Tähtitieteen historian pikakurssi
Transcription
Tähtitieteen historian pikakurssi
Tähtitieteen historian pikakurssi Arkeoastronomia tutkii arkeologisten kohteiden yhteyksi¨a t¨ ahtitaivaan ilmi¨oihin. Merkint¨ oj¨ a planeettojen liikkeist¨ a jo muinaisissa nuolenp¨ a¨akirjoituksissa. Geometriset mallit viel¨a alkeellisia. Maan pallomainen muoto: Pythagoralaiset 500-luvulla eaa. Maan koko: Eratosthenes 200-luvulla eaa. Aurinko Aleksandria Syene Eudoksos: planeettaliikkeen pallonkuorimalli. Aristoteles 300-luvulla eaa: kuunylisess¨ a maailmassa kaikki on ikuista ja muuttumatonta, vain ympyr¨ aliike on mahdollista. Apollonios 200-luvulla eaa.: episyklimalli planeetta S episykli Maa Ensimm¨ainen t¨ahtiluettelo: Hipparkhos Rhodoksella 100-luvulla eaa. Ptolemaioksen Almagest noin vuonna 150. Planeettojen liikemallit melko mutkikkaita, eiv¨at en¨a¨a puhtaita ympyr¨ aliikkeit¨a. Tarkkuus jo kohtuullinen. P M C E α P M E Vas: ekvanttiliike, M=Maa, MC=CE, kulma α kasvaa tasaisella nopeudella. Oik: Merkuriuksen liike, varjostetut kulmat ovat samoja. Planeettojen liikkeet n¨ aytt¨av¨at olevan yhteydess¨ a Aurinkoon. Kopernikuksen Commentariolus noin 1512: aurinkokeskinen aurinkokunnan malli. Kopernikuksen De Revolutionibus 1543: Almagestin nykyaikaistettu versio. Tyko Brahe: tarkimmat havainnot ennen optisia apuv¨ alineit¨a. Malli, jossa planeetat kiert¨av¨at Aurinko, mutta Aurinko Maata. Johannes Kepler p¨ a¨atyi planeettaliikkeen lakeihin tutkimalla Tykon havaintoja erityisesti Marsista. Astronomia nova 1609, kaksi planeettaliikkeen lakia: 1) Planeetan rata on ellipsi, jonka toisessa polttopisteess¨ a Aurinko on. 2) Pintalaki: Planeetasta Aurinkoon piirretty viiva pyyhk¨aisee yht¨ a pitkien aikojen kuluessa yht¨ a suuret pinta-alat. Harmonices mundi 1619, kolmas laki: P 2 = a3 (P kiertoaika vuosina a rataellipsin pisimm¨an akselin puolikas yksikk¨on¨ a Maan et¨ aisyys Auringosta). Galilei: ensimm¨ aiset (?) kaukoputkihavainnot, Sidereus nuncius 1610. Aristotelismin vastaisia havaintoja: Kuun vuoret, Venuksen vaiheet, Jupiterin kuut. Newton: Principia mathematica 1687. Aloitti taivaanmekaniikan voimakkaan kehityksen. Kirjassa k¨ aytet¨ a¨an klassista geometriaa, vaikka Newton oli jo kehitt¨anyt differentiaali- ja integraalilaskentaa. William Herschel: Uranus 1781, havaintojen ulottaminen aurinkokunnan ulkopuolelle. Herschelin havainnot aloittivat v¨ aittelyn sumumaisten kohteiden luonteesta: l¨ ahell¨a olevia aidosti sumumaisia vai kaukaisia t¨ahtijoukkoja. 1700- ja 1800-luvuilla voimakas taivaanmekaniikan kehittyminen. 1800-luvun puoliv¨alist¨a spektroskopia ja astrofysiikka ⇒ t¨ ahtien fysikaaliset ominaisuudet. Max Planck 1900: mustan kappaleen s¨ ateilyn selitys, kvanttimekaniikan alku. säteilyteho Aurinko 5800 K 5000 K 4000 K 3000 K 500 nm 1000 nm aallonpituus Edwin Hubble 1920-luvulla: galaksien todellinen luonne, maailmankaikkeuden laajeneminen. Albert Einstein: yleinen suhteellisuusteoria 1915. T¨ahtien energiantuottomekanismit keksit¨ a¨an 1930-luvun lopulta alkaen. Radioastronomia (1930-) 1940-luvulta. Insin¨ oo ¨ri ja radioamat¨ oo ¨ri Grote Reber rakensi 1937 oman radioteleskoopin. 1960-luvulta alkaen avaruust¨ ahtitiede: t¨ ahtitiede, joka perustuu satelliiteista teht¨aviin havaintoihin ⇒ uudet aallonpituusalueet. My¨ os tarkempia havaintoja ilmakeh¨an ulkopuolelta. IRAS (1983) kartoitti koko taivaan infrapunas¨ateilyn alueella. Spitzer (2003). Kuvassa Linnunradan keskusalue infrapuna-alueella. Infrapunas¨ateily p¨ a¨asee my¨ os t¨ ahtienv¨ alisen aineen l¨ api, toisin kuin n¨ akyv¨ a valo. Compton Gamma Ray Observatory (1991–2000) kartoitti lyhytaaltoisen gammas¨ateilyn l¨ ahteit¨a.