ასტროფიზიკა

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
Jump to navigation Jump to search

ასტროფიზიკაასტრონომიის დარგი, რომელიც იმეორებს ფიზიკისა და ქიმიის პრინციპებს „დაადგინოს ციური სხეულის ადგილმდებარეობა უძრაობის ან მოძრაობის დროს“. ეს დარგი იკვლევდა ისეთ ციურ სხეულებს როგორებიცაა მზე, სხვა ვარსკვლავები, გალაქტიკები, ექსტრასოლარული პლანეტები, ინტერსტერალური საშვალოები და კოსმოსურ მიკროტალღოვან ფონებს. მათი ემისები გაფანტულია ელექტრომაგნიტური სპექტრის ყველა ნაწილში და შეისწავლის მახასიათებლებს როგორებიცაა სინათლე, სიმკვრივე, ტემპერატურა და ქიმიური შედგენილობა. რადგან ასტრო ფიზიკა ფარტო სუბიექტია, ასტრო ფიზიკოსები როგორც წესი იყენებენ ფიზიკის ბევრ დისციპლინას მექანიკის, ელექტრომაგნეტიზმის, სტატიკური მექანიკის, თერმოდინამიკის, კვანტური მექანიკის, ბირთვული ფიზიკის და ატომური ფიზიკის ჩათვლით.

პრაქტიკაში, თანამედროვე ასტრონომიული კვლევები ხშირად მოიცავს თეორიული ფიზიკის დიდ ნაწილს. ზოგიერთი დაკვირვებები მოიცავენ შავი მატერიის, შავი ენერგიის და შავი ხვრელის თვისებების გამოკვლევის მცდელობებს რათა დადგინდეს შესაძლებელია თუ არა დროში მოგზაურობა, შესაძლებელია თუ არა ჭიის ხვრელების წარმოქმნა და არსებობს თუ არა მულტისამყარო. ასტროფიზიკა ასევე შეისწავლის მზის სინტემის ფორმაციას და ევოლუციას,სტერალურ დინამიკას, გალაქტიკების ფორმაციას და ევოლუციას, მაგნეტოჰიდროდინამიკას, მატერიის დიდ სტრუქტურებს სამყაროში, კოსმოსური რადიაციის წარმოშობას, ზოგად ფარდობითობას სიმებიანი კოსმოლოგიის და ასტრონაწილაკური ფიზიკის ჩათვლით.

წარმოშობა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ასტროფიზკის ფესვები შეიძლება ვიპოვოთ XVII საუკუნეში, სადაც ციური სხეულებისთვის და დედამიწისთვის მიღებული იქნა ერთიდაიგივე კანონები. ამ პერიოდში ისეთი ადამიანები ცხოვრობდნენ რომლებიც გარკვეულნი იყვნენ როგორც ფიზიკაში ისევე ასტრონომიაში, სწორედ ასეთმა ადამიანებმა ჩაუყარეს საფუძველი ასტროფიზიკას. დღეს ამ დარგის განმავითარებლებად და გამავრობლებად ითვლებიან სამეფო ასტრონომიული საზოგადოების წარმომადგენლები და ისეთი პროფესორები როგორებიც არიან ლაურენს კრაუსი, სტივენ ჰოუკინგი, ჰუბერტ რივესი, კარლ საგანი და ნეილ ტაისონი. ეს ადამიანები ასწავლიან ახალგაზრდა მოსწავლეებს ასტროფიზიკიას, მის ისტორიას და ცდილობენ მომავალი ასტროფიზიკოსთა საზოგადოებია სწორ გზაზე დააყენონ.

სხვადასხვა სპექტრების გამოსახულებები

ისტორია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ზოგადად ასტრონომია ისეთივე ძველია როგორც თავად ჩაწერილი ისტორია, მიუხედავად ამისა ის მაინც ძალიანაა დაშორებული ზოგადი სახმელეთო ფიზიკისგან. არისტოტელესეულ მსოფლიომხედველობაში ციური სხეულები უცვლელი სფეროები იყვნენ რომლებიც უცვლელ წრიულ ტრაექტორიაზე მოძრაობდნენ, ხოლო დედამიწა იყო რეალური სამყარო რომელიც ვითარდებოდა, იზრდებოდა და უძლებდა უამრავ განადგურებებს. დედამიწის ტრაექტორია არისტოტელეს აზრით იყო სწორი ხაზი რომელიც სრულდებოდა მაშინ როდესაც სხეული დანიშნულების ადგილს მიაღწევდა. შესაბამისად იმ პერიოდში დადგინდა რომ დედამიწა და ციური სხეულები ფუნდამენტურად განსხვავებული მატერიისაგან შედგებოდა ვიდრე დედამიწური მატერია იყო. XVII საუკუნეში ისეთი ფილოსოფოსები როგორიცაა გალილიო გალილეი, დეკრატესი და ნიუტონი დაიწყეს ფიქრი იმაზე რომ სამყაროს ყველა ნაწილი და განზომილება შედგებოდა ერთი ტიპის მატერიისაგან და იქ მოქმედებდნეს ერთნაირი ბუნებრივი წესები ერთნაირ ფიზიკურ მუდმივებთან ერთად. მათი ყველაზე დიდი დაბრკოლება ის იყო რომ, მათ არ გააჩნდათ ამ კვლევებისთვის საჭირო იარაღები და მოწყობილებები რადგან ისინი იმ დროს უბრალოდ გამოგონებულებიც კი არ იყვნენ.

ასტროფიზიკა XIX საუკუნეში[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

შემდეგ XIX საუკუნეში ასტრონომიული გამოკვლევები ფოკუსირებულია ციური სხეულების შუამდგომლობების და მათი გადაადგილებების გამოთვლებზე, ეს ახალი ასტრონომია, იყო მას ასტროფიზიკა უწოდეს, ის წარმოიშვა მაშინ როდესაც ვილიამ ვოლასტონმა და ჟოსეფ ფრაუნჰოფერმა აღმოაჩინეს რომ როდესაც მზე სინათლეს აფრვევდა ამ დროს მზეზე ჩნდებოდნენ ბნელი ხაზები (ის ადგილები მზეზე სადაც თითქმის სინათლე ან არ საერთოდ არ არის) რომლებისაც აკვირდებოდნენ სპექტრებად გადაქცევის შემდეგ. 1860 წლისთვის, ფიზიკოსმა გუსტავ კირხჰოფმა და ქიმიკოსმა რობერტ ბუნსენმა მოახდინეს შავი ხაზების დემონსტრირება იმისა რომ ბნელ ხაზებსის სპეცტრს შეესაბამებათ ნათელი ხაზების სპექტრი სხვადასხვა აირებში, ასეთ შესაბამის ხაზებს სპეციფიურ ხაზებს უწოდებენ, ისინი შეესაბამებიან უნიკალერ ქიმიურ ელემენტებს. კირხჰოფმა დაადგინა რომ მზის სპეექტრები გამოწვეული იყო მზის ატმოსფეროში ქიმიური ელემენტის აბსორპოტიის შედეგად. ასევე ეს ელემენტები მზისა და სხვა ვარსკვლავების გარდა ასევე არსებობენ დედამიწაზეც.

ნორმან ლოკერის კვლევა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ამ კვლევების პარალელურად მიმდინარეობდა მზის და სხვა ვარსკვლავების სპეცრების შესწავლა ნორმან ლოკერის მიერ, რომელმაც 1863 წელს დააფიქსირა როგორც ნათელი ისე ბნელი ხაზები და ამით დაამთკიცა კირხჰოფის კვლევები. ქიმიკოს ედუარდ ფრანკლანდთან მუშაობისას მათ მიზანი იყო ელემენტების სპექტრებზე დაკვირვება სხვადასხვა ტემპერატურასა და წნევაზე, მაგრამ მათ ვერ შეძლეს მზის სპექტრის ყვითელი ხაზების ასოცირება რომელიმე იმ დროს ცნობილ ელემენტთან. მაგრამ სამაგიეროდ მათ მზის სპექტრის ყვითელ ხაზებშის აღმოაჩინეს ახალი ელემენთი რომელსაც ბერძნული მზის ღმერთის ჰელიოსის საპატივცემულოდ ჰელიუმი დაარქვეს.

პროგრამა „ქალი კომპიუტერები“[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

1885 წელს ედუარდ პიკერიკნგი სათავეში ჩაუდგა ამბიციურ პროგრამას ჰარვარდის უნივერსიტეტის ობსერვატორიაში და მის გუნდს ქალი კომპიუტერები ერქვა (ვილიამინა ფლემინგი ანტონია მაური და ანი ქენონი). ისინი კლასიფიკაციას უწევდნენ მათ მიერ ფოტოგრაფიულ ფილებზე ჩაწერილ სპექტრებს. 1890 წლისთვის მათ ჰქონდათ 10,000_მდე ვარსკვლავის კატალოგი და ისინი დანაწილებული იყვნენ 13_ზე მეტ სპეციფიურ ტიპებად. ედუარდ პიკერინგის ხედვებზე დაყრდნობით ანი ქენონმა 1924 წლისთვის კატალოგი გაზარდა 250,000 ვარსკვლავამდე. ჰარვარდის უნივერსიტეტის ეს კლასიფიკაცია სამყარომ გამოყენებაში 1922 წელს მიიღო.

ასტროფიზიკური ჟურნალი[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

1895 წელს, ჯორჯ ჰეილი და ჯეიმს კილერი, 10 ევროპელ რედაქტორთან ერთად უშვებენ ასტროფიზიკურ ჟურნალს: ასტროსკოპების საერთაშორისო მიმოხილვა და ასტრონომიული ფიზიკა, ამ ჟურნალს უნდა შეევსო იმ დროს გაჩენილი „ხვრელები“ ასტრონომიასა და ფიზიკას შორის, სტატიები იბეჭდებოდა ასტრონომიული მიღებულებებზე ასტროსკოპის შესახებ რომელიც ახლოს იყო ასტროფიზიკასთან, ტალღების დაშორების ჩათვლიც მეტალურ და აირულ სპეცტრებს შორის, ასევე აქ შედის რადიაციაზე და აბსოროფციაზე, თეორიები მზეზე, მთვარეზე, პლანეტებზე, კომეტებზე, ასტეროიდებზე და ნებულაზე, ასევე იბეჭდებოდა ინსტრუქციები ტელესკოპებზე და ლაბორატორიებზე.

ასტროფიზიკა XX საუკუნის დასაწყინში[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

XX საუკუნის 20_იან წლებში ჰეტრსპრუნგ–რუსელის დიაგრამა კვლავ გამოიყენებოდა ვარსკვლავების და მათი ევოლუციის კლასიფიცირება, არტურ ედინგტონმა აღმოაჩინა რომ ბირთვული შერწყმა ხორციელდებოდა ვარსკვლავებში, ამ დროს კი ვარსკვლარური ენერგია იყო სრული იდუმალება, ედინგტონმა ზუსტად გამოთვალა თუ წყალბადის რა მასა ერწყმებოდა ჰელიუმს, ამ დროს თავისუფლდება კოლოსალული რაოდენობის ენერგია რომელიც ალბერტ ეინშტეინის E = mc2 ტოლობით დადგინდა. ეს იყო პრაქტიკულად შეუძლებელი გამოკვლევა თერმობირთვული ენერგიის აღმოჩენამდე, და მაინც ვარსკვლავები შეიცავენ წყალბადის ისეთ რაოდენობას რომელიც ჯერ არსად არ აღმოჩენილა.

სესილია გაპოსჩკინის კვლევა და მისი დესერტაცია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

1925 წელს სესილის ელენა პაინმა (შემდგომში სესილია პაინ-გაპოსჩკინი) დაწერა სადოქტორო დესერტაცია რადკლიფის კოლეჯში რომელშიც მან აღიარა იონიზაციის თეორია რომ ვარსკვლავურ არმოსფეროში სპექტრალური მინები დაკავშირებულია ვარსკვლავთა ტემპერატურასთან, ყველაზე მეტად კი აღსანიშნავია ის რომ მან დაადგინა რომ წყალბადი და ჰელიუმი ვარსკვვლავის პრინციპული შემადგენელი ნივთიერებებია. ეს იმდენად მოულოდნელი აღმოჩენა იყო რომ სესილიას მოთხოვეს ეს ნაწილი ამოეშალა თავისი დესერტაციიდან, მაგრამ სულ მალე მისი დაკვირვებები და არმოჩენები ცდებით დამტკიცდა.

სხვადასხვა გამოსხივებები და ტალღები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სუპერნოვა ამოფრქვევა LMC N 63A გამოსახულია რენტგენული (ლურჯი), ოპტიკური (მწვანე) და რადიო (წითელი) გამოსხივებები

XX საუკუნის მიწურულს ასტრონომიული სპექტრების კვლევა გადავიდა გამოსხივებების და ტალღების კვლევებზე როგორიცაა: ოპტიქური, რენტგენური და გამა გამოსხივებები. XXI საუკუნეში ეს დარგი გაიზარდა გრავიტაციული ტალღები კვლევების საფუძველზე.

დაკვირვებითი ასტროფიზიკა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

დაკვირვებითი ასტრონომია არის ასტრონომიული მეცნიერება, ის მოიცავს ჩაწერილ მოცემებს. თეორიულ ასტროფიზიკასთან კონსტრანტში, რომელიც მოიცავს გაზომნვადი შედეგის ფიზიკური მოდელის აღმოჩენას. ის ციურ სცხეულებზე ტელესკოპით და სხვა ახვა აპარეტებით დაკვირბების პრაქტიკაა.

დაკვირვებითი ასტროფიზიკის ძირითადი დაკვირვებები ელექტრომაგნიტური სპექტრით ხორციელდება.

  • ოპტიკური ასტრონომია ასტრონომიის ყველაზე ძველი დარგია. ამ დარგში სპეცტროსკოპები ყველაზე მეტად გამოყენებადი ინსტრუმენტია. დედამიწის ატმოსფერო ოპტიკურ ობსერვარტორიებს ხელს უშლის, ამიტომ მაღალი ხარისხის სურათების და გამოსახულებების მისაღებად გამოიყენება კოსმოსური ტელესკოპები და ადაპტირებული ოპტიკები. ტალღის ასეთი სიდიდე განაპირობებს იმას რომ ციური სხეულები უკეთ ჩანან ამიტომ ამითომ იკვეთება მათი ქიმიური სპექტრი და შესაძლებელის ხდება ვარსკვლავების, გალაქტიკების და ნებულის ქიმიური შემადგენლობის დადგენა.
ეს ხაზები გვიჩვენებს სუპერნოვა აფეთქების დროს მატერიის გარტყოცნის მიმართულებას და წარმოდგენას გვიქმნის პულსარების ჩამოყალიბებაზე

თეორიული ასტროფიზიკა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

თეორიული ასტროფიზიკა იყენბს ხელსაწყოების ფართო ვარიაციებს მაგალითად ანალიტიკური მოდელი (ვარკვლავის თვისებების დასადგენად) და კომპიუტერული სიმულაცია, თვითოეულ მადგანს გააჩნია საკუთარი დადებითი და უარყოფითი. ასნალიტიკური მოდელით შესაძლებელია ვარსკვლავის ზედაპირის შესწავლა ხოლო კომპიუტერული სიმულაცია გამოიყენება ვარსკვლავის შიგნიდან შესასწავლად და იმის გასაგებათ თუ რა ხდება მის გულში. თეორიტიკოსები ასტროფიზიკაში ცდილობენ რომ შექმნან სახვადასხვა ციური სხეულების კომპიუტერული მოდელები (სიმულაციები) და ისე დააკვირდნენ მას. ეს დამკვირვებლებს ეხმარება რომ მიიღონ მონაცემები სხეულების შესახებ და შემდეგ მათი პრაქტიკული შესწავლის გზები აირჩიონ.

თეორიტიკოსები ასევე ცდილობენ რომ შეცვალონ სიმულირებული სხეულები ახალი მონაცემების მიღების მიზნით. ამრიგად თეორიტიკოსების მთავარი მიზანია რაც შეიძლება ნაკლები ცვლილების კაკეთება მონაცემების რეალობასთან მორგების მიზნით, რადგან ბევრი ცვლილების გაკეთება მათ მოდელების მიტოვებისაკენ უბიძგებს.

თეორიული ასტროფიზიკა სეისწავლის: სტერალურ დინამიკას და ევოლუციას; გალაქტიკის ფორმაციას და ევოლუციას; მაგნეტოჰიდროდინამიკას; მატერიის დიდი სტრუქტურებს სამყაროში; კოსმოსური რადიაციის წარმოშობას; ზოგად ფარდობითობის თეორიას და ფიზიკურ კოსმოლოგიას, სიმებიანი კოსმოლოგიის და ასტრონაწილაკური ფიზიკის ჩათვლით. ასტროფიზიკური ფარდობითობა ემსახურება შავი ხვრელების და გრავიტაციული ტალთღების შესწავლას.

ზოგ ზოგადად აღიარებულ თეორიებს შეისწავლის თეორიული ასტროფიზიკა, ესენია დიდი აფეთქებია, კოსმოსური ინფლექცია, შავი მატერია, შავი ენერგია და ფიზიკის ფუნდამენტური თეორიები. ხოლო ჭიის ხვრელები მიეკუთვნებიან იმ ჰიპოთეზების და თეორიების რიცხვს რომლებიც არავი დაუდასტურებია და არავის აღმოუჩენია მაგრამ არსებობს მათი არსებობის თეორიული შესაძლებლობა.

იხილეთ აგრეთვე[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]