Астрономы и их открытия

Аристарх Белопольский
Аристарх Белопольский (01.07.1854-16.05.1934) - русский и советский астроном и астрофизик. Разработал метод и сконструировал прибор, с помощью которых первым получил экспериментальное доказательство существования эффекта Доплера применительно к световым волнам. Белопольский применил эффект Доплера, проявляющийся в виде смещения спектральных линий в оптических спектрах, для исследований в астроспектроскопии. Он в числе первых определил элементы орбит нескольких переменных и спектрально-двойных звёзд, исследовал спектры новых звёзд и солнечной поверхности, краев и короны; — лучевые скорости небесных светил, один из пионеров в фотографировании их спектров с помощью спектрографов. Ученый обнаружил периодическое изменение лучевой скорости у цефеид. Он всесторонне исследовал кометы, вращение около оси Венеры, Юпитера и колец Сатурна. Внёс существенный вклад в развитие и оснащение Пулковской обсерватории и её отделений.
Галилео Галилей
Галилео Галилей (15.02.1564-08.01.1642) – итальянский физик, механик, астроном, философ, математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Сам термин телескоп ввёл в науку именно Галилей. Первые телескопические наблюдения небесных тел Галилей провёл 7 января 1610 года. Эти наблюдения показали, что Луна, подобно Земле, имеет сложный рельеф — покрыта горами и кратерами. Известный с древних времён пепельный свет Луны Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй. Галилей обнаружил также либрацию Луны и довольно точно оценил высоту лунных гор. У Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна. Ведь Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической). Полтора года наблюдений позволили Галилею оценить период обращения этих спутников (1612), хотя приемлемая точность оценки была достигнута только в эпоху Ньютона. Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море. Галилей открыл также (независимо от Иоганна Фабрициуса и Хэрриота) солнечные пятна. Он установил, что Венера меняет фазы. Ученый отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа и поворот кольца, скрывший его от земного наблюдателя.
Гипатия Александрийская
Гипатия Александрийская (350-370 (?) - март 415 г.)– женщина-ученый греческого происхождения, философ, математик, астроном. Около 400 года Гипатия была приглашена читать лекции в Александрийскую школу, где заняла одну из ведущих кафедр — кафедру философии. Преподавала философию Платона и Аристотеля; также преподавала математику, занималась вычислением астрономических таблиц.
Гиппарх Никейский
Гиппарх Никейский (ок. 190 до н. э. — ок. 120 до н. э) - древнегреческий астроном, механик, географ и математик. Гиппарх составил первый в Европе звёздный каталог, включивший точные значения координат около тысячи звёзд. Новшеством Гиппарха при составлении каталога явилась система звёздных величин: звёзды первой величины самые яркие и шестой — самый слабые, видимые невооружённым взглядом. Эта система в усовершенствованном виде используется в настоящее время. Наиболее важным достижением древнегреческого ученого считается открытие предварения равноденствий, или астрономической прецессии, заключающееся в том, что точки равноденствий постепенно перемещаются среди звёзд, благодаря чему каждый год равноденствия наступают раньше, чем в предшествующие годы. Гиппарх сделал это открытие, сопоставляя определённые им самим координаты Спики с измерениями александрийского астронома Тимохариса.
Жозеф Луи Лагранж
Жозеф Луи Лагранж (25.01.1736-10.04.1813) - французский математик, астроном и механик итальянского происхождения. В 1764 году Французская академия наук объявила конкурс на лучшую работу по проблеме движения Луны. Лагранж представил работу, посвященную либрации Луны. Точки либрации – это точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействие никаких других сил, кроме гравитационных, со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел. Более точно точки Лагранжа представляют собой частный случай при решении так называемой ограниченной задачи трёх тел — когда орбиты всех тел являются круговыми и масса одного из них намного меньше массы любого из двух других. В этом случае можно считать, что два массивных тела обращаются вокруг их общего центра масс с постоянной угловой скоростью. В пространстве вокруг них существуют пять точек, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой может оставаться неподвижным во вращающейся системе отсчёта, связанной с массивными телами. В этих точках гравитационные силы, действующие на малое тело, уравновешиваются центробежной силой.
Иоганн Кеплер
Иоганн Кеплер (27.12.1571-15.11.1630) – немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы. В конце XVI века в астрономии ещё происходила борьба между геоцентрической системой Птолемея и гелиоцентрической системой Коперника. Противники системы Коперника ссылались на то, что в отношении погрешности расчётов она ничем не лучше птолемеевской. Открытые Кеплером три закона движения планет полностью и с превосходной точностью объяснили видимую неравномерность движений планет. Вместо многочисленных надуманных эпициклов модель Кеплера включает только одну кривую — эллипс. Второй закон установил, как меняется скорость планеты при удалении или приближении к Солнцу, а третий позволяет рассчитать эту скорость и период обращения вокруг Солнца. Хотя исторически кеплеровская система мира основана на модели Коперника, фактически у них очень мало общего (только суточное вращение Земли). Исчезли круговые движения сфер, несущих на себе планеты, появилось понятие планетной орбиты. В системе Коперника Земля всё ещё занимала несколько особое положение, поскольку центром мира Коперник объявил центр земной орбиты. У Кеплера Земля — рядовая планета, движение которой подчинено общим трём законам. Все орбиты небесных тел — эллипсы (движение по гиперболической траектории открыл позднее Ньютон), общим фокусом орбит является Солнце. Кеплер вывел также «уравнение Кеплера», используемое в астрономии для определения положения небесных тел. Законы планетной кинематики, открытые Кеплером, послужили позже Ньютону основой для создания теории тяготения. Ньютон математически доказал, что все законы Кеплера являются прямыми следствиями закона тяготения. Кеплер стал автором первого обширного (в трёх томах) изложения коперниканской астрономии (1617—22), которое немедленно удостоилось чести попасть в «Индекс запрещённых книг». В эту книгу, свой главный труд, Кеплер включил описание всех своих открытий в астрономии. Летом 1627 года Кеплер после 22 лет трудов опубликовал астрономические таблицы, которые в честь императора назвал «Рудольфовыми». Спрос на них был огромен, так как все прежние таблицы давно разошлись с наблюдениями. Немаловажно, что труд впервые включал удобные для расчётов таблицы логарифмов. Кеплеровы таблицы служили астрономам и морякам вплоть до начала XIX века.
Клавдий Птолемей
Клавдий Птолемей (ок. 100 – ок. 170) - позднеэллинистический астроном, математик, механик, оптик, теоретик музыки и географ. Жил и работал в Александрии Египетской, где проводил астрономические наблюдения. Основным трудом Птолемея стало «Великое математическое построение по астрономии в тринадцати книгах» , представлявшее собой энциклопедию астрономических и математических знаний древнегреческого мира. В своей книге Птолемей изложил собрание астрономических знаний древней Греции и Вавилона, сформулировав весьма сложную геоцентрическую модель мира. При создании данной системы он проявил себя как умелый механик, поскольку сумел представить неравномерные движения небесных светил в виде комбинации нескольких равномерных движений по окружностям. Книга также содержала каталог звёздного неба. Список из 48 созвездий не покрывал полностью небесной сферы: там были только те звёзды, которые Птолемей мог видеть, находясь в Александрии. Система Птолемея была практически общепринятой в западном и арабском мире — до создания гелиоцентрической системы Николая Коперника.
Михаил Ломоносов
Михаил Ломоносов (08.11.1711 – 04.04.1765) - первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик. В астрономии прославился открытием атмосферы у планеты Венера. Это открытие он совершил 26 мая 1761 года, когда наблюдал прохождение Венеры по солнечному диску. Учёным было сконструировано и построено несколько принципиально новых оптических приборов, им создана русская школа научной и прикладной оптики. М. В. Ломоносов создал катоптрико-диоптрическую зажигательную систему; прибор «для сгущения света», названную им «ночезрительной трубой», предназначавшаяся для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время. Ломоносов, хорошо знавший телескопы И. Ньютона и Д. Грегори, предложил свою конструкцию. Суть и отличие от двух предыдущих предложенного им усовершенствования заключались в том, что новая конструкция имела лишь одно вогнутое зеркало, расположенное под углом около 4° к оси телескопа, и отражённые этим зеркалом лучи попадали в расположенный сбоку окуляр, что позволяло увеличить световой поток. Опытный образец такого телескопа был изготовлен под руководством М. В. Ломоносова в апреле 1762 года, а 13 мая учёный демонстрировал его на заседании Академического собрания. Изобретение это оставалось неопубликованным до 1827 года, поэтому, когда аналогичное усовершенствование телескопа предложил У. Гершель, такую систему стали называть его именем.
Николай Коперник
Николай Коперник (19.02.1473-24.05.1543) – польский астроном, математик, механик, экономист. Наиболее известен как автор гелиоцентрической системы мира, положившей начало первой научной революции. Главное и почти единственное сочинение Коперника «О вращении небесных сфер» было издано в 1543 году. В нем говорится о шарообразности мира и Земли, а вместо положения о неподвижности Земли помещена иная аксиома: Земля и другие планеты вращаются вокруг оси и обращаются вокруг Солнца. Эта концепция подробно аргументируется, а «мнение древних» убедительно опровергается. С гелиоцентрических позиций он без труда объясняет возвратное движение планет. Коперник в своем труде дает сведения по сферической тригонометрии и правила вычисления видимых положений звезд, планет и Солнца на небесном своде. Упоминается Луна, планеты и причины изменения широт планет. Гелиоцентрическая система в варианте Коперника может быть сформулирована в семи утверждениях: • орбиты и небесные сферы не имеют общего центра; • центр Земли — не центр Вселенной, но только центр масс и орбиты Луны; • все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира; • расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами; • суточное движение Солнца — воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе; • Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) — не более чем эффект движения Земли; • это движение Земли и других планет объясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.
Пьер-Симон Лаплас
Пьер-Симон Лаплас (23.03.1749-05.03.1827) - французский математик, механик, физик и астроном; известен работами в области небесной механики, дифференциальных уравнений, один из создателей теории вероятностей. Лаплас дал всесторонний анализ известных движений тел Солнечной системы на основе закона всемирного тяготения и доказал её устойчивость в смысле практической неизменности средних расстояний планет от Солнца и незначительности колебаний остальных элементов их орбит. Наряду с массой специальных результатов, касающихся движений отдельных планет, спутников и комет, фигуры планет, теории приливов и т. д., важнейшее значение имело общее заключение, опровергавшее мнение, что поддержание настоящего вида Солнечной системы требует вмешательства каких-то посторонних сверхъестественных сил. Лаплас доказал устойчивость солнечной системы, состоящую в том, что благодаря движению планет в одну сторону, малым эксцентриситетам и малым взаимным наклонам их орбит, должна существовать неизменяемость средних расстояний планет от Солнца, а колебания прочих элементов орбит должны быть заключены в весьма тесные пределы. Также, ученый открыл, что ускорение в движении Луны, приводившее в недоумение всех астрономов, является периодическим изменением эксцентриситета лунной орбиты, и возникает оно под влиянием притяжения крупных планет. Рассчитанное им смещение Луны под влиянием этих факторов хорошо соответствовало наблюдениям. По неравенствам в движении Луны Лаплас уточнил сжатие земного сфероида. Вообще исследования, произведенные Лапласом в движении нашего спутника, дали возможность составить более точные таблицы Луны, что, в свою очередь, способствовало решению навигационной проблемы определении долготы на море. Лаплас первый построил точную теорию движения галилеевых спутников Юпитера, орбиты которых из-за взаимовлияния постоянно отклоняются от кеплеровских. Он также обнаружил связь между параметрами их орбит, выражаемую двумя законами, получившими название «законов Лапласа». Вычислив условия равновесия кольца Сатурна, Лаплас доказал, что они возможны лишь при быстром вращении планеты около оси, и это действительно было доказано потом наблюдениями Уильяма Гершеля. Лаплас разработал теорию приливов при помощи двадцатилетних наблюдений уровня океана в Бресте. Опередив своё время, Лаплас в «Изложении системы мира» (1796) фактически предсказал «чёрные дыры».
Тихо Браге
Тихо Браге (14.12.1546-24.10.1601) - датский астроном эпохи Возрождения. Первым в Европе начал проводить систематические и высокоточные астрономические наблюдения, на основании которых Кеплер вывел законы движения планет. В ноябре 1577 года на небе появилась яркая комета. Тихо Браге тщательно проследил её траекторию вплоть до исчезновения видимости в январе 1578 года. Сопоставив свои данные с полученными коллегами в других обсерваториях, он сделал однозначный вывод: кометы — не атмосферное явление, как полагал Аристотель, а внеземной объект, втрое дальше, чем Луна. Свои научные достижения Браге изложил в многотомном астрономическом трактате. Сначала вышел второй том, посвящённый системе мира Тихо Браге и комете 1577 года. Первый же том (о сверхновой 1572 года) вышел позднее, в 1592 году в неполном виде. В 1602 году, уже после смерти Браге, Иоганн Кеплер опубликовал окончательную редакцию этого тома. Браге собирался в последующих томах изложить теорию движения других комет, Солнца, Луны и планет, однако осуществить этот замысел уже не успел.
Уильям Гершель
Уилльям Гершель (15.11.1738-25.08.1822) - английский астроном немецкого происхождения. Прославился открытием планеты Уран, а также двух её спутников — Титании и Оберона. Он также является первооткрывателем двух спутников Сатурна и инфракрасного излучения. В 1773 году, не имея средств для покупки большого телескопа, он стал сам шлифовать зеркала и конструировать телескопы и в дальнейшем сам изготавливал оптические приборы как для собственных наблюдений, так и на продажу. Король Великобритании Георг III, сам любитель астрономии, произвёл Гершеля в чин Королевского Астронома и снабдил его средствами для постройки отдельной обсерватории. С 1782 года Гершель и ассистировавшая ему сестра Каролина постоянно работали над совершенствованием телескопов и астрономическими наблюдениями. Благодаря некоторым техническим усовершенствованиям и увеличению диаметра зеркал Гершель смог в 1789 году изготовить самый большой телескоп своего времени (фокусное расстояние 12 метров). Однако главные работы Гершеля относятся к звёздной астрономии. Из наблюдений за двойными звёздами, предпринятых с целью определения параллаксов, Гершель сделал новаторский вывод о существовании звёздных систем. Гершель много наблюдал туманности и кометы, также составляя тщательные описания и каталоги. Он также изучал структуру Млечного Пути и пришёл к выводу, что он имеет форму диска, а Солнечная система находится в составе Млечного Пути. Также Гершель открыл движение Солнечной системы в сторону созвездия Геркулеса.
Фалес Милетский
Фалес Милетский (640/624 — 548/545 до н. э.) - древнегреческий философ и математик. Считается, что Фалес «открыл» для греков созвездие Малой Медведицы как путеводный инструмент; ранее этим созвездием пользовались финикийцы. По мнению исследователей, Фалес первым открыл наклон эклиптики к экватору и провёл на небесной сфере пять кругов: арктический круг, летний тропик, небесный экватор, зимний тропик, антарктический круг. Он научился вычислять время солнцестояний и равноденствий, установил неравность промежутков между ними. Фалес первым указал, что Луна светит отражённым светом; что затмения Солнца происходят тогда, когда его закрывает Луна. Фалес первым определил угловой размер Луны и Солнца; он нашёл, что размер Солнца составляет 1/720 часть от его кругового пути, а размер Луны — такую же часть от лунного пути. Можно утверждать, что Фалес создал «математический метод» в изучении движения небесных тел. Также он ввёл календарь по египетскому образцу (в котором год состоял из 365 дней, делился на 12 месяцев по 30 дней, и пять дней оставались выпадающими).
Эдмунд Галлей
Эдмунд Галлей (29.10.1656-14.01.1742) – английский Королевский астроном, физик, математик, метеоролог и демограф. Ещё в 1676 году, будучи студентом третьего курса Оксфордского университета, Галлей опубликовал свою первую научную работу — «Об орбитах планет» — и открыл большое неравенство Юпитера и Сатурна. Это открытие впервые поставило перед астрономами важнейший для человечества вопрос об устойчивости, долговечности Солнечной системы. В 1693 году Галлей обнаружил вековое ускорение Луны, что могло свидетельствовать о её непрерывном приближении к Земле. В 1677 году Галлей предложил новый метод определения расстояния до Солнца, то есть астрономическую единицу. Для этого необходимо было наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца из двух мест, удалённых по широте. Способ Галлея позволил к концу XIX века в 25 раз снизить ошибку при определении солнечного параллакса. Возвратился в Англию в ноябре 1678 года, а в 1679 году издал «Каталог Южного неба», в который включил информацию о 341 звезде Южного полушария. За особые достижения Галлей был представлен к званию магистра астрономии в Оксфорде и был принят в члены Лондонского Королевского Общества. С именем Эдмунда Галлея связан и коренной перелом в представлениях о кометах. В Новое время до Ньютона все считали их чужеродными странниками, лишь пролетающими сквозь Солнечную систему по незамкнутым параболическим орбитам. После того как в 1680 и 1682 годах появились две яркие кометы, Галлей рассчитал и опубликовал в 1705 году орбиты 24 комет и обратил внимание на сходство параметров орбит у нескольких из них, наблюдавшихся в XVI—XVII веках, с параметрами кометы 1682 года. Промежутки времени между появлениями этих комет оказались кратными 75—76 годам. В 1716 году он опубликовал подробные расчёты, указал, что это одна и та же комета, и следующее её появление должно произойти в конце 1758 года. И действительно, она была обнаружена Иоганном Георгом Паличем 25 декабря 1758 года. Возвращение кометы в предсказанный срок стало первым триумфальным подтверждением теории тяготения Ньютона и прославило имя самого Галлея. Эта комета в наши дни называется кометой Галлея. Галлей был первым, кто привлёк внимание астрономов к совершенно загадочному тогда объекту — туманностям. В статье 1715 года он уже утверждал, что это самосветящиеся космические объекты. Учёный также сделал и далеко идущее заключение, что таких объектов во Вселенной, «без сомнения», много больше и «они не могут не занимать огромных пространств, быть может, не менее, чем вся наша Солнечная система».