یافته های بسیار قدیمی مربوط به هزاران سال پیش می گویند که اختر شناسی و نجوم از آغاز زندگی بشر به شکلی هوشمند شروع شده است. شناخت انسان های اولیه از گیتی و ستارگان بدون ابزارهای پیشرفته تکوین یافت. اما همین اندازه شناخت به وی آموخت که نظم و ترتیب خاصی در میان ستارگان و کواکب و گردش آنها برقرار است. پی آمد این شناخت انتساب بعضی احکام به ستارگان و کواکب و گردش آنها بود. انسانها به تدریج پنداشتند که بعضی از ستارگان و صور فلکی برحسب موقعیت شان در آسمان تاثیر خاصی در زندگی بشر می گذارند.

به طور کلی ترس و یا شگفتی هر چیز انسان را به مطالعه، تجزیه و تحلیل و تولید علم مجبور می کند. و بر طبق این موضوع بشریت تلاشی برای حل اسرار آسمان نموده و علم نجوم را پدید آورده است. هر زمان که کلمه های نجوم و اخترشناسی به زبان می آید مردم را اغلب به یاد خیره شدن به آسمان شب، این طبیعت فراموش شده وعکس های بسیار زیبایی که توسط تلسکوپ ها  گرفته شده می اندازد. در صورتی  که حقیقت بسیار پیشرفته تر از این حرف هاست. از زمانی که انسان از وجود جهان پیرامون خود آگاهی یافته است آسمان را با ترس و شگفتی نگریسته و آن را منبع جذبه ای پایدار و افسون کننده دانسته است.

ستاره شناسی و یا اخترشناسی، در گروه علومی قرار دارد که با توضیح و مشاهده ی وقایعی که در خارج از زمین و جو آن رخ می‌ دهد درگیر است. این علم منشا پیدایش و خواص فیزیکی و شیمیائی اشیائی که قابل مشاهده در آسمان بوده (و خارج زمین قرار دارند) و همینطور فرآیندهای منتجه از آنها را مطالعه می‌ کند. در طی قسمتی از قرن بیستم، ستاره شناسی به سه شاخه تقسیم شده بود: محاسبات نجومی، مکانیک آسمانی و فیزیک نجومی. حالات برجسته متداول فیزیک نجومی در نام گذاری گروه های آموزشی دانشگاهی و موسسات درگیر با تحقیقات نجومی متجلی می ‌شود.

ستاره شناسی جز علومی است که بر خلاف دیگر علوم غیر حرفه ای ها هنوز در آن نقش زیادی دارند و بسیار فعال هستند، علی الخصوص در مشاهده و یا کشف کردن حوادث زودگذر. ستاره شناسی نباید با طالع بینی، شبه علمی که با پیگرد مسیر اجرام آسمانی، مبادرت به پیشگویی سرنوشت افراد می‌ نماید اشتباه شود. این دو اگر چه در ریشه مشترک هستند، اما کاملا متفاوت اند؛ ستاره شناسان روش علمی را پذیرفته ‌اند، در حالی که طالع بین ها این طور نیستند. با ما در ادامه همراه باشید تا با این علم بیشتر آشنا شویم.

تقسیمات ستاره شناسی

علم ستاره شناسی همانند سایر علوم به چند دسته و گرایش تقسیم می شود. دسته بندی نخستین بین ستاره شناسی نظری و ستاره شناسی شهودی است. افرادی که نقششان مشاهده است و به آن ها مشاهده گر می گوییم روش های متفاوتی را برای جمع آوری اطلاعات درباره حوادث به کار می ‌برند، اطلاعاتی که بعدا توسط نظریه پردازان برای ایجاد تئوری ها و مدل هایی، به جهت شرح مشاهدات و پیش بینی حوادث جدید به کار می ‌رود. حوزه‌ های مطالعه همچنین به دو طریق دیگر تقسیم بندی می ‌شوند: موضوعی، که معمولا به منطقه فضا (مثلا ستاره شناسی کهکشانی) یا مسائل اشاره شده (مانند تشکیل ستاره یا کیهان شناسی) بستگی دارد؛ یا به روش مورد استفاده برای گرد آوری اطلاعات (به طور مبنائی، چه ناحیه‌ ای از طیف الکترومغناطیس استفاده می‌ شود).

اخترشناسی چیست؟

اخترشناسی علم جدیدی نیست که به تازگی کشف شده باشد و یکی از قدیمی ترین علوم است. ستاره شناسان در تمدن های اولیه بشری به دقت آسمان شب را بررسی می کردند و ابزارهای ساده ستاره شناسی از همان ابتدا شناخته شده بودند. با اختراع تلسکوپ، تحولی عظیم در این رشته ایجاد شد و دوران ستاره شناسی جدید آغاز گردید.این رشته با رشته هایی از قبیل فیزیک، شیمی و فیزیک حرکت، رابطه ی بسیار نزدیکی دارد و از طرفی می توان گفت که با رشته فضاشناسی فیزیکی (پیدایش و تکامل جهان) ارتباط تنگاتنگی دارد. در تعاریفی که برای اختر شناسی ثبت شده است این چنین آمده که اختر شناسی علم اشیاء سماوی (مانند ستارگان، سیارات، ستاره‏های دنباله‏دار‎، کهکشان ها و پدیده‏هایی است که منشاء آنها در خارج از جو زمین است (مانند پدیده شفق قطبی (Aurora) و تشعشعات پس زمینه ای فضا).

گرایش های علم اخترشناسی چه گرایش هایی است؟

این علم فقط محدود و محصور به یک گرایش نمی شود و در ادامه توضیح خواهیم داد که چه گرایش هایی دارد. در قرن 20، رشته اخترشناسی به دو رشته اخترشناسی شهودی و فیزیک کیهان نظری تبدیل شد. در اخترشناسی شهودی به دنبال جمع آوری داده ها و پردازش آنها و همچنین ساخت و نگهداری ابزارهای اخترشناسی هستیم. در فیزیک کیهان نظری به دنبال کسب اطمینان از صحت نتایج به دست آمده از مدل های تحلیلی و تحلیل های کامپیوتری هستیم. این دو رشته در کنار یکدیگر رشته های کامل را ایجاد می کنند که اخترشناسی نظری نام دارد و به دنبال توصیف یافته های شهودی است. با استفاده از یافته های اخترشناسی می توان نظریه های بنیادین فیزیک مانند نظریه نسبیت عام را آزمایش کرد.

نقش اخترشناسانی که در این علم آماتور هستند:

همان طور که در بخش های بالایی نیز گفته شد، بر خلاف دیگر رشته ها که همیشه و همه جا نیروهای قدیمی و پر از سابقه حرف اول را می زنند اخترشناسی یکی از رشته های خاصی است که در آن افراد آماتور نقشی بسیار فعال دارند و مخصوصاً در کشف و مشاهده پدیده های گذرا و محلی امیدوارکننده ظاهر شده اند. در حقیقت باید گفت که در طول تاریخ، اخترشناسان آماتور در کشف های بسیار زیاد و مهم ستاره شناسی نقش داشته اند.

آیا علم ستاره شناسی مدرن همان طالع بینی است؟

حال شاید برای شما این سوال پیش بی آید که آیا ستاره شناسی و یا اخترشناسی همان علومی که می توان با استفاده از آن طالع هر کسی را دید؟ علم ستاره شناسی مدرن را نباید با علم احکام نجوم (طالع بینی) مقایسه کنید چرا که در طالع بینی اعتقاد بر آن است که امور انسان ها با موقعیت اشیاء سماوی در ارتباط است. اگرچه اخترشناسی و طالع بینی دو رشته ای هستند که منشأ یکسانی دارند اما اغلب متفکران بر این باورند که این دو رشته از هم جدا شده اند وتفاوت های بسیاری بین آنها وجود دارد

تاریخچه نجوم و اخترشناسی

گفتنی است که در نقطه ی آغاز، اخترشناسی فقط و فقط مشاهده و پیش بینی حرکت اجرام سماوی با چشم غیرمسلح بود. در برخی نقاط مانند استون‏هنج، تمدن های اولیه اشیاء زیادی ساخته بودند که به نظر می آید با اهداف اخترشناسی ساخته شده بودند. این مشاهدات علاوه بر جنبه تشریفاتی شان، در پیش بینی زمان تغییر فصل ها کاربرد فراوانی داشت. پیش بینی فصول برای کاشت محصولات و بررسی طول سال اهمیت زیادی داشت.

زمانی که تمدن های بابل، مصر باستان، یونان باستان، هند و چین، ایجاد شدند مشاهدات زیادی در رابطه با این علم جمع آوری گردید و ایده هایی در رابطه با اساس پیدایش کیهان و طبیعت آن ارائه شد. همچنین، نظریاتی در مورد حرکت سیاره ها، خورشید، ماه و زمین براساس علم فلسفه مطرح شد. از میان این نظریه ها می توان به حدس هایی در مورد طبیعت کروی زمین و ماه و حرکت و چرخش کره زمین در آسمان اشاره کرد. قبل از اختراع تلسکوپ، کشف های اخترشناسی مهمی رخ داد که برخی از آنها عبارت‌اند از: تمایل محوری یا کج بودن حالت گرفتگی در 1000 سال پیش از میلاد مسیح توسط چینی ها مطرح شد.

بابلی ها و آشوری ها پس از بررسی ها و مطالعات به این نتیجه رسیدند که که کسوف یا خسوف (خورشید گرفتگی و یا ماه گرفتگی) در یک دایره با نام دایره ساروس تکرار می شود. ۲۰۰ سال قبل از میلاد، هیپارکوس ابعاد ماه و فاصله آن از زمین را تخمین زد. در طی قرون وسطی، اخترشناسی شهودی در اروپای قرون وسطی تا قرن ۱۳ به ندرت دیده می شد. با این وجود، اخترشناسی شهودی در امپراتوری ایران و دیگر ممالک اسلام به اوج خود رسید. ستاره شناسان مسلمان بسیاری از ستارگان را نام گذاری کردند که امروزه هنوز از این نام ها استفاده می شود.

سیر تحولی و رشد اخترشناسی

دراین بخش قصد داریم از تاریخچه و بدو شروع این علم فاصله بگیریم و بررسی کنیم که این علم بسیار مهم چه سیری را طی کرده است؟ با گسترش روزافزون علم و ساخت تلسکوپ‌های دقیق، دانشمندان، در اندازه‌گیری ابعاد جهان روز به روز به نتایج جدیدتری نائل می‌شدند. با ساخته شدن و گسترش این وسایل اندازه‌گیری، دید بشر نسبت به جهان نیز تغییر یافت. مثلاً با چشم غیرمسلح (برهنه) تقریباً می‌توانیم در حدود ۶ هزار ستاره را ببینیم، اما اختراع تلسکوپ ناگهان آشکار کرد که این فقط جزیی از جهان است.

همان طور که هر روز صنعت تولید لوازم دقیق اندازه‌ گیری پیشرفت می کرد، دانش نیز نسبت به جهان هستی، گسترش می یافت، ولی همچنان نظریه ‌های گوناگونی به واسطه ی دانشمندان ارائه می ‌گردد. از جمله دانشمندانی که نسبت به ارایه این نظریه‌ها اقدام کردند می ‌توان به ویلیام هرشل  (Wiliam Herschel)، ستاره‌ شناس آلمانی ‌تبار انگلیسی، یاکوبوس کورنلیس کاپیتن  (Jacobus cornelis kapteyn)، اخترشناس هلندی، شارل مسیه (Charles  Messier)  و ادوین هابل (Edwin Hubble) و … اشاره کرد. پایان جهان کجاست؟ سرانجام بعد از تحقیقات گسترده توسط پیچیده‌ترین تلسکوپ‌ها، دانشمندان دریافتند که:

جدای از کهکشانی که ما در روی آن زندگی می کنیم و حق حیات داریم، کهکشان های دیگری نیز وجود دارد؛ کهکشان هایی وجود دارند که جرم آنها بیشتر از کهکشان ماست. بر اساس مقیاس جدید فاصله ‌ها، سن زمین حد اقل ۵ میلیارد سال است و این حد با حدسیات زمین شناسان در مورد سن زمین مطابقت دارد.

از طرفی تلسکوپ ‌های به روز حضور خوشه‌ های کهکشانی ای را نمایان می کند؛ کهکشان ما نیز ظاهراً بخشی از یک خوشه بومی است که عبارت اند از ابرهای ماژلان، کهکشان امرأه المسلسله و سه‌ ها، کهکشان کوچک نزدیک آن و چند کهکشان کوچک دیگر هست که روی هم رفته نوزده عضو را تشکیل می ‌دهند.

کمی ترسناک به نظر می رسد اینکه بفهمیم جهان پایانی ندارد، براساس گفته های منجمین در صورتی که کهکشان ها خوشه‌ ها را و خوشه ‌ها نیز خوشه‌ های بزرگتری را تشکیل می ‌دهند، آیا می ‌توان گفت که جهان و به تبع آن فضا، تا بینهایت گسترده شده است؟ یا اینکه چرا برای جهان و چه برای فضا انتهایی وجود ندارد؟ در هر حال، دانشمندان با وجود اینکه با تخمین می‌توانند تا فاصله 9 میلیارد سال نوری، چیزهایی را تشخیص دهند، ولی هنوز هم نشانه ‌ای از پایان جهان پیدا نکرده‌ اند.

مشاهدات اخترشناسی

در حال حاضر برای سنجش موقعیت و جا به جا شدن اجرام آسمانی روش هایی وجود دارد که به آسانی می توان همه چیز را مشخص کرد و اخترشناسی نوین تاکید زیادی بر مشاهده و درک طبیعت فیزیکی اجرام سماوی دارد. اما در گذشته های دور در بابل و یونان باستان، اخترشناسی بیشتر اخترسنجی بود و موقعیت ستاره ها و سیاره ها در آسمان مورد توجه زیادی قرار داشت. بعدها، تلاش های اخترشناسانی چون آیزاک نیوتن و یوهانس کپلر علم مکانیک سماوی را پدید آورد و اخترسنجی بر پیش بینی حرکت آن دسته از اجرام سماوی که میانشان نیروی جاذبه گرانشی وجود داشت تمرکز یافت. این پیشرفت به طور خاص در مورد منظومه شمسی به کار گرفته شد.

روش های جمع آوری داده های اختر شناسی چگونه است؟

در حال حاضر، آشکارسازهای نوترینو در مشاهده نوترینوهای خورشید و نوترینوهایی که ازسوپرنواها ساطع می شوند کاربرد زیادی دارند. در این علم، اطلاعات موجود طبق شناخت و تحلیل نور و تشعشات الکترومغناطیسی مختلف دیگر به دست می آید. انواع دیگر پرتوهای کیهانی نیز مورد بررسی قرار می گیرند و تحقیقاتی در حال انجام است تا در آینده نزدیک بتوانیم امواج جاذبه گرانشی را شناسایی و تحلیل کنیم. طیف الکترومغناطیسی می تواند اطلاعات زیادی راجع به اخترشناسی را در اختیارمان قرار دهد. در بخش هایی از طیف که فرکانس اندک است، اخترشناسی رادیویی، ساطع شدن امواجی با طول موجهای میلی متری و دکامتری را کشف می کند. گیرنده های رادیو تلسکوپی همانند گیرنده های رادیویی معمولی هستند اما حساسیت بسیار زیادی دارد. مایکرویوها بخش میلی متری طیف رادیویی را تشکیل می دهند و در مطالعات تشعشات مایکرویو پس زمینه کیهان کاربرد وسیعی دارند.