АСТРОНОМИЯ

АСТРОНО́МИЯ

(греч. ἀστρονομία, от ἄστρον – звезда и νόμος – закон) – наука о строении и развитии небесных тел, их систем и Вселенной в целом. В А. изучаются закономерности в движении, строении и развитии Солнца, планет со спутниками, комет, метеоритов, звезд, туманностей, вещества между звездами, а также полей тяготения, излучения и магнитных полей. А. решает вопросы измерения времени и построения календаря, изучает строение и поведение вещества в самых разнообразных условиях, исследует влияние Солнца на сложные физич. процессы на Земле. Методы А. применяются при определении размеров небесных тел и расстояний между ними, для измерения Земли, для расчетов движения искусств. спутников Земли и межпланетных снарядов.

А. являлась до последнего времени наблюдат. наукой, выводы к-рой основаны на сопоставлении практически одноврем., моментальных наблюдений. Поскольку период сознат. наблюдений человечеством небесных светил ничтожно мал по сравнению с промежутками времени, необходимыми для существования изменения этих небесных тел, А. была лишена возможности широко экспериментировать с небесными телами. Создание искусственных небесных тел и осуществление космич. полетов послужили внедрению в астрономич. исследования эксперимент. методов.

В изучении положения небесных тел и связи этих положений с местонахождением наблюдателя и полем тяготения Земли А. граничит с геодезией и геофизикой. Вскрывая законы движения Земли, Луны, планет, спутников, искусственных светил и др. небесных тел в пространстве, А. связана с механикой. Исследуя строение и развитие небесных тел, она тесно связана и с физикой, и с химией. А. бесконечно расширяет опытную базу естествознания, т.к. знакомит со множеством явлений и процессов, еще не воспроизведенных в земных лабораториях. Исследуя общие закономерности распределения и движения небесных тел в самом широком смысле, А. служит одной из основ представлений о пространстве и времени и о законах развития материи. Сведения, даваемые Α., с древнейших времен оказывали значит. влияние на формирование филос. материализма и диалектики. Именно открытия в области А. в эпоху Возрождения (доказательство справедливости гелиоцентрической системы мира, сходство планет между собой) сыграли решающую роль в освобождении науки от влияния религии, а дальнейшие открытия привели к обоснованию идеи о материальном единстве мира.

А. многогранна и включает в себя много разделов. Астрометрия изучает методы определения координат и собств. движений небесных светил, установления системы астрономия, постоянных, определения география, координат и азимутов на земной поверхности и измерения времени. Математич. теория определения видимого расположения и движения небесных светил и способы перехода к истинному расположению, теория определения времени, география, координат и азимутов на земной поверхности разрабатываются в сферич. Α., являющейся частью астрометрии. Небесная механика исследует поступат. движения небесных тел под действием сил притяжения и отталкивания, а также изучает фигуры небесных тел и их вращат. движения. Астрофизика изучает физич. состояние и химич. состав небесных тел и межзвездного вещества в их взаимодействии с полями тяготения, излучения и магнитными полями. Методы фотографирования небесных тел (астрофотография) и методы изучения их спектров (астроспектроскопия) составляют предмет практич. астрофизики. Исследование процессов, происходящих в атмосферах Солнца и звезд, в туманностях и в межзвездной среде, исследование внутреннего строения небесных тел являются задачами теоретич. астрофизики. Изучение небесных тел в диапазоне радиочастот ведется в новом разделе А. – радиоастрономии. Исследование общих законов строения, динамики и развития звездных систем, основанное на изучении характеристик множества звезд и туманностей и на сравнительном анализе особенностей небесных тел в различных звездных системах, составляет предмет звездной А. Космогония исследует вопросы происхождения и развития небесных тел и их систем. Наконец, изучение бесконечной Вселенной как связного, единого целого и всей охваченной наблюдениями области как части Вселенной составляет предмет космологии.

А. является одной из древнейших наук, возникших из непосредств. потребностей материальной жизни общества. Два осн. производства древнего общества – скотоводство и земледелие, – связанные с годовым циклом погоды, требовали ведения счета времени. Смена дня и ночи, смена фаз Луны и смена времен года были осн. явлениями, к-рые легли в основу календарей. В их создании большая роль принадлежит древним земледельч. странам: Китаю, Индии, Египту и Вавилону, в экономике к-рых значит. роль играли великие реки с годовым режимом.

Уже в 6 в. до н.э. нек-рые народы Древнего Востока обладали развитыми астрономич. знаниями. В Древнем Китае и Вавилоне, кроме осн. единиц времени, были известны наклон экватора к эклиптике и период повторяемости солнечных и лунных затмений. В Древней Греции, а несколько позднее и в Китае уже существовало учение о шарообразности Земли. В 4 в. до н.э. в Китае был составлен первый каталог звезд. В этом же веке Аристотель создал общую систему строения мира, в к-рой центр. место было отведено Земле. В антич. эпоху А. была нераздельной частью философии, что определило своеобразие ее развития. Стремление к обобщениям исключало увлечение одними наблюдениями, но господство умозрит. обобщений, в свою очередь, приводило к подгону фактов под ту или иную гипотетич. схему. Характерно, что прогрессивное учение Аристарха Самосского (3 в. до н.э.) о гелиоцентрич. системе мира, подорвавшее мифологич. представления древних греков, было осуждено в Афинах, а сам Аристарх подвергся гонениям. В 3 в. до н.э. Эратосфен определил размеры Земли. Во 2 в. до н.э. Гиппарх разработал теорию движения планет, считая Землю неподвижно покоящейся в центре мира. Он составил каталог 1022 звезд, определил расстояние до Луны, открыл перемещение точки весеннего равноденствия. Работы Гиппарха изложены в дошедшем до нас соч. Птолемея "Альмагест" (2 в. н.э.). Система мира Аристотеля – Птолемея, носящая метафизич. характер, была общепринятой системой вплоть до сер. 16 в.

В ср. века А. развивалась в основном в странах Ближнего и Ср. Востока, в Индии и Китае. В 9 в. аль-Мамун путем измерений в окрестностях Багдада определил размеры Земли. В 11 в. хорезмиец Бируни высказал идею о возможности движения Земли. В 13 в. Насирэддин в Юж. Азербайджане создал обсерваторию и составил новые таблицы движения планет. В этом же веке была построена обсерватория в Пекине. В 15 в. Улугбек в Самарканде построил обсерваторию, оборудованную огромным секстантом, составил каталог 1019 звезд и таблицы движения планет.

Новые требования к Α., возникшие в связи с развитием торговли и мореплавания и зарождением промышленности, способствовали освобождению науки от влияния религии и привели к ряду революц. открытий. В 1543 вышло в свет знаменитое произведение Коперника "Об обращениях небесных сфер", в к-ром он опроверг учение о неподвижном и центр. положении Земли и дал относительно правильную картину строения солнечной системы. Опираясь на открытие Коперника, Бруно учил о бесконечности Вселенной и бесчисленности обитаемых миров. Результаты первых астрономич. наблюдений с помощью телескопа, выполненных Галилеем в 1610, послужили неопровержимой аргументацией в пользу учения Коперника. Католич. церковь сожгла Бруно на костре и организовала процесс против Галилея. Но именно в это же время Кеплер открывает закономерности в движении планет и формулирует три известных закона, определяющих движение планет. В конце 17 в. Ньютон открыл закон всемирного тяготения, в результате применения к-рого к изучению движения тел солнечной системы были достигнуты в 18 и 19 вв. успехи, сделавшие небесную механику одной из наиболее точных наук.

Все эти открытия послужили твердым фундаментом естествознания в развернувшейся острой борьбе против схоластики и аристотелизма, упорно придерживавшихся геоцентризма. Успехи А. в значит. степени способствовали широкому распространению механич. и метафизич. материализма 17 и 18 вв.

Необходимость обеспечения мореплавания и картографирования привела в конце 17 и начале 18 вв. к учреждению гос. обсерваторий во Франции, Англии, России, а затем и в др. странах. Применение телескопов повысило точность наблюдений. В конце 17 в. впервые было определено правильное значение расстояния Земли от Солнца.

В 1675 Рёмер определил скорость света. В 1718 Э. Галлей обнаружил собств. движения звезд. В 1725–28 Дж. Брадлей открыл и объяснил явление аберрации света. В 1761 Ломоносов обнаружил атмосферу Венеры. В 1755 Кант и в 1796 Лаплас создали впервые научно обоснованные гипотезы происхождения солнечной системы. Создание этих первых науч. гипотез происхождения небесных тел сыграло выдающуюся роль в становлении правильных историч. взглядов на материю, вечно развивающуюся и изменяющуюся. В конце 18 в. Гершель обнаружил движение Солнца относительно звезд, открыл орбитальное движение у двойных звезд и высказал на основе подсчетов числа звезд правильные идеи о строении Млечного Пути. В 1835–40 Струве в России, Бессель в Германии и Гендерсон в Юж. Африке впервые уверенно определили расстояния до звезд. В 1846 после теоретич. исследований Леверье и Адамса, основанных на анализе неправильностей движения планеты Уран, была открыта новая большая планета Нептун. В 1847 Струве выявил правильную картину строения звездного мира в окрестностях Солнца и впервые доказал существование поглощения света в межзвездном пространстве и произвел его количеств. оценку. В 1859 Ковальский разработал методы анализа звездных движений и математич. теорию вращения звездной системы (Галактики) вокруг центра массы. Ряд важных работ по изучению природы комет выполнил во 2-й половине 19 века Бредихин.

К сер. 19 в. относится начало систематич. исследований физич. природы небесных тел, основанных на применении быстро развивавшихся методов эксперимент. физики. В работах Цераского в России и Пикеринга в США получили особое развитие исследования по определению блеска звезд. К 60-м гг. относится начало применения спектр. анализа к изучению небесных тел. Получившее широкое распространение в конце 19 в. применение фотографии в А. совместно с методами спектр. анализа и фотометрии определили направление развития А. вплоть до сер. 20 в., когда начали широко применяться совершенно новые методы исследования: радиофизика, телевидение и электроника. Во 2-й пол. 19 в. были созданы каталоги точных положений неск. сотен тысяч звезд, предпринято фотографирование и каталогизирование неск. миллионов звезд. Путем сравнения точных положений и измерения фотографий, разделенных десятками лет, были определены собств. движения мн. тысяч звезд. На основе принципа Доплера были измерены скорости движения по лучу зрения неск. тысяч звезд. Изучение этих движений привело к доказательству вращения Галактики и открытию закономерностей этого вращения (1927). Измерения блеска (звездных величин) и цвета мн. тысяч звезд в разных частях неба позволили определить поглощение света в разных направлениях и сделать количественно правильные выводы о структуре и размерах Галактики (1930–40). Измерение двойных звезд дало возможность определить массы компонентов, а изучение затменно-двойных звезд – массы, линейные размеры, плотности и температуры компонентов. Исследование закономерностей в изменении блеска переменных звезд привело к открытию зависимости между длиной периода изменения блеска и светимостью, давшей возможность определить расстояния путем измерения видимого блеска переменных звезд (1908–52).

Благодаря достижениям атомной физики появилась возможность развития теоретич. астрофизики; были построены теории звездных атмосфер; исследованы грандиозные процессы, происходящие в атмосферах Солнца и звезд и в разреженных газовых туманностях.

Большие успехи были достигнуты в астрометрии. Применение новых методов значительно повысило точность астрометрич. измерений. Открытие радиосвязи дало новые возможности в определении времени. Применение новых физич. принципов (пьезоэлектрич. свойства кристаллов, вибрации молекул и атомов нек-рых веществ) позволили сконструировать часы столь высокой точности, что оказалось возможным обнаруживать неравномерности вращения Земли. Еще в конце 19 в. было замечено изменение широт, вызванное небольшими (порядка десятка метров) перемещениями Земли относительно ее оси вращения.

Применение счетно-аналитич. машин, а в последние годы быстродействующих электронных машин дало возможность заново построить теории движения планет, опираясь на все накопленные человечеством наблюдения и учитывая возмущающее воздействие планет друг на друга. Много принципиально новых открытий было сделано с помощью гигантских телескопов, построенных гл. обр. в США (1916–52).

Кризис естествознания, связанный с открытиями в физике на рубеже 19 и 20 вв., нашел отражение и в Α., поскольку были обнаружены новые факты, не соответствующие классич. представлениям. Одним из таких фактов является видимое "разбегание" галактик от нас со скоростями, прямо пропорциональными расстояниям. Это явление дало возможность идеалистам, опираясь на умышленно ограниченно трактуемую общую относительности теорию, построить космологич. теории конечности Вселенной во времени и в пространстве, теории "рождения материи из ничего" и т.д. Борьба материализма и идеализма в А. приняла новые, утонченные формы. Наблюдаемое расширение никак не может служить доводом в пользу "рождения" Вселенной и всех звезд в определенный момент. Большое число новых факторов позволило по-новому решать вопросы происхождения небесных тел. Важные работы в этой области выполнили Фесенков, Шмидт, Койпер, Альфвен и др. Исследования последних лет доказали, что процессы звездообразования непрерывно продолжаются, что наряду со старыми звездами имеются молодые, только что сформировавшиеся (Амбарцумян и др.). Наметились пути понимания связи между звездами, газовыми туманностями и магнитными полями (сов. астроном Г. А. Шайн и др.). Последние годы развития А. характеризуются все большим применением методов физики к изучению небесных тел и явлений (использование фотоэффекта, электронно-оптич. преобразователи и др.). Большие успехи достигнуты в области оптики и конструкции телескопов. Предложены новые оптич. системы, практически лишенные недостатков прежних систем (телескопы системы Шмидта и Максутова).

Большое развитие А. получила в СССР, где разнообразные науч. исследования в различных областях А. ведутся на оснащенных новейшей астрономич. техникой старых обсерваториях, а также на вновь организованных обсерваториях. Полностью восстановлена и значительно расширена разрушенная во время Великой Отечественной войны 1941–45 Главная астрономич. обсерватория АН СССР в Пулкове. Построена новая Крымская астрофизич. обсерватория АН СССР в Бахчисарайском районе. Построены обсерватории в Грузии (Абастумани), Армении (Бюракан), Казахстане (Алма-Ата) и ряде других мест. Значительно расширены астрономич. ин-т им. Штернберга при Московском ун-те и Ин-т теоретич. астрономии АН СССР в Ленинграде. Начато и успешно развивается строительство больших телескопов и радиотелескопов. Революц. значение в развитии А. вообще и советской А. в частности имело осуществление в СССР 4 окт. 1957 запуска первого в мире искусственного спутника Земли, создание 2 янв. 1959 первой космич. ракеты, превратившейся в первую искусственную малую планету, и достижение 14 сент. 1959 второй космич. ракетой поверхности Луны, запуск 4 октября 1959 третьей космич. ракеты, с помощью к-рой сфотографирована невидимая с Земли сторона Луны, а также запуск 15 мая 1960 космич. корабля на орбиту спутника Земли. О новом беспримерном науч. подвиге сов. ученых свидетельствует запуск (19 авг. 1960) и возвращение на Землю (20 авг. 1960) сов. космич. корабля с подопытными животными. Впервые человечество получило возможность изучать другие небесные тела не только путем исследования их света, но и непосредственно измерениями их магнитных полей, радиоактивности и т.д. Впервые удалось изучить космич. лучи в их чистом, не искаженном Землей виде, определить плотность и состав газа в межпланетном пространстве и т.д. В течение последних лет в СССР проводятся научно-исследовательские и опытно-конструктивные работы по подготовке полета человека в космич. пространство. Очевидно, что в этом направлении сов. А. добьется принципиальных успехов. Сов. астрономич. наука развивается на методологич. основе диалектич. материализма. Для сов. астрономич. науки характерна критич. оценка как наблюдат. материала, так и всевозможных выводов, связанных с интерпретацией этих наблюдений. В связи с многогранностью методов А. и огромным количеством объектов исследования особенно большое значение в А. приобретает междунар. сотрудничество. В 1935 Академия наук СССР вступила в Международный астрономический союз, в к-ром поддерживает принципы широкого научного сотрудничества в решении задач, требующих участия астрономов различных стран. В августе 1958 в Москве, по приглашению Академии наук СССР, состоялся 10-й съезд Междунар. астрономич. союза. Этот съезд, привлекший более 1200 участников из 35 стран, продемонстрировал большие достижения астрономич. мысли и показал стремление сов. ученых к науч. сотрудничеству с учеными всего мира. Международные центры по изучению переменных звезд и вычислению движений малых планет находятся соответственно в Москве, Одессе и Ленинграде. СССР возглавляет работу по созданию новой фундаментальной системы положений звезд. В СССР сосредоточиваются астрономич. наблюдения сов. искусственных спутников Земли, получаемые как на специальных станциях, организованных Академией наук СССР и науч. учреждениями стран социалистич. лагеря, так и науч. учреждениями нек-рых капиталистич. стран. Лит.: Блажко С. Н., Курс общей астрономии, М.–Л., 1947; Воронцов-Вельяминов Б. Α., Очерки о Вселенной, 3 изд., М., 1955; его же, Очерки истории астрономии в России, М., 1956; Фесенков В. Г., Современные представления о Вселенной, М.–Л., 1949; Берри Α., Краткая история астрономии, пер с англ., 2 изд., М.–Л., 1946; Лаберенн П., Происхождение миров, пер. с франц., М., 1957; Астрономия в СССР за тридцать лет, 1917–1947. Сб. статей. Под редакцией М. С. Зверева [и др.], М.–Л., 1948; Шмидт О. Ю., Четыре лекции о теории происхождения Земли, 2 изд., М.–Л., 1950.

Б. Кукаркин. Москва.

Философская Энциклопедия. В 5-х т. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Ф. В. Константинова. 1960—1970.