или поръчваха на занаятчии и създаваха малки лични обсерватории, обикновено в собствените си домове
(виж също GALILEO Галилей). Телескопът на Галилей е наречен рефрактор, защото светлинните лъчи в него се пречупват (лат. refractus - пречупен), преминавайки през няколко стъклени лещи. В най-простия дизайн предната леща-обектив събира лъчи във фокусна точка, създавайки изображение на обект там, а лещата на окуляра, разположена близо до окото, се използва като лупа за гледане на това изображение. В телескопа на Галилей окулярът беше отрицателна леща, даваща директно изображение с доста ниско качество с малко зрително поле. Кеплер и Декарт разработват теорията на оптиката, а Кеплер предлага дизайн на телескоп с обърнато изображение, но много по-голямо зрително поле и увеличение от Галилео. Този дизайн бързо замени предишния и се превърна в стандарт за астрономически телескопи. Например през 1647 г. полският астроном Ян Хевелий (1611-1687) използва Кеплерови телескопи с дължина 2,5-3,5 метра, за да наблюдава Луната. Първоначално той ги монтира в малка кула на покрива на къщата си в Гданск (Полша), а по-късно на място с два наблюдателни поста, единият от които се върти (виж също HEVELIUS Jan). В Холандия Кристиан Хюйгенс (1629-1695) и неговият брат Константин построиха много дълги телескопи с лещи с диаметър само няколко инча, но с огромно фокусно разстояние. Това подобри качеството на изображението, въпреки че направи работата с инструмента по-трудна. През 1680-те години Хюйгенс експериментира с 37-метрови и 64-метрови „въздушни телескопи“, чиито лещи се поставят на върха на мачта и се въртят с помощта на дълга пръчка или въжета, а окулярът просто се държи в ръцете (вижте също HUYGENS Christian). Използвайки лещи, направени от Д. Кампани, Дж. Д. Касини (1625-1712) в Болоня и по-късно в Париж прави наблюдения с въздушни телескопи с дължина 30 и 41 m, демонстрирайки техните безспорни предимства, въпреки сложността на работата с тях. Наблюденията бяха силно затруднени от вибрациите на мачтата с обектива, трудностите при насочването му с помощта на въжета и кабели, както и нееднородността и турбулентността на въздуха между обектива и окуляра, която беше особено силна в липсата на тръба. Нютон, рефлекторният телескоп и теорията на гравитацията. В края на 1660-те години И. Нютон (1643-1727) се опитва да разкрие природата на светлината във връзка с проблемите на рефракторите. Той погрешно реши, че хроматичната аберация, т.е. Неспособността на една леща да събира лъчи от всички цветове в един фокус е фундаментално непоправима. Затова Нютон построява първия функционален рефлекторен телескоп, в който ролята на обектив вместо на леща се играе от вдлъбнато огледало, което събира светлина във фокус, където изображението може да се гледа през окуляр. Но най-важният принос на Нютон към астрономията е неговата теоретична работа, която показва, че Кеплеровите закони за движението на планетите са специален случай на универсалния закон за гравитацията. Нютон формулира този закон и разработва математически техники за точно изчисляване на движението на планетите. Това стимулира раждането на нови обсерватории, където позициите на Луната, планетите и техните спътници се измерват с най-висока точност, използвайки теорията на Нютон за прецизиране на елементите на техните орбити и прогнозиране на техните движения.
Вижте също
НЕБЕСНА МЕХАНИКА;
ЗЕМНО ПРИТЕГЛЯНЕ;
НЮТОН Исак.
Часовник, микрометър и телескопичен мерник. Не по-малко важно от подобряването на оптичната част на телескопа беше подобряването на неговата стойка и оборудване. За астрономическите измервания са необходими часовници с махало, които могат да работят според местното време, което се определя от някои наблюдения и се използва в други.
(вижте също ЧАСОВНИК). Използвайки микрометър с резба, беше възможно да се измерват много малки ъгли при наблюдение през окуляра на телескоп. За повишаване на точността на астрометрията важна роля изигра комбинирането на телескопа с армиларна сфера, секстант и други гониометрични инструменти. След като устройствата за наблюдение с просто око бяха заменени от малки телескопи, възникна необходимостта от много по-прецизно производство и разделяне на ъглови скали. До голяма степен в отговор на нуждите на европейските обсерватории се разви производството на малки високопрецизни металорежещи машини
(виж също ИЗМЕРВАЩИ УРЕДИ).
Държавни обсерватории.Подобряване на астрономически таблици. От втората половина на 17в. За целите на навигацията и картографията правителствата на различни страни започват да създават държавни обсерватории. В Кралската академия на науките, основана от Луи XIV в Париж през 1666 г., академиците се заеха да преразгледат астрономическите константи и таблици от нулата, използвайки работата на Кеплер като основа. През 1669 г. по инициатива на министър Ж.-Б. Колбер е основана Кралската обсерватория в Париж. Той беше ръководен от четири забележителни поколения Касини, започвайки с Жан Доминик. През 1675 г. е основана Кралската обсерватория в Гринуич, ръководена от първия кралски астроном Д. Фламстид (1646-1719). Заедно с Кралското общество, което започва дейността си през 1647 г., става център на астрономически и геодезически изследвания в Англия. През същите години са основани обсерватории в Копенхаген (Дания), Лунд (Швеция) и Гданск (Полша) (вижте също FLEMSTED John). Най-важният резултат от дейността на първите обсерватории са ефемеридите - таблици с предварително изчислени позиции на Слънцето, Луната и планетите, необходими за картографията, навигацията и фундаменталните астрономически изследвания.
Въвеждане на стандартно време.Държавните обсерватории стават пазители на стандартното време, което първо се разпространява с помощта на оптични сигнали (знамена, сигнални топки), а по-късно с телеграф и радио. Настоящата традиция на полунощното пускане на топката на Бъдни вечер датира от дните, когато сигналните топки се пускаха по високата мачта на покрива на обсерваторията в точно определено време, давайки възможност на капитаните на корабите в пристанището да проверят своите хронометри преди отплаване.
Определяне на географски дължини.Изключително важна задача на държавните обсерватории от онази епоха беше определянето на координатите на морските кораби. Географската ширина може лесно да се намери по ъгъла на Полярната звезда над хоризонта. Но географската дължина е много по-трудна за определяне. Някои методи се основават на моментите на затъмнения на спътниците на Юпитер; други - за положението на Луната спрямо звездите. Но най-надеждните методи изискват високоточни хронометри, способни да поддържат времето на обсерваторията близо до изходния порт по време на пътуването.
Развитие на обсерваториите Гринуич и Париж.През 19 век Държавните и някои частни обсерватории в Европа остават най-важните астрономически центрове. В списъка на обсерваториите от 1886 г. намираме 150 в Европа, 42 в Северна Америка и 29 другаде. Обсерваторията в Гринуич до края на века имаше 76-сантиметров рефлектор, 71-, 66- и 33-сантиметрови рефрактори и много спомагателни инструменти. Занимавала се е активно с астрометрия, управление на времето, слънчева физика и астрофизика, както и с геодезия, метеорология, магнитни и други наблюдения. Парижката обсерватория също разполагаше с прецизни, модерни инструменти и провеждаше програми, подобни на тези в Гринуич.
Нови обсерватории.Пулковската астрономическа обсерватория на Императорската академия на науките в Санкт Петербург, построена през 1839 г., бързо постига уважение и почит. Разрастващият се екип се занимаваше с астрометрия, определяне на фундаментални константи, спектроскопия, времеви услуги и разнообразие от геофизични програми. Обсерваторията в Потсдам в Германия, открита през 1874 г., скоро се превърна в утвърдена институция, известна с работата си по слънчева физика, астрофизика и фотографски изследвания на небето.
Създаване на големи телескопи.Рефлектор или рефрактор? Въпреки че отразяващият телескоп на Нютон е важно изобретение, в продължение на няколко десетилетия той се възприема от астрономите само като инструмент за допълване на рефракторите. Отначало рефлекторите са правени от самите наблюдатели за техните собствени малки обсерватории. Но до края на 18в. Младата оптична индустрия се зае с това, осъзнавайки нуждата от нарастващия брой астрономи и геодезисти. Наблюдателите имаха възможност да избират от различни типове рефлектори и рефрактори, всеки с предимства и недостатъци. Рефракторните телескопи с лещи от висококачествено стъкло даваха по-добри изображения от рефлекторите, а тръбата им беше по-компактна и твърда. Но рефлекторите могат да бъдат направени с много по-голям диаметър и изображенията в тях не се изкривяват от цветни граници, както при рефракторите. Рефлекторът улеснява виждането на бледи обекти, защото няма загуба на светлина в стъклото. Въпреки това, сплавта на огледалото, от която са направени огледалата, бързо потъмнява и изисква често повторно полиране (по това време те все още не знаеха как да покрият повърхността с тънък огледален слой).
Хершел.През 1770 г. педантичният и упорит астроном У. Хершел построява няколко нютонови телескопа, увеличавайки диаметъра до 46 cm и фокусното разстояние до 6 m. Високото качество на неговите огледала позволява използването на много голямо увеличение. Използвайки един от своите телескопи, Хершел открива планетата Уран, както и хиляди двойни звезди и мъглявини. През онези години са построени много телескопи, но те обикновено са създадени и използвани от отделни ентусиасти, без да се организира обсерватория в съвременния смисъл
(виж също ХЕРШЕЛ, УИЛЯМ). Хершел и други астрономи се опитаха да изградят по-големи рефлектори. Но масивните огледала се огънаха и загубиха формата си, когато телескопът промени позицията си. Границата за метални огледала е достигната в Ирландия от У. Парсънс (лорд Рос), който създава рефлектор с диаметър 1,8 м за домашната си обсерватория.
Конструкция на големи телескопи. Индустриалните магнати и новобогаташите на Съединените щати се натрупват в края на 19 век. гигантско богатство, а някои от тях се заеха с филантропия. Така Дж. Лийк (1796-1876), който направи състояние от златната треска, завеща основаването на обсерватория на планината Хамилтън, на 65 км от Санта Круз (Калифорния). Основният му инструмент беше 91-сантиметровият рефрактор, тогава най-големият в света, произведен от известната компания Alvan Clark and Sons и инсталиран през 1888 г. А през 1896 г. започна 36-инчовият рефлектор Crossley, тогава най-големият в САЩ работещ там в обсерваторията Лик. Астрономът Дж. Хейл (1868-1938) убеждава чикагския трамваен магнат С. Йеркс да финансира изграждането на още по-голяма обсерватория за Чикагския университет. Основан е през 1895 г. в Уилямс Бей, Уисконсин, с 40-инчов рефрактор, все още и вероятно завинаги най-големият в света (вижте също HALE George Ellery). След като организира обсерваторията Йеркс, Хейл започва енергични усилия за набиране на средства от различни източници, включително стоманения магнат А. Карнеги, за изграждане на обсерватория на най-доброто място за наблюдения в Калифорния. Оборудвана с няколко слънчеви телескопа, проектирани от Хейл, и 152-сантиметров рефлектор, обсерваторията Маунт Уилсън в планината Сан Габриел северно от Пасадена, Калифорния, скоро се превърна в астрономическа Мека. След като придоби необходимия опит, Хейл организира създаването на рефлектор с безпрецедентни размери. Наречен на главния спонсор, 100-инчовият телескоп. Хукър влиза в служба през 1917 г.; но първо трябваше да преодолеем много инженерни проблеми, които първоначално изглеждаха неразрешими. Първият от тях беше да се отлее стъклен диск с необходимия размер и да се охлади бавно, за да се получи висококачествено стъкло. Шлифоването и полирането на огледалото, за да му се придаде необходимата форма, отне повече от шест години и изискваше създаването на уникални машини. Последният етап от полирането и тестването на огледалото беше извършено в специално помещение с идеална чистота и контрол на температурата. Механизмите на телескопа, сградата и куполът на неговата кула, построена на върха на планината Уилсън (Mount Wilson), висока 1700 м, се смятаха за инженерно чудо на времето. Вдъхновен от отличното представяне на 100-инчовия инструмент, Хейл посвещава остатъка от живота си на изграждането на гигантски 200-инчов телескоп. 10 години след смъртта му и поради закъснения, причинени от Втората световна война, телескопът. Heila влиза в експлоатация през 1948 г. на върха на 1700-метровия връх Паломар (Mount Palomar), на 64 км североизточно от Сан Диего (St. Калифорния). Това беше научно и технологично чудо на онези дни. В продължение на почти 30 години този телескоп остава най-големият в света и много астрономи и инженери вярват, че никога няма да бъде надминат.

Но появата на компютрите допринесе за по-нататъшното разширяване на конструкцията на телескопите. През 1976 г. 6-метровият телескоп BTA (Голям азимутален телескоп) започва да работи на 2100-метровата планина Семиродники близо до село Зеленчукская (Северен Кавказ, Русия), демонстрирайки практическия предел на технологията на „дебелото и издръжливо“ огледало.

Пътят към изграждането на големи огледала, които могат да събират повече светлина и следователно да виждат по-далеч и по-добре, лежи чрез нови технологии: през последните години се развиват методи за производство на тънки и сглобяеми огледала. Тънки огледала с диаметър 8,2 м (с дебелина около 20 см) вече работят на телескопи в Южната обсерватория в Чили. Тяхната форма се управлява от сложна система от механични „пръсти“, управлявани от компютър. Успехът на тази технология доведе до разработването на няколко подобни проекта в различни страни. За да тества идеята за композитно огледало, Смитсонианската астрофизична обсерватория построи телескоп през 1979 г. с леща от шест 183-сантиметрови огледала, площта е еквивалентна на едно 4,5-метрово огледало. Този многоогледален телескоп, инсталиран на планината Хопкинс, на 50 км южно от Тусон (Аризона), се оказа много ефективен и този подход беше използван при изграждането на два 10-метрови телескопа. У. Кек в обсерваторията Мауна Кеа (остров Хавай). Всяко гигантско огледало се състои от 36 шестоъгълни сегмента, всеки с диаметър 183 см, контролирани от компютър, за да се получи едно изображение. Въпреки че качеството на изображенията все още не е високо, възможно е да се получат спектри на много далечни и слаби обекти, които са недостъпни за други телескопи. Ето защо в началото на 2000-те години се планира да се пуснат в експлоатация още няколко многоогледални телескопа с ефективна апертура от 9-25 m.

ВЪРХЪТ НА МАУНА КЕА, древен вулкан на Хаваите, е дом на десетки телескопи. Астрономите са привлечени тук от голямата надморска височина и много сухия и чист въздух. Долу вдясно през отворения процеп на кулата ясно се вижда огледалото на телескопа Keck I, а долу вляво е кулата на строящия се телескоп Keck II.

РАЗВИТИЕ НА ОБОРУДВАНЕ
снимка.В средата на 19в. няколко ентусиасти започнаха да използват фотографията, за да записват изображения, наблюдавани през телескоп. С нарастването на чувствителността на емулсиите стъклените фотографски плаки се превърнаха в основно средство за запис на астрофизични данни. В допълнение към традиционните ръкописни дневници за наблюдение, в обсерваториите се появиха ценни „стъклени библиотеки“. Фотоплаката е способна да акумулира слаба светлина от далечни обекти и да улавя детайли, които са недостъпни за окото. С използването на фотографията в астрономията бяха необходими нови видове телескопи, например широкообхватни камери, способни да записват големи участъци от небето наведнъж, за да създават фотоатласи вместо ръчно рисувани карти. В комбинация с рефлектори с голям диаметър фотографията и спектрографът направиха възможно изследването на слаби обекти. През 20-те години на миналия век, използвайки 100-инчовия телескоп в обсерваторията Маунт Уилсън, Е. Хъбъл (1889-1953) класифицира слабите мъглявини и доказва, че много от тях са гигантски галактики, подобни на Млечния път. Освен това Хъбъл откри, че галактиките бързо се раздалечават една от друга. Това напълно промени разбирането на астрономите за структурата и еволюцията на Вселената, но само няколко обсерватории с мощни телескопи за наблюдение на слаби, далечни галактики успяха да извършат такова изследване.
Вижте също
КОСМОЛОГИЯ;
ГАЛАКТИКИ;
ХЪБЪЛ Едуин Пауъл;
МЪГЛИНА.
Спектроскопия.Появила се почти едновременно с фотографията, спектроскопията позволи на астрономите да определят химичния им състав от анализа на звездната светлина и да изследват движението на звездите и галактиките чрез Доплеровото изместване на линиите в спектрите. Развитието на физиката в началото на 20 век. помогна за дешифрирането на спектрограмите. За първи път стана възможно да се изследва съставът на недостъпни небесни тела. Тази задача се оказа по силите на скромните университетски обсерватории, тъй като не е необходим голям телескоп за получаване на спектрите на ярки обекти. Така обсерваторията на Харвардския колеж беше една от първите, които се занимаваха със спектроскопия и събраха огромна колекция от звездни спектри. Неговите сътрудници класифицираха хиляди звездни спектри и създадоха основа за изучаване на звездната еволюция. Като комбинират тези данни с квантовата физика, теоретиците разбраха природата на източника на звездна енергия. През 20 век бяха създадени детектори на инфрачервено лъчение, идващо от студени звезди, от атмосферата и от повърхността на планетите. Визуалните наблюдения, като недостатъчно чувствителна и обективна мярка за яркостта на звездите, бяха изместени първо от фотографската плака, а след това от електронните инструменти (виж също СПЕКТРОСКОПИЯ).
АСТРОНОМИЯТА СЛЕД ВТОРАТА СВЕТОВНА ВОЙНА
Укрепване на държавната подкрепа.След войната новите технологии, родени във военните лаборатории, станаха достъпни за учените: радио и радарни технологии, чувствителни електронни светлинни приемници и компютри. Правителствата на индустриализираните страни осъзнаха значението на научните изследвания за националната сигурност и започнаха да отделят значителни средства за научна работа и образование.
Национални обсерватории на САЩ.В началото на 50-те години Националната научна фондация на САЩ поиска от астрономите да представят предложения за национална обсерватория, която да бъде на най-доброто място и достъпна за всички квалифицирани учени. До 60-те години на миналия век се появяват две групи организации: Асоциацията на университетите за изследване на астрономията (AURA), която създава концепцията за Национални обсерватории за оптична астрономия (NOAO) на 2100-метровия връх Кит Пийк близо до Тусон, Аризона, и Асоциацията на университетите, която разработи проекта Национална радиоастрономическа обсерватория (NRAO) в долината Deer Creek, близо до Green Bank, Западна Вирджиния.

НАЦИОНАЛНА ОБСЕРВАТОРИЯ НА САЩ KITT PEAK близо до Тусон (Аризона). Неговите най-големи инструменти включват слънчевия телескоп McMas (долу), 4-метровия телескоп Mayall (горе вдясно) и 3,5-метровия телескоп WIYN на обсерваториите на Обединения университет на Уисконсин, Индиана, Йейл и NOAO (най-вляво).

До 1990 г. NOAO разполага с 15 телескопа на връх Кит с диаметър до 4 м. AURA създава и Междуамериканската обсерватория в Сиера Тололо (Чилийските Анди) на надморска височина от 2200 м, където южното небе се изучава оттогава. 1967 г. В допълнение към Green Bank, където е инсталиран най-големият радиотелескоп (диаметър 43 m) на екваториална монтировка, NRAO разполага и с 12-метров телескоп с милиметрови вълни на Kitt Peak и VLA (Very Large Array) система от 27 радиотелескопа с диаметър 25 m в пустинната равнина Сан-Августин близо до Сокоро (Ню Мексико). Националният радио и йоносферен център на остров Пуерто Рико се превърна в голяма американска обсерватория. Неговият радиотелескоп с най-голямото в света сферично огледало с диаметър 305 m лежи неподвижно в естествена падина сред планините и се използва за радио и радарна астрономия.

Постоянните служители на националните обсерватории следят изправността на оборудването, разработват нови инструменти и провеждат свои собствени изследователски програми. Въпреки това всеки учен може да подаде молба за наблюдение и, ако бъде одобрен от Комитета за координация на изследванията, да получи време за работа по телескопа. Това позволява на учени от по-малко заможни институции да използват най-модерното оборудване.
Наблюдения на южното небе.Голяма част от южното небе не се вижда от повечето обсерватории в Европа и Съединените щати, въпреки че южното небе се счита за особено ценно за астрономията, защото съдържа центъра на Млечния път и много важни галактики, включително Магелановите облаци, две малки галактики съседен на нашия. Първите карти на южното небе са съставени от английския астроном Е. Халей, който работи от 1676 до 1678 г. на остров Света Елена, и френския астроном Н. Лакай, който работи от 1751 до 1753 г. в Южна Африка. През 1820 г. Британското бюро за географска дължина основава Кралската обсерватория на нос Добра надежда, като първоначално я оборудва само с телескоп за астрометрични измервания, а след това с пълен набор от инструменти за различни програми. През 1869 г. в Мелбърн (Австралия) е монтиран 122 см рефлектор; По-късно е преместен на планината Стромло, където след 1905 г. започва да се издига астрофизична обсерватория. В края на 20 век, когато условията за наблюдения в старите обсерватории в Северното полукълбо започнаха да се влошават поради тежката урбанизация, европейските страни започнаха активно да изграждат обсерватории с големи телескопи в Чили, Австралия, Централна Азия, Канарските острови и Хавай.
Обсерватории над Земята.Астрономите започнаха да използват балони на голяма надморска височина като платформи за наблюдение още през 30-те години на миналия век и продължават подобни изследвания до днес. През 50-те години на миналия век инструментите са монтирани на самолети за голяма надморска височина, които се превръщат в летящи обсерватории. Извънатмосферните наблюдения започват през 1946 г., когато американски учени, използвайки заловени немски ракети V-2, издигат детектори в стратосферата, за да наблюдават ултравиолетовото лъчение от Слънцето. Първият изкуствен спътник е изстрелян в СССР на 4 октомври 1957 г., а още през 1958 г. съветската станция Луна-3 заснема обратната страна на Луната. Тогава започнаха полети до планетите и се появиха специализирани астрономически сателити за наблюдение на Слънцето и звездите. През последните години няколко астрономически спътника непрекъснато работят в околоземни и други орбити, изучавайки небето във всички спектрални диапазони.
Работа в обсерваторията.В по-ранни времена животът и работата на астронома зависеше изцяло от възможностите на неговата обсерватория, тъй като комуникациите и пътуването бяха бавни и трудни. В началото на 20в. Хейл създава обсерваторията Маунт Уилсън като център за слънчева и звездна астрофизика, способен да провежда не само телескопични и спектрални наблюдения, но и необходимите лабораторни изследвания. Той се стреми да гарантира, че планината Уилсън има всичко необходимо за живот и работа, точно както Тихо направи на остров Вен. И до днес някои големи обсерватории на планински върхове са затворени общности от учени и инженери, живеещи в общежития и работещи през нощта по програмите си. Но постепенно този стил се променя. В търсене на най-благоприятните места за наблюдение, обсерваториите се намират в отдалечени райони, където е трудно да се живее постоянно. Гостуващите учени остават в обсерваторията от няколко дни до няколко месеца, за да направят конкретни наблюдения. Възможностите на съвременната електроника позволяват да се провеждат дистанционни наблюдения, без изобщо да се посещава обсерваторията, или да се изграждат напълно автоматични телескопи на труднодостъпни места

- научна институция, оборудвана с ТЕЛЕСКОПИ и друга апаратура за астрономически наблюдения...
Научно-технически енциклопедичен речник
- институция, в която учените наблюдават, изучават и анализират природни феномени...
Енциклопедия на Collier
- специалист научен институция, оборудвана за провеждане на астрономия, физика, метеорология. и така нататък. изследване...

– едно от необикновените места на земята. Тук, до
обсерватория, виждате древни алански храмове и сред кавказките планини
Има едно напълно модернистично село, където концентрацията на кандидати и доктори на науките на единица население е удивителна.

Изследователят от SAO Лариса Бичкова ни разказа за живота в Архиз, историята на Специалната астрофизична обсерватория и как да бъдеш съпруга на астроном.

Създаването на Големия азимутален телескоп беше революция в конструирането на телескопи

– Разкажете ни за историята на вашата обсерватория.

– Специалната астрофизична обсерватория (SAO) е създадена през 1966 г. Имаше директор Иван Михеевич Копилов и няколко служители, но всичко трябваше да бъде построено.

За 10 години е създаден телескопът БТА (Large Azimuth Telescope). Построен е в Ленинградската оптико-механична асоциация (ЛОМО), главен конструктор е Баграт Константинович Йоанисиани.

Също така във фабриката за оптично стъкло в Литкарино направиха огледало, основният елемент на всеки телескоп. Диаметърът му беше 6 m.

Те проправиха пътя до мястото на инсталиране на телескопа и построиха селището на астрономите Нижни Архиз (местното му име е Буково).

От 1976 г. в БТА започват редовни наблюдения, които продължават и до днес. При хубаво време се провеждат всяка вечер. В продължение на почти 20 години БТА остава най-големият телескоп в света и сега се смята за най-големият в Русия, Европа и Азия. Основното е, че създаването на този телескоп беше революция в телескопостроенето. Всички следващи по-големи телескопи с огледала от 8 m, 10 m и т.н. са изградени на същата азимутална инсталация.

В SAO се намира и големият радиотелескоп RATAN-600. Благодарение на това нашата обсерватория е единственият голям център за наблюдение в Русия, оборудван с големи телескопи.

– Кои от най-известните учени са работили и работят тук? Какви важни открития бяха направени във вашата обсерватория?

– В първите години тук са работили Сергей Владимирович Рубльов и Виктор Фавлович Шварцман. Много служители на CAO са световно известни. Сред тях е един от създателите на радиотелескопа академик Юрий Николаевич Парийски, настоящ директор на чл.-кор. RAS Юрий Юриевич Балега, водещи експерти в областта на изследването на физиката на галактиките Виктор Леонидович Афанасиев, Игор Дмитриевич Караченцев, в звездната тема - Юрий Владимирович Глаголевски, Сергей Николаевич Фабрика, Владимир Евгениевич Панчук.

Много значителни научни резултати са получени в SAO. Всяка година изпращаме списък с най-важните ни постижения до Академията на науките. Така например през 2006 г. беше установено, че сред звездите в близост до Слънцето с помощта на интерферометрия в БТА са открити 30 нови двойни системи с бързо орбитално движение, чиито компоненти са звезди с много ниски маси и кафяви джуджета. (междинни обекти между звезди и планети).

През 2008 г. бяха открити нови ярко сини променливи звезди (LBV) в две външни галактики. Това са най-масивните звезди в последния етап от еволюцията преди експлозия на свръхнова. Също така, използвайки широкообхватната камера с висока времева разделителна способност TORTORA, беше записана и подробно проучена оптична светкавица, придружаваща изблик на радиация в гама диапазона от обект GRB080319B. Тази светкавица е най-ярката, записана досега. За първи път невъоръженото човешко око можеше да види радиация, която идваше от толкова далеч; тя продължи 8 милиарда години.

Още по-рано, на близки извънгалактични разстояния от десетки милиони светлинни години, астрономите на SAO изградиха ясна зависимост на скоростта на рецесията на галактиката. Парадоксът е, че не трябва да има толкова ясна връзка. Индивидуалната скорост на галактиките е близка до скоростта на рецесия. Зависимостта се регулира от т. нар. тъмна енергия – сила, противодействаща на универсалната гравитация.

През следващия век човечеството може да колонизира някои планети и сателити

– Колко е часът в науката сега? В крайна сметка толкова много открития вече са направени. Има ли още нещо за откриване?

– Това са трудни времена в науката. Когато се създаваше нашата обсерватория, цялата страна се интересуваше от това - правеха се филми, пишеше във вестниците, много членове на правителството посещаваха Северния административен район. Ние бяхме най-голямата астрономическа сила и всички се гордееха с това.

Сега понякога ми се струва, че ръководството на страната ни дори не знае за съществуването на БТА. И, естествено, финансирането за поддръжка на телескопа и оборудването е силно намалено. Обсерваторията винаги е работила пълноценно, дори и в най-трудните 90-те години. Но, например, огледалото е остаряло през това време и, разбира се, трябва да бъде повторно полирано. От 2007 г. този въпрос е решен, но все още не е решен.

Интересът към науката е намален, особено у нас. Това е тъжен симптом. Науката работи за бъдещето. А намаляването на интереса към науката обрича нашите потомци на редица проблеми: трудно е да се използват вече придобитите знания и още по-трудно е да се открие или създаде нещо ново.

В същото време това са много интересни времена в самата наука. Да, направени са много открития. Но може би времената на интересни открития никога няма да свършат. Всеки от специалистите би откроил някои свои важни области. Бих искал да ви разкажа за моя.

Първо, това е изследването на близките планети и техните спътници.

Благодарение на развитието на астронавтиката и създаването на различни космически телескопи е получена много интересна информация за планетите от Слънчевата система.

Луната е от особен интерес. Марс е добре проучен, благодарение на космическите сонди, „разхождащи се“ по повърхността му.

Луната на Юпитер Европа е покрита с воден лед, за който се смята, че съдържа течна вода отдолу.

Подобна е картината на Енцелад, малък спътник на Сатурн. Спътникът на Сатурн Титан е добре проучен с помощта на космическите кораби Касини и Хюйгенс. Изглежда като нашата Земя в нейната младост, има плътна метанова атмосфера, метанов дъжд и езера. Изследването на най-близките планети и техните спътници е много важно, тъй като най-вероятно колонизацията и развитието на тези космически тела от човечеството може да се случи през следващия век.

Не можем да бъдем сами във Вселената

Друга интересна област са извънслънчевите планети (екзопланети). Някои от тях може да съдържат извънземен живот. За първи път през 1995 г. е открита планета близо до друга звезда, 51 Peg. Към септември 2011 г. е известно, че 1235 планети и планетни системи се намират близо до други звезди. Сега са известни около 3 хиляди от тях, но много данни все още трябва да бъдат допълнително проверени.

Повечето екзопланети имат огромни маси (по-големи от нашия Юпитер, също газови гиганти), въртят се в удължени орбити и са много близо до своите звезди.

Такива планети са много необичайни; те дават напълно различна представа за структурата и появата на планетарни системи. От гледна точка на търсенето на планети за откриване на живот обаче те не представляват интерес. Но сред тях вече са открити скалисти планети, сравними по маса със Земята. Някои имат почти кръгови орбити, което увеличава шансовете за възникване на живот там. Екстрасоларни планети също са открити в система от две звезди.

През 2009 г. космическият телескоп Kepler беше изстрелян за търсене на екзопланети. Резултатите са обнадеждаващи. Не трябва да сме сами във Вселената, защото законите на физиката и химичните елементи са едни и същи навсякъде, нашето Слънце е обикновена звезда, от която все още има много във Вселената, намираме все повече и повече планети до други звезди. Всичко това потвърждава правилността на нашите мисли за търсенето на живот във Вселената.

Но в космоса има огромни разстояния - лъч светлина със скорост 300 000 км/сек ги покрива за години, хиляди години, милиарди години. Трудно е да се общува на такива разстояния. (усмихва се)

И ние също трябва да споменем темата за "тъмната материя". Наскоро беше открито, че всичко, което поне по някакъв начин излъчва във видима светлина, в радиообхвата, в ултравиолетовия и други диапазони, е само 5% от веществото. Всичко останало е невидимо, така наречената тъмна материя и тъмна енергия. Знаем, че съществува, имаме редица хипотези и обяснения за тези явления, но не разбираме напълно същността им.

– Какви са основните направления на астрономическата наука в Русия сега?

– Те са еднакви: планети от Слънчевата система, физика на звездите и галактиките (огромни звездни системи), радиоастрономия, космология. За съжаление сега имаме по-слаба база за наблюдение в сравнение с най-големите телескопи на планетата. В света са построени много телескопи с огледала до 11 метра, има проекти и за още по-големи телескопи, но без участието на нашата страна.

Много млади астрономи продължават да напускат Русия

– Как виждате развитието на астрономията у нас? Какво се промени в науката през последните 20 години?

– Малко песимистично гледам на развитието на астрономията у нас. Но се надявам БТА да остане активно работещ телескоп. А любознателни, запалени по науката и придобиването на нови знания хора винаги е имало и има. Въпреки че трябва да признаем, че много от нашите 30-40 годишни колеги, хора с развит научен потенциал, заминаха да учат астрономия в други страни. И много от талантливите младежи не дойдоха да работят в астрономията, отново по финансови причини.

– Как протича работният ден на един астроном?

– Основното нещо за астронома са наблюденията. Но те се извършват по график, който се изготвя за шест месеца. Може да са две, пет, няколко нощи. След това наблюденията се обработват в офис среда. Тя може да бъде продължителна, зависи от количеството материал, получен по време на наблюденията, от броя на служителите, от сложността на задачата, от нивото на специалистите.

Астрономите постоянно следят новостите в тази посока и редовно се запознават с новите публикации. Те разбират и обсъждат получените резултати със своите колеги (директни или намиращи се в различни страни), говорят на семинари и конференции и подготвят публикации въз основа на резултатите от своите наблюдения или изчисления. Това всъщност е резултатът от работата на учения.

– Можем ли да кажем, че астрономът е творческа професия?

– Астрономията, разбира се, е творческа работа, както всяка друга наука, защото няма готов отговор и всичко се базира на нови изследвания и заключения.

– Защо избрахте тази професия?

– Като 11-годишно момиче случайно прочетох брошурата на професор Куницки „Ден и нощ. Сезони” и се увлякох, вероятно защото съм романтик. Всички мои колеги са хора, запалени по науката.

– Статутът на астронома промени ли се в сравнение със съветските времена?

– Хората, които са далеч от науката, ни гледат с по-голямо учудване („Е, има ли такава работа?“), с по-голямо недоверие („Телескопът още ли работи? Там няма ли търговски център?“) и повече предлагат практически полезни резултати.

Очевидно можем да кажем, че сега както статусът на науката като цяло, така и статусът на учените, включително астрономите, са намалени. Бих отбелязал също, че обществото стана по-малко образовано, понякога дори по-гъсто.

Но има и желаещи. Винаги имаме обиколки с телескоп през уикендите и почти всички излизат шокирани и изумени. През лятото има 500-700 души на ден на екскурзии.

Сега провеждаме по-„на парче“ подбор на студенти

– Студентите редовно идват при вас на стаж. Как вървят часовете с тях? Колко от тези, които получават тази специалност, остават в науката? Как ви се струва това „младо, непознато племе“?

– В началото на този век имахме много голям поток от студенти от Московския държавен университет, университетите в Санкт Петербург, Казан, Ставропол, Ростов, Таганрог, Долгопрудни и други, над 100 души годишно. С тях проведохме допълнителни практически занятия и лекции, те участваха в наблюдения и обработка на резултатите, всички бяха назначени в състава на ЦАО. През последните години работим по-„на парче“: правим същото, но приемаме фундаментално по-малък брой студенти. Това дава по-добри резултати.

Младежите ни са предимно ентусиазирани, талантливи, с желание да се занимават с наука или приложни области. Уважавам ги и вярвам в тях. Вече можете да се гордеете с много и да се гордеете, че ги познавате. За съжаление, както вече казах, поради финансови причини мнозина не могат да си позволят удоволствието да се занимават с наука.

Например от групата астрономи в Московския държавен университет, където учи синът ми, само четирима от 18 души успяха да останат в астрономията, двама бяха московчани. Имаха по-добра материална база от другите, които идваха от провинцията.

– Какво бихте променили в обучението по астрономия, ако бяхте министър на образованието?

– Преподаването на астрономия в университетите е на добро ниво. И сега не преподават астрономия в училище! Нашите водещи учени многократно са повдигали този въпрос, но без резултат. Обществото е меркантилно: защо да учиш астрономия, ако не я издържаш!

По канала Санкт Петербург имаше чудесен курс по достъпна астрономия от академик Анатолий Михайлович Черепашчук, директор на Астрономическия институт към Московския държавен университет. Затворено - нисък рейтинг. По съветско време астрономическата програма по телевизията в Чехословакия имаше най-висок рейтинг, преди всичко музикални и токшоута. Но има много псевдонаучни програми по телевизията, в най-„гледаемите“ моменти.

Е, ако астрономията беше върната в училищната програма, тогава бих въвел тези уроци в осми клас, тъй като базата от необходими знания вече е налице и учениците все още не са претоварени с изпити и бих направил уроците на по-високи популярно ниво.

Съпругите на астрономите са като съпругите на военните

– Вие сте не само астроном, но и съпруга на астроном. Трудно ли е да си тя?

– Като цяло не е лесно да си съпруга.

Да, в астрономията има нощни наблюдения, командировки, неотложна нерегламентирана работа. Но това изисква същото доверие и разбиране като това на съпругата на актьор, например учител или шофьор. Трудностите на съпругите на астрономите са малко подобни на проблемите на съпругите на военните: една жена не винаги може да си намери работа близо до обсерваторията и да постигне професионална реализация.

– Жена астроном и мъж астроном еднакво ли се държат в науката?

– Бих казал, че е същото. Но за жените е по-трудно, както и в много други области, особено където има творческа работа и е необходимо неформално отношение към работата. Защото една жена все още носи майчинството и по-голямото бреме на домакинските задължения.

– Какво бихте посъветвали момичетата, които искат да се запишат в астрономическия отдел?

– На първо място в астрономическите факултети отиват хора, които са запалени по небето и физиката, независимо от пола. Пожелавам ви късмет и успех. Ще се радвам да получат добри знания. Е, тогава - как ще се развие животът. Знанията и развитите мозъци ще бъдат полезни във всяка област.

Буково – селска къща

– Вашето село изглежда нещо необичайно: оазис на науката и културата в планината. Как се чувстват хората тук в сравнение с тези, които живеят в столицата? Имате ли често големи културни или научни събития? Чувствате ли се откъснати от света тук?

– Селото ни е наистина малко и необичайно. Тук живеят по-малко от хиляда души. Чисто и уютно, в долина сред планината. Дъщеря ми го нарече селска къща: покривът е небето, стените са планините, всичко е свое вътре.

Селото е приветливо, винаги можете да разчитате на помощта на вашите съседи. Има всичко необходимо: училища - общообразователни с басейн, музикално и художествено, детска градина, магазини, физкултурен салон. Познавам петима души, на които не им харесва тук. Скучно е за тези, които нямат семейство или имат случайна работа. Тук живеят и жителите на околните села, които възприемат Буково много спокойно. Напълно случайни хора също живеят според „типа дача“. За други това е специално място. Всички деца в селото го обичат. Всеки, който някога е бил тук, се влюбва.

Има трудности, свързани с отдалечеността - не можете да купите всичко, в момента няма аптека, гарите са далече, има малко работа и т.н. Тук има много хубави неща (природа, въздух, вода и т.н.), но основното предимство на селото е неговата уникална човешка среда.

Големи научни събития се случват няколко пъти в годината. Това са общоруски и международни астрономически конференции. Понякога тук провеждат своите конференции специалисти от други области. На практика няма големи културни събития. Но все пак имаше всеруски конкурс по пиано.

Но селото доста често е домакин на различни изложби и концерти с различен мащаб и прожекции на филми. В градовете има много повече от това, но хората често нямат време и енергия да му се насладят, а у нас, поради по-спокойния начин на живот, културните събития са наистина достъпни в ежедневието.

Служителите на обсерваторията имат много международни професионални контакти, често пътуват в различни градове у нас и в чужбина за наблюдения, обсъждане на резултати и участие в конференции, така че няма изолация от света.

За неработещите пенсионери е по-трудно да живеят на село, пенсиите у нас са малки, а хората трудно могат да отидат някъде.

– Има ли други забележителности в селото освен обсерваторията?

– На километър от селото в планината преди няколко години беше открита скална икона – Ликът на Христос. Сега към него е положено желязно стълбище от 500 стъпала, сега хората могат да се изкачат по него дори в слаба физическа форма.

Скална икона - Лик на Христос

На територията на Нижни Архиз се намират и най-старите православни храмове в Русия. Възрастта им датира от Х век. Най-старият действащ храм. Често имаме поклонници.

Наличието на храмове оживява живота ни. Например докторът на физико-математическите науки Николай Александрович Тихонов много се интересува от историята на тези места, пише статии на археологическа тематика и ходи на конференции.

В селото има и уникален историко-археологически музей, който притежава най-голямата колекция от предмети от бита на аланската култура. В крайна сметка селото на астрономите е построено почти на мястото на столицата на християнската епархия на държавата Алан. В края на първото хилядолетие от н. е. територията на тази държава обхваща почти целия Северен Кавказ. Алания е разрушена само от татаро-монголите. Аланите приемат християнството около 920-930 г. н.е., преди кръщението на Рус.

Каня желаещите да се полюбуват на красотата на Архиз и да направят обиколка на обсерваторията!

Представям на вашето внимание преглед на най-добрите обсерватории в света. Това може би са най-големите, модерни и високотехнологични обсерватории, разположени на невероятни места, което им позволи да влязат в челната десетка. Много от тях, като Мауна Кеа в Хавай, вече са споменати в други статии и много ще бъдат неочаквано откритие за читателя. И така, да преминем към списъка...

Обсерватория Мауна Кеа, Хавай

Разположен на Големия остров на Хаваите, на върха на Мауна Кеа, MKO е най-голямата в света гама от оптично, инфрачервено и прецизно астрономическо оборудване. В сградата на обсерваторията Мауна Кеа има повече телескопи от всяка друга в света.

Много голям телескоп (VLT), Чили

Много големият телескоп е комплекс, управляван от Южноевропейската обсерватория. Намира се на Cerro Paranal в пустинята Atacama, северно Чили. VLT всъщност се състои от четири отделни телескопа, които обикновено се използват отделно, но могат да се използват заедно за постигане на много висока ъглова резолюция.

Южен полярен телескоп (SPT), Антарктика

Телескопът с диаметър 10 метра се намира на станцията Амундсен-Скот на Южния полюс в Антарктида. SPT започна своите астрономически наблюдения в началото на 2007 г.

Обсерватория Йеркс, САЩ

Основана през 1897 г., обсерваторията Йеркс не е толкова високотехнологична, колкото предишните обсерватории в този списък. Въпреки това той с право се смята за „родното място на съвременната астрофизика“. Намира се в Уилямс Бей, Уисконсин, на надморска височина от 334 метра.

Обсерватория ORM, Канарските острови

Обсерваторията ORM (Roque de Los Muchachos) се намира на надморска височина от 2396 метра, което я прави едно от най-добрите места за оптична и инфрачервена астрономия в северното полукълбо. Обсерваторията разполага и с най-големия апертурен оптичен телескоп в света.

Аресибо в Пуерто Рико

Открита през 1963 г., обсерваторията Arecibo е гигантски радиотелескоп в Пуерто Рико. До 2011 г. обсерваторията се управляваше от университета Корнел. Гордостта на Аресибо е неговият 305-метров радиотелескоп, който има една от най-големите апертури в света. Телескопът се използва за радиоастрономия, аерономия и радарна астрономия. Телескопът е известен и с участието си в проекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).

Австралийска астрономическа обсерватория

Разположена на надморска височина от 1164 метра, AAO (Австралийската астрономическа обсерватория) има два телескопа: 3,9-метровият Англо-австралийски телескоп и 1,2-метровият британски телескоп Schmidt.

Обсерватория Атакама на Токийския университет

Подобно на VLT и други телескопи, обсерваторията на Токийския университет също се намира в чилийската пустиня Атакама. Обсерваторията се намира на върха на Cerro Chainantor, на надморска височина от 5640 метра, което я прави най-високата астрономическа обсерватория в света.

ALMA в пустинята Атакама

Обсерваторията ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) също се намира в пустинята Атакама, до Много големия телескоп и обсерваторията на Токийския университет. ALMA разполага с разнообразие от 66, 12 и 7-метрови радиотелескопи. Той е резултат от сътрудничеството между Европа, САЩ, Канада, Източна Азия и Чили. За създаването на обсерваторията са похарчени над един милиард долара. Особено заслужава да се подчертае най-скъпият съществуващ в момента телескоп, който е в експлоатация в ALMA.

Астрономическа обсерватория на Индия (IAO)

Разположена на надморска височина от 4500 метра, Индийската астрономическа обсерватория е една от най-високите в света. Той се управлява от Индийския институт по астрофизика в Бангалор.

Обсерваторията е научна институция, в която служители - учени от различни специалности - наблюдават природни явления, анализират наблюденията и въз основа на тях продължават да изучават случващото се в природата.

Астрономическите обсерватории са особено често срещани: обикновено си ги представяме, когато чуем тази дума. Те изследват звезди, планети, големи звездни купове и други космически обекти.

Но има и други видове тези институции:

— геофизични - за изучаване на атмосферата, полярното сияние, магнитосферата на Земята, свойствата на скалите, състоянието на земната кора в сеизмично активни райони и други подобни проблеми и обекти;

- auroral - за изследване на полярното сияние;

— сеизмични - за постоянен и подробен запис на всички вибрации на земната кора и тяхното изследване;

— метеорологични - за изследване на метеорологичните условия и идентифициране на метеорологичните модели;

— обсерватории за космически лъчи и редица други.

Къде са построени обсерваториите?

Обсерваториите се изграждат в райони, които предоставят на учените максимален материал за изследване.

Метеорологични - във всички краища на Земята; астрономически - в планините (въздухът там е чист, сух, не е „заслепен“ от градско осветление), радиообсерватории - в дъното на дълбоки долини, недостъпни за изкуствени радиосмущения.

Астрономически обсерватории

Астрономически - най-древният тип обсерватории. В древността астрономите са били жреци, те са водили календар, изучавали са движението на Слънцето по небето и са правели предсказания за събитията и съдбата на хората в зависимост от положението на небесните тела. Това били астролози – хора, от които се страхували и най-свирепите владетели.

Древните обсерватории обикновено са били разположени в горните помещения на кулите. Инструментите бяха права лента, оборудвана с плъзгащ се мерник.

Великият астроном на древността е Птолемей, който събира огромен брой астрономически доказателства и записи в Александрийската библиотека и съставя каталог на позициите и яркостта на 1022 звезди; изобретява математическата теория за движението на планетите и съставя таблици на движението - учените са използвали тези таблици повече от 1000 години!

През Средновековието особено активно се строят обсерватории на Изток. Известна е гигантската обсерватория в Самарканд, където Улугбек - потомък на легендарния Тимур-Тамерлан - прави наблюдения на движението на Слънцето, описвайки го с безпрецедентна точност. Обсерваторията с радиус 40 м имаше формата на секстант-траншея, ориентирана на юг и украсена с мрамор.

Най-великият астроном на европейското средновековие, който почти буквално преобърна света, беше Николай Коперник, който „премести” Слънцето в центъра на Вселената вместо Земята и предложи Земята да се разглежда като друга планета.

И една от най-модерните обсерватории беше Ураниборг, или Замъкът в небето, притежание на Тихо Брахе, датският придворен астроном. Обсерваторията беше оборудвана с най-добрите, най-точни инструменти по това време, имаше собствени работилници за производство на инструменти, химическа лаборатория, склад за книги и документи и дори печатница за собствени нужди и хартиена фабрика за хартия производство - кралски лукс за онова време!

През 1609 г. се появява първият телескоп - основният инструмент на всяка астрономическа обсерватория. Неговият създател е Галилей. Това беше отразяващ телескоп: лъчите в него се пречупваха, преминавайки през поредица от стъклени лещи.

Телескопът Kepler се подобри: в неговия инструмент изображението беше обърнато, но с по-високо качество. Тази функция в крайна сметка стана стандартна за телескопичните устройства.

През 17 век с развитието на навигацията започват да се появяват държавни обсерватории - Кралската Парижка, Кралската Гринуичка, обсерваториите в Полша, Дания, Швеция. Революционната последица от тяхното изграждане и дейност беше въвеждането на стандарт за време: сега се регулираше от светлинни сигнали, а след това от телеграф и радио.

През 1839 г. е открита Пулковската обсерватория (Санкт Петербург), която става една от най-известните в света. Днес в Русия има повече от 60 обсерватории. Една от най-големите в международен мащаб е Пущинската радиоастрономическа обсерватория, създадена през 1956 г.

Звенигородската обсерватория (на 12 км от Звенигород) управлява единствената камера на VAU в света, способна да извършва масови наблюдения на геостационарни спътници. През 2014 г. Московският държавен университет откри обсерватория на планината Шаджатмаз (Карачаево-Черкезия), където инсталира най-големия модерен телескоп за Русия, чийто диаметър е 2,5 м.

Най-добрите съвременни чуждестранни обсерватории

Мауна Кеа- разположен на Големия хавайски остров, разполага с най-големия арсенал от високо прецизно оборудване на Земята.

VLT комплекс(„огромен телескоп“) - намира се в Чили, в „пустинята на телескопа“ Атакама.

Обсерватория Йерксв Съединените щати - „родното място на астрофизиката“.

ORM обсерватория(Канарските острови) - има оптичния телескоп с най-голяма апертура (способност да събира светлина).

Аресибо- намира се в Пуерто Рико и притежава радиотелескоп (305 м) с една от най-големите апертури в света.

Обсерватория на Токийския университет(Атакама) - най-високият на Земята, разположен на върха на планината Cerro Chainantor.

След като проучихме този параграф, ние:

научете как астрономите изучават природата на космическите тела;
Да се запознаем с устройството на съвременните телескопи, с помощта на които
можете да пътувате не само в пространството, но и във времето;
Да видим как можем да регистрираме невидими за окото лъчи.

Какво изучава астрофизиката?

Има много общо между физиката и астрофизиката - тези науки изучават законите на света, в който живеем. Но има една съществена разлика между тях - физиците могат да проверят своите теоретични изчисления с помощта на подходящи експерименти, докато астрономите в повечето случаи нямат тази възможност, тъй като те изучават природата на далечни космически обекти чрез техните емисии.

В този раздел ще разгледаме основните методи, чрез които астрономите събират информация за събития в дълбокия космос. Оказва се, че основният източник на такава информация са електромагнитните вълни и елементарните частици, които излъчват космическите тела, както и гравитационните и електромагнитните полета, с помощта на които тези тела взаимодействат помежду си.

Наблюдението на обектите във Вселената се извършва в специални астрономически обсерватории. В същото време астрономите имат известно предимство пред физиците - те могат да наблюдават процеси, които са се случили преди милиони или милиарди години.

За любопитните

Астрофизичните експерименти в космоса все още се случват - те се извършват от самата природа, а астрономите наблюдават процесите, които се случват в далечни светове и анализират получените резултати. Ние наблюдаваме определени явления във времето и виждаме толкова далечно минало на Вселената, когато не само нашата цивилизация не е съществувала, но дори не е имало слънчева система. Тоест астрофизичните методи за изследване на дълбокия космос всъщност не се различават от експериментите, които физиците провеждат на повърхността на Земята. Освен това с помощта на AMS астрономите провеждат реални физически експерименти както на повърхността на други космически тела, така и в междупланетното пространство.

Черно тяло

Както знаете от курса по физика, атомите могат да излъчват или абсорбират енергията на електромагнитни вълни с различни честоти - яркостта и цветът на конкретно тяло зависи от това. За изчисляване на интензитета на радиация се въвежда концепцията за черно тяло, което идеално може да абсорбира и излъчва електромагнитни вълни в диапазона на всички дължини на вълната (непрекъснат спектър).

Ориз. 6.1. Емисионният спектър на звезда с температура T = 5800 K. Вдлъбнатините на графиката съответстват на тъмни абсорбционни линии, които образуват отделни химични елементи

Звездите излъчват електромагнитни вълни с различна дължина, в зависимост от температурата на повърхността повече енергия пада върху определена част от спектъра (фиг. 6.1). Това обяснява различните цветове на звездите от червено до синьо (виж § 13). Използвайки законите на излъчването на черното тяло, открити от физиците на Земята, астрономите измерват температурата на далечни космически тела (фиг. 6.2). При температура T = 300 K черното тяло излъчва енергия предимно в инфрачервената част на спектъра, която не се възприема с просто око. При ниски температури такова тяло в състояние на термодинамично равновесие е наистина черно.

Ориз. 6.2. Разпределение на енергията в емисионния спектър на звездите. Цветът на звездите определя температурата на повърхността T: сините звезди имат температура от 12000 K, червените звезди - 3000 K. Тъй като температурата на повърхността на звездата се увеличава, дължината на вълната, съответстваща на максималната радиационна енергия, намалява

За любопитните

В природата не съществуват абсолютно черни тела, дори черните сажди поглъщат не повече от 99% от електромагнитните вълни. От друга страна, ако напълно черно тяло абсорбира само електромагнитни вълни, тогава с течение на времето температурата на такова тяло ще стане безкрайно висока. Следователно черното тяло излъчва енергия и поглъщането и излъчването могат да се появят на различни честоти. При определена температура обаче се установява равновесие между излъчена и погълната енергия. В зависимост от равновесната температура цветът на перфектно черно тяло не е непременно черен - например саждите в пещ при високи температури са червени или дори бели.

Астрономически наблюдения с просто око

Човешкото око е уникален сетивен орган, чрез който получаваме повече от 90% от информацията за света около нас. Оптичните характеристики на окото се определят от разделителната способност и чувствителността.

Разделителната способност на окото или зрителната острота е способността да се различават обекти с определени ъглови размери. Установено е, че разделителната способност на човешкото око не надвишава 1" (една дъгова минута; фиг. 6.3). Това означава, че можем да видим две звезди поотделно (или две букви в текста на книга), ако ъгълът между тях е α>1", и ако α<1", то эти звезды сливаются в одно светило, поэтому различить их невозможно.

Ориз. 6.3. Можем да различим диска на Луната, защото има ъглов диаметър 30", докато кратерите не се виждат с невъоръжено око, тъй като техният ъглов диаметър е по-малък от 1". Зрителната острота се определя от ъгъла α>1"

Различаваме дисковете на Луната и Слънцето, защото ъгълът, под който се вижда диаметърът на тези светила (ъглов диаметър) е около 30", докато ъгловите диаметри на планетите и звездите са по-малки от 1", така че тези светила са видими с просто око като светли точки. От планетата Нептун дискът на Слънцето ще изглежда като ярка звезда за астронавтите.

Чувствителността на окото се определя от прага за възприемане на отделните кванти на светлината. Окото има най-голяма чувствителност в жълто-зелената част на спектъра и можем да реагираме на 7-10 кванта, които попадат върху ретината за 0,2-0,3 s. В астрономията чувствителността на окото може да се определи с помощта на видими величини, които характеризират яркостта на небесните тела (виж § 13).

За любопитните

От диаметъра на зеницата зависи и чувствителността на окото – на тъмно зениците се разширяват, а през деня се стесняват. Преди астрономически наблюдения трябва да седнете на тъмно за 5 минути, тогава чувствителността на окото ще се увеличи.

Телескопи

За съжаление не можем да наблюдаваме повечето космически обекти с просто око, тъй като възможностите му са ограничени. Телескопите (на гръцки tele - далеч, skopos - виждам) ни позволяват да виждаме далечни небесни тела или да ги регистрираме с помощта на други приемници на електромагнитно излъчване - фотоапарат, видеокамера. По дизайн телескопите могат да бъдат разделени на три групи: рефрактори или телескопи с лещи (фиг. 6.4) (лат. refractus - пречупване), рефлектори или огледални телескопи (фиг. 6.5) (лат. reflectio - отбивам) и огледални лещи телескопи.

Ориз. 6.4. Диаграма на телескоп с леща (рефрактор)

Ориз. 6.5. Диаграма на огледален телескоп (рефлектор)

Да приемем, че в безкрайността има небесно тяло, което се вижда с просто око под ъгъл. Събирателна леща, която се нарича обектив, изгражда изображение на осветителното тяло във фокалната равнина на разстояние от обектива (фиг. 6.4). Във фокалната равнина е инсталирана фотографска плака, видеокамера или друг приемник на изображения. За визуални наблюдения се използва късофокусен обектив - лупа, който се нарича окуляр.

Увеличението на телескопа се определя, както следва:

(6.1)

където - α 2 ъгъл на видимост при изхода на окуляра; α 1 е зрителният ъгъл, при който осветителното тяло се вижда с просто око; F, f - фокусни разстояния съответно на обектива и окуляра.

Разделителната способност на телескопа зависи от диаметъра на лещата, така че при същото увеличение, телескоп с по-голям диаметър на лещата дава по-ясно изображение.

В допълнение, телескопът увеличава видимата яркост на осветителните тела, която ще бъде толкова пъти по-голяма от тази, която се възприема с невъоръжено око, колкото площта на лещата е по-голяма от площта на зеницата на окото. Помня! Не трябва да гледате Слънцето през телескоп, защото неговата яркост ще бъде толкова голяма, че може да загубите зрението си.

За любопитните

За да се определят различни физически характеристики на космическите тела (движение, температура, химичен състав и т.н.), е необходимо да се извършват спектрални наблюдения, тоест е необходимо да се измери как енергийното излъчване се разпределя в различни части на спектъра. За тази цел са създадени редица допълнителни устройства и инструменти (спектрографи, телевизионни камери и др.), които заедно с телескоп позволяват отделно изолиране и изследване на излъчването на части от спектъра.

Училищните телескопи имат лещи с фокусно разстояние 80-100 см, а набор от окуляри с фокусно разстояние 1-6 см. Тоест, увеличението на училищните телескопи по формула (6.1) може да бъде различно (от 15 до 100). пъти) в зависимост от фокусното разстояние на окуляра, използван по време на наблюдения. Съвременните астрономически обсерватории имат телескопи с лещи с фокусно разстояние над 10 m, така че увеличението на тези оптични инструменти може да надхвърли 1000. Но по време на наблюдения не се използват такива големи увеличения, тъй като нехомогенностите в земната атмосфера (ветрове, замърсяване с прах ) значително влошават качеството на изображението.

Електронни устройства

Електронните инструменти, използвани за регистриране на излъчването на космическите тела, значително увеличават разделителната способност и чувствителността на телескопите. Такива устройства включват фотоумножител и електронно-оптични преобразуватели, чиято работа се основава на явлението външен фотоелектричен ефект. В края на 20в. За получаване на изображения започнаха да се използват устройства със зарядна връзка (CCD), които използват явлението на вътрешния фотоелектричен ефект. Те се състоят от много малки силициеви елементи (пиксели), разположени на малка площ. CCD матриците се използват не само в астрономията, но и в домашните телевизионни камери и камери - така наречените системи за цифрово изображение (фиг. 6.6).

Ориз. 6.6. CCD матрица

В допълнение, CCD са по-ефективни от фотографските филми, защото откриват 75% от фотоните, докато филмът регистрира само 5%. По този начин CCD значително увеличават чувствителността на приемниците на електромагнитно излъчване и позволяват да се регистрират космически обекти десетки пъти по-слаби, отколкото когато са фотографирани.

Радиотелескопи

За регистриране на електромагнитно излъчване в радиообхвата (дължина на вълната от 1 mm или повече - фиг. 6.7) са създадени радиотелескопи, които приемат радиовълни с помощта на специални антени и ги предават на приемника. В радиоприемника космическите сигнали се обработват и записват от специални устройства.

Фигура 6.7. Скала за електромагнитни вълни

Има два вида радиотелескопи - рефлекторни и радиотелескопи. Принципът на действие на рефлекторния радиотелескоп е същият като на рефлекторния телескоп (фиг. 6.5), само огледалото за събиране на електромагнитни вълни е изработено от метал. Често това огледало има формата на параболоид на революцията. Колкото по-голям е диаметърът на такава параболична „чиния“, толкова по-висока е разделителната способност и чувствителността на радиотелескопа. Най-големият радиотелескоп в Украйна RT-70 има диаметър 70 m (фиг. 6.8).

Ориз. 6.8. Радиотелескопът RT-70 се намира в Крим близо до Евпатория

Радиорешетките се състоят от голям брой отделни антени, разположени на повърхността на Земята в определен ред. Погледнати отгоре, голям брой такива антени приличат на буквата „Т“. Най-големият в света радиотелескоп от този тип UTR-2 се намира в района на Харков (фиг. 6.9).

Ориз. 6.9. Най-големият в света радиотелескоп UTR-2 (украински Т-образен радиотелескоп; размери 1800 m x 900 m)

За любопитните

Принципът на интерференция на електромагнитните вълни позволява да се комбинират радиотелескопи, разположени на разстояние десетки хиляди километри, което увеличава тяхната разделителна способност до 0,0001" - това е стотици пъти повече от възможностите на оптичните телескопи.

Изследване на Вселената с помощта на космически кораб

С началото на космическата ера започва нов етап в изучаването на Вселената с помощта на спътници и космически кораби. Космическите методи имат значително предимство пред наземните наблюдения, тъй като значителна част от електромагнитното излъчване на звездите и планетите се задържа в земната атмосфера. От една страна, това поглъщане спасява живите организми от смъртоносна радиация в ултравиолетовата и рентгеновата област на спектъра, но от друга страна, ограничава потока на информация от светилата. През 1990 г. в САЩ е създаден уникален космически телескоп Хъбъл с диаметър на огледалото 2,4 m (фиг. 6.10). Днес в космоса работят много обсерватории, които регистрират и анализират радиация от всички диапазони - от радиовълни до гама лъчи (фиг. 6.7).

Ориз. 6.10. Космическият телескоп Хъбъл се намира извън атмосферата, така че неговата разделителна способност е 10 пъти, а чувствителността му е 50 пъти по-голяма от тази на наземните телескопи

Съветските учени имат голям принос в изучаването на Вселената. С тяхно участие бяха създадени първите космически кораби, които започнаха да изследват не само околоземното пространство, но и други планети. Автоматичните междупланетни станции от сериите „Луна“, „Марс“, „Венера“ предаваха изображения на други планети на Земята с разделителна способност, хиляди пъти по-голяма от възможностите на наземните телескопи. За първи път човечеството видя панорами на извънземни светове. Тези AWS бяха оборудвани с оборудване за провеждане на директни физични, химични и биологични експерименти.

За любопитните

По времето на Киевска Рус астрономическите наблюдения се извършват от монаси. В своите хроники те разказват за необичайни небесни явления - затъмнения на Слънцето и Луната, появата на комети или нови звезди. С изобретяването на телескопа започват да се изграждат специални астрономически обсерватории за наблюдение на небесните тела (фиг. 6.11). За първите астрономически обсерватории в Европа се считат Париж във Франция (1667 г.) и Гринуич в Англия (1675 г.). Сега астрономическите обсерватории работят на всички континенти, а общият им брой надхвърля 400.

Ориз. 6.11. Астрономическа обсерватория

Ориз. 6.12. Първият украински сателит "Сич-1"

заключения

Астрономията еволюира от оптична наука в изцяло вълнова, тъй като основният източник на информация за Вселената са електромагнитните вълни и елементарните частици, които излъчват космическите тела, както и гравитационните и електромагнитните полета, чрез които тези тела взаимодействат помежду си . Съвременните телескопи ни позволяват да получаваме информация за далечни светове и можем да наблюдаваме събития, случили се преди милиарди години. Тоест с помощта на съвременни астрономически инструменти можем да пътуваме не само в пространството, но и във времето.

Тестове

Телескопът е оптичен инструмент, който:
Защо се строят големи астрономически обсерватории в планините?
Може ли черното тяло да бъде бяло?
Кой от тези телескопи може да види най-много звезди?
Кое от тези светила с такава повърхностна температура не съществува във Вселената?
Какво обяснява различните цветове на звездите?
Защо виждаме повече звезди през телескоп, отколкото с просто око?
Защо наблюденията в космоса предоставят повече информация от наземните телескопи?
Защо звездите в телескоп изглеждат като ярки точки, а планетите в същия телескоп като диск?
Какво е най-краткото разстояние, което трябва да се измине в космоса, за да могат астронавтите да видят Слънцето с просто око като ярка звезда във формата на точка?
Говори се, че някои хора имат толкова остро зрение, че дори с просто око могат да различат големи кратери на Луната. Изчислете достоверността на тези факти, ако най-големите кратери на Луната имат диаметър 200 км, а средното разстояние до Луната е 380 000 км.

Дебати по предложени теми

В момента в космоса се изгражда международна космическа станция, на която Украйна ще има космическа единица. Какви астрономически инструменти бихте предложили за изследване на Вселената?

Задачи за наблюдение

Пречупващ телескоп може да бъде направен с помощта на леща за очила. За обектив можете да използвате леща от очила +1 диоптър, а като окуляр - обектив на камера или друга леща за очила +10 диоптър. Какви обекти можете да наблюдавате с такъв телескоп?

Ключови понятия и термини:

Непрекъснат спектър, радиотелескоп, рефлектор, рефрактор, разделителна способност на окото, спектър, спектрални наблюдения, телескоп, черно тяло.