Астрономия

Исследует тела Солнечной системы, звезды, межзвездное вещество, нашу Галактику, другие галактики, их распределение в пространстве, физическую природу, взаимодействие, происхождение и развитие.

В зависимости от предмета и методов исследования разделяется на ряд дисциплин:

• астрометрия занимается построением основной инерциальной системы координат для астрономических измерений, определением положений и движений небесных объектов, изучением закономерностей вращения Земли и исчислением времени;
• небесная механика изучает движения небесных тел, в том числе искусственных, и фигуры равновесия небесных тел;
• звездная астрономия рассматривает систему звезд, образующую нашу Галактику, внегалактическая астрономия – другие галактики и их системы;
• астрофизика исследует физические явления, происходящие в небесных телах, а также химические процессы в них;
• радиоастрономия изучает свойства и распределение в пространстве космических источников излучения радиоволн;
• космогония занимается вопросами происхождения как отдельных небесных тел, так и их систем, в частности Солнечной системы;
• космология рассматривает происхождение и эволюцию Вселенной в целом.

Астрономия возникла в глубокой древности в результате потребности людей ориентироваться на местности и измерять время. Уже в Древнем Египте около 5 тысяч лет тому назад, наблюдая за движением Солнца и звезд на небесной сфере, люди научились точно находить стороны света; была определена продолжительность года и введена календарная система счета времени.

В IV веке до нашей эры китайскими астрономами был составлен первый каталог звездного неба, включавший в себя около 800 звезд.

Анализ видимого движения планет и Солнца позволил великому польскому астроному Н.Копернику создать гелиоцентрическую систему мира (1543). Это открытие имело революционное значение для развития не только астрономии, но и всего естествознания.

Следующей важнейшей вехой в развитии астрономии стало использование телескопов для астрономических наблюдений; впервые это было сделано итальянским астрономом Г.Галилеем в 1609 году и позволило позднее открыть пятна на Солнце и спутники Юпитера. Впоследствии были открыты планеты Уран (1781), Нептун (1846), Плутон (1930), изучены строение Солнечной системы, структура нашей Галактики, обнаружено существование многих других галактик и наличие у Вселенной определенной структуры.

В XIX веке в практику астрономических наблюдений был введен метод спектрального анализа, позволивший понять природу звезд. Началось изучение физических характеристик планет, звезд и других небесных тел. В 1924 году современный астрофизик А.А.Фридман создал первую модель эволюционирующей Вселенной, которая получила подтверждение в 1929 году, когда американский астроном Э.П.Хаббл путем измерения лучевых скоростей галактик обнаружил «красное смещение» – эффект «разбегания» галактик.

В России астрономия как наука стала развиваться с начала XVIII века. В 1701 году в Санкт-Петербурге была создана Навигацкая школа, при которой функционировала первая в России астрономическая обсерватория. Она использовалась в основном в учебных целях. В 1725 году при Петербургской Академии наук была основана обсерватория. Первое в России астрономическое открытие сделано М.В.Ломоносовым: в 1761 году он обнаружил существование атмосферы у Венеры.

В нашем крае первые попытки систематизации знаний по астрономии, основанных на достижениях ученых стран арабского Востока, и собственных наблюдений за небесными телами, были предприняты в Волжской Булгарии. Известно, что здесь использовались гномон (одна из разновидностей солнечных часов) и астролябия (угломерный прибор), составлялись местные календари.

Развитие научной астрономии связано с основанием в 1804 году Казанского университета и созданием в 1810 году кафедры астрономии (одной из первых в России).

В 1811 году в газете «Казанские ведомости» сообщалось о наблюдениях кометы, выполненных студентами И.М.Симоновым и Н.И.Лобачевским. Это одна из первых публикаций о результатах астрономических наблюдений в Казани.

В 1814 году при Казанском университете И.А.Литтровым была оборудована Казанская городская астрономическая обсерватория – первая в России университетская обсерватория. В 1833–1837 годах было построено новое здание (архитектор М.П.Коринфский) городской обсерватории по инициативе И.М.Симонова и Н.И.Лобачевского. В обсерватории проводились измерения положений звезд, планет и комет. В 1869–1882 годах велась работа в рамках международного проекта по определению координат звезд Боннского обозрения.

В 1892 году А.М.Ковальским были начаты первые в России наблюдения над изменяемостью географической широты. М.А.Грачев продолжил эти наблюдения и впервые исследовал изменение положения оси инерции Земли в пространстве.

В 1894 году начались наблюдения Луны на гелиометре с целью изучения ее вращения, продолжавшиеся в течение почти 100 лет. В Казани получен самый длинный ряд гелиометрических наблюдений Луны: 1176 наблюдений из 1723, имеющихся в мире.

Мировое признание получили теоретические работы М.А.Ковальского: в 1859 году им разработан метод определения движения Солнечной системы в пространстве; он доказал, что наблюдаемые звезды образуют единую систему, высказал предположение о вращении этой системы и решил задачу нахождения центра этого вращения из анализа видимых движений звезд. Догадка казанского ученого о вращении системы звезд – Галактики – получила наблюдательное подтверждение в 1926 году.

Д.И.Дубяго воспитал плеяду талантливых астрономов, оказавших влияние на развитие астрономии не только в нашем регионе, но и в других регионах России: А.В.Краснов стал основателем обсерватории Варшавского университета; А.А.Михайловский – профессор астрономии Белорусского университета, А.Н.Нефедьев – Пермского, А.А.Яковкин – Уральского университетов.

В 1901 году вблизи Казани была открыта астрономическая обсерватория (Астрономическая обсерватория имени В.П.Энгельгардта). Имевшиеся инструменты (меридианный круг, рефрактор, гелиометр) определили характер астрономических исследований. Анализ многолетнего ряда наблюдений позволил А.А.Яковкину в 1934 году обнаружить асимметрию видимого диска Луны (эффект Яковкина).

С конца XIX века в Казани начало развиваться астрофизическое направление. Первые наблюдения переменных звезд выполнены в 1893 году П.Богоявленским, систематические наблюдения начались в 1920-е годы. Д.Я.Мартынов в 1937 году впервые показал возможность применения к тесным двойным системам решения ограниченной задачи трех тел. Фигуры равновесия компонентов тесных двойных систем рассмотрены В.А.Кратом (1937).

Другие направления деятельности Казанской астрономической школы в советское время:

• теоретические исследования движения периодических комет и наблюдение за ними (А.Д.Дубяго, Ю.В.Евдокимов);
• гравиметрические исследования районов Урала, Среднего Поволжья и др. (В.А.Баранов, И.А.Дюков);
• изучение Луны (И.В.Белькович, Ш.Т.Хабибуллин, А.А.Нефедьев, Н.Г.Ризванов);
• изучение структуры Галактики (Ш.Т.Хабибуллин);
• изучение астрономической рефракции (А.И.Нефедьева).

А.Д.Дубяго открыл две кометы (1921 и 1923), впоследствии названные его именем; им предложен новый метод определения действия негравитационных сил. Ш.Т.Хабибуллин ввел в эксплуатацию 8-метровый горизонтальный телескоп для наблюдений за Луной (1954), разработал способ однозначного определения параметра физической либрации Луны (1957). В 1956 году по инициативе К.В.Костылева зарождается направление по радиолокационному изучению метеоров.

С запуском первого искусственного спутника Земли в СССР (1957) началось изучение тел Солнечной системы с помощью космических аппаратов. Их запуск с телескопами на борту позволил исключить влияние земной атмосферы на астрономические наблюдения и сделать эти исследования всеволновыми. Излучение небесных тел регистрируется в широком диапазоне длин волн – от радиодиапазона до рентгеновского и гамма-диапазона.

В начале 1970-х годов сформировалось направление по изучению физических параметров звезд путем численного моделирования их спектров. Впервые в СССР Н.А.Сахибуллин в 1972 году реализовал новый подход к анализу звездных спектров, основанный на отказе от гипотезы локального термодинамического равновесия. Кафедра астрономии Казанского университета стала всесоюзным центром изучения этих проблем. Научное направление по изучению физики звездных атмосфер, возглавляемое Н.А.Сахибуллиным, признано в России и за рубежом.

С 1975 года астрономические наблюдения проводятся на Северокавказской астрономической станции. В 1998 году завершено строительство нового 1,5-метрового телескопа Казанского университета в Турции (смотри Телескоп оптический). Работы с телескопом будут вестись совместно с учеными Института космических исследований Российской Академии наук (Москва) и Национальной обсерватории Турции.

Казанские астрономы участвовали в международных проектах по наблюдению на спутниках TD-1A, BUSS, на 2,5-метровом телескопе Обсерватории Ла-Пальма (Канарские острова). Научные исследования проводятся совместно с астрономами Специальной астрофизической обсерватории Российской Академии наук (поселок Нижний Архаз, Карачаево-Черкесская Республика), Института астрономии Российской Академии наук (Москва), Крымской астрофизической обсерватории (поселок Научный, Крымская область), Института астрономии и астрофизики Мюнхенского университета (Германия), Института астрофизики Макса Планка (город Гархинг, Германия) и др.

В 1930-е годы создано Казанское астрономо-геодезическое общество.

В 1893–1996 годах издавались «Труды Казанской городской астрономической обсерватории», в 1910–1996 годах – «Известия Астрономической обсерватории Энгельгардта», в 1934–1965 годах – «Бюллетень Астрономической обсерватории имени В.П.Энгельгардта», в 1943–1954 годах – всесоюзный журнал «Астрономический циркуляр» (Казань).

4 малые планеты и 9 лунных кратеров названы в честь казанских астрономов.

Баранов В.А. Энгельгардтовская обсерватория, ее возникновение и развитие (1901–1935гг.) // Известия Астрономической Энгельгардтовской обсерватории Казанского университета. 1937. Т. 1, вып. 1.

Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки истории астрономии в России. М., 1956.

Колчинский И.Г., Корсунь А.А., Родригес М.Г. Астрономы: Биографический справ. Киев, 1986.

Автор – Л.И.Машонкина