Astronomia

L'astronomia és la ciència que estudia l'univers i els cossos celests o astres, a partir de l'informació que mos arriba d'ells a través de la radiació electromagnètica, tant pel que fa a la posició i moviment en l'esfera celest com pel que fa a la seua natura, estructura i evolució (Astrofísica). Etimologia: la paraula astronomia prové del mot grec αστρονομία (astronomia), combinació dels mots άστρον (astron), que significa estrela, i νόμος (nomos), llei.

Història

El 1608, quan va haver-hi la invenció del telescopi, l'astronomia només comprenia l'observació i predicció del moviment dels objectes que podien ser observats a simple vista. En alguns llocs, com a Stonehenge, les primeres cultures crearen objectes molt grans que semblen tenir un propòsit astronòmic. A part del seu us cerimonial, estos observatoris podrien haver estat utilisats per determinar les estacions, un factor important quan s'havien de sembrar les plantes, així com la llargària de l'any.

Allà on es van desenrollar les civilisacions, de les que es poden destacar els caldeus, egipcis, l'antiga Grècia, Índia, i China, es van construir observatoris astronòmics i les idees sobre la natura de l'Univers es van començar a investigar. Es van desenvolupar les primeres idees sobre el moviment dels planetes i sobre la natura del Sol, la Lluna i la Terra en un Univers explorat filosòficament. Això inclou especulacions sobre la natura esfèrica de la Terra i la Lluna, i la rotació i el moviment de la Terra en els cels.

El Chicotet Núvol de Magalhães.

Alguns descobriments astronòmics notables es varen fer abans de l'aplicació del telescopi. Per eixemple, l'obliqüitat de l'eclíptica fou estimat en el 1000 aC pels chinencs. Els caldeus descobriren que els eclipsis de Lluna seguien un cicle recurrent nomenat saros. En el segle II aC, Hiparc estimà la mida i la distància de la Lluna.

Durant l'edat mijana, a l'Europa medieval l'astronomia observacionaces va quedar estancada, almenys fins al segle XIII. No obstant això, l'astronomia va florir dins el món islàmic i en atres parts del món. Alguns dels prominents astrònoms àraps van fer contribucions significatives a la ciència; cal destacar Al-Battani, Thebit, Abd Al-Rahman Al Sufi, Albumasar, Al-Biruni, Al-Zarqali, l'escola Maraga, Ali Qushji, entre d'atres. Els astrònoms, en esta época, van introduir molts noms en àrap que actualment s'utilitzen en les descripcions d'estels. També es creu que les ruïnes del Gran Zimbabwe i Tombuctú, poden haver acollit un observatori astronòmic. Els europeus durant molt temps havien cregut que no havia existit l'observació astronòmica a l'Àfrica subsahariana precolonial, pero els descobriments més actuals indiquen el contrari.

Planisferi celest de segle XVII del cartógraf neerlandés Frederik de Wit.

La revolució científica

Durant segles, la visió geocèntrica que el Sol i els atres planetes giraven al voltant de la Terra no es va qüestionar. Esta visió era la que pels nostres sentits s'observava. En el Renaiximent, Nicolau Copèrnic va propondre el model heliocèntric del Sistema Solar. El seu treball De revolutionibus orbium coelestium va ser defés, divulgat i corregit per Galileo Galilei i Johannes Kepler, autor de Harmonices Mundi, en el qual es desenrolla per primera vegada la tercera llei del moviment planetari.

Galileu va afegir la novetat de l'us del telescopi per millorar les seues observacions. La disponibilitat de dades observacionals precisos portar a indagar en teories que explicaren el comportament observat (vejau la seua obra Sidereus Nuncius). Al principi només es van obtindre regles ad-hoc, com les lleis del moviment planetari de Kepler, descobertes a principis del segle XVII. Va ser Isaac Newton qui va estendre cap als cossos celests les teories de la gravetat terrestre i conformant la Llei de la gravitació universal, inventant així la mecànica celest , en el que va explicar el moviment dels planetes i conseguint unir el buit entre les lleis de Kepler i la dinàmica de Galileu. Això també va supondre la primera unificació de l'astronomia i la física (vejau Astrofísica).

Després de la publicació dels Principis Matemàtics d'Isaac Newton (que també va desenrollar el telescopi reflector), es va transformar la navegació marítima. A partir de 1670 aproximadament, utilisant instruments moderns de latitut i els millors rellonges disponibles s'ubicà cada lloc de la Terra en un planisferi o mapa, calculant per això la seus latitut i la seua llongitut. La determinació de la latitut va ser fàcil pero la determinació de la llongitut va ser molt més delicada. Els requeriments de la navegació supondre una empenta per al desenroll progressiu d'observacions astronòmiques i instruments més precisos, constituint una base de dades creixent per als científics.

A finals del segle XIX es va descobrir que, en descompondre la llum del Sol, es podien observar multitut de llínies d'espectre (regions en les quals hi havia poca o gens de llum). Experiments en gasos calents van mostrar que les mateixes llínies podien ser observades en l'espectre dels gasos, llínies específiques corresponents a diferents elements químics. D'esta manera es va demostrar que els elements químics en el Sol (majoritàriament hidrogen) podien trobar igualment en la Terra. De fet, l'heli va ser descobert primer en l'espectre del Sol i només més tart es va trobar a la Terra, d'aquí el seu nom.

Es va descobrir que les estreles eren objectes molt lluntans i en l'espectrómetro es va demostrar que eren semblants al Sol, pero en una àmplia gamma de temperatures, masses i grandàries. L'existència de la Via Làctea com un grup separat d'estreles no es va demostrar sino fins al segle XX, juntament en l'existència de galàxies externes i, poc després, l'expansió de l'univers, observada en l'efecte del corriment al vermell. L'astronomia moderna també ha descobert una varietat d'objectes exòtics com els quàsars, pulsars, radiogalàxies, forats negres, estreles de neutrons, i ha utilisat estes observacions per desenrollar teories físiques que descriuen estos objectes. La cosmologia va fer grans avanços durant el segle XX, en el model del Big Bang fortament recolzat per l'evidència proporcionada per l'astronomia i la física, com la radiació de fons de microones, la Llei de Hubble i l'abundància cosmològica dels elements químics.

Durant el segle XX, l'espectrometria va avançar, en particular com a resultat del naiximent de la física quàntica, necessària per comprendre les observacions astronòmiques i experimentals.