دایره المعارف نجومی. معلوم شد که دایره المعارف بزرگ نجوم مجموعه ای از اشتباهات و مزخرفات است. دایره المعارف های کودکان در مورد نجوم

ستاره شناسی

ستاره شناسی (برگرفته از کلمات یونانی باستان "aster, astron" - "ستاره" و "nomos" - "رسم، نهاد، قانون") علمی است که مکان، حرکت، ساختار، منشأ و توسعه اجرام آسمانی را مطالعه می کند. به عبارت دیگر، نجوم علم است.

حتی در زمان های قدیم، مردم به آسمان توجه می کردند، اجرام آسمانی را زیر نظر داشتند و به رابطه بین حرکت اجرام آسمانی و تغییرات دوره ای آب و هوا توجه داشتند. مردم شروع فصول جدید را بر اساس مکان تعیین می کردند و قبایل کوچ نشیناز آنها برای هدایت سفرهای خود استفاده کرد. در نتیجه گاهشماری ثابت، مردم باستان مجبور به ایجاد یک تقویم شدند. شواهدی وجود دارد که مردم ماقبل تاریخاز پدیده های اصلی مرتبط با طلوع و غروب خورشید، ماه و برخی از ستارگان آگاهی داشت. عود دوره ای خسوف های خورشید و ماه از مدت ها قبل شناخته شده است. از باستانی ترین منابع مکتوبتوصیفی از پدیده های نجومی و همچنین طرح های محاسباتی اولیه برای پیش بینی زمان طلوع و غروب خورشید اجرام آسمانی درخشان وجود دارد. نجوم توسط تمدن هایی مانند چینی ها، یونانی ها، مایاها، بابلی ها و هندی ها با موفقیت توسعه یافت. نجوم یونان باستان به موفقیت بزرگی دست یافت. فیثاغورث اولین کسی بود که پیشنهاد کرد که زمین دارد شکل کروی. آریستارخوس ساموسی پیشنهاد کرد که زمین به دور خورشید می چرخد. هیپارخوس در قرن دوم. قبل از میلاد مسیح ه. یکی از اولین کاتالوگ های ستاره را گردآوری کرد. اثر بطلمیوس "Almagest" نظریه هایی را در مورد سیستم زمین مرکزی جهان ارائه می دهد که تقریباً یک و نیم هزار سال است که پذیرفته شده است.

در قرون وسطی، نجوم در کشورهای شرق توسعه یافت. در قرن 15 اولوگ بیک یک رصدخانه در نزدیکی سمرقند (شهری در ازبکستان امروزی) با ابزار دقیق آن زمان ساخت. اولین فهرست ستارگان پس از هیپارخوس در اینجا گردآوری شد. از قرن شانزدهم توسعه ستاره شناسی در اروپا آغاز می شود.

تولد نجوم مدرنبا رد سیستم زمین مرکزی جهان بطلمیوس و جایگزینی آن با سیستم هلیومرکزی نیکلاس کوپرنیک، ایجاد شده در قرن شانزدهم، و همچنین با اختراع اولین تلسکوپ گالیله در جهان مرتبط است. قرن‌های 18-19 برای نجوم دوره‌ای از انباشت اطلاعات و دانش در مورد ماهیت فیزیکی ما و ستارگان، خورشید، سیارات و دیگر اجرام کیهانی بود. ظاهر تلسکوپ های بزرگو اجرا مشاهدات سیستماتیکمنجر به کشف این شد که خورشید بخشی از یک منظومه بزرگ قرصی شکل است که از میلیاردها ستاره تشکیل شده است - یک کهکشان. در آغاز قرن بیستم، ستاره شناسان دریافتند که این منظومه یکی از میلیون ها کهکشان مشابه است. کشف کهکشان های دیگر انگیزه ای برای توسعه ستاره شناسی خارج از کهکشانی شد.

در قرن بیستم، نجوم به دو شاخه اصلی تقسیم شد: نجوم رصدی و نجوم نظری. نجوم رصدی مجموعه ای از داده های رصدی اجرام سماوی است که سپس مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. نجوم نظری بر توسعه مدل‌های کامپیوتری، ریاضی یا تحلیلی برای توصیف اجرام و پدیده‌های نجومی تمرکز دارد. بر روی مشاهدات اجرام آسمانی تمرکز دارد که سپس با استفاده از قوانین اساسی فیزیک مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. این شاخه ها با یکدیگر در ارتباط هستند: نظریه پیشنهاد می کند، مشاهده ثابت می کند. انقلاب علمی و فناوریقرن بیستم تأثیر بسیار زیادی بر توسعه نجوم به طور کلی و به ویژه اخترفیزیک داشت. ایجاد تلسکوپ های نوری و رادیویی با وضوح بالا، استفاده از موشک و ماهواره های مصنوعی زمین برای خارج از جو مشاهدات نجومیمنجر به کشف انواع جدیدی از اجرام کیهانی شد: کهکشان های رادیویی، اختروش ها، تپ اخترها، منابع پرتو ایکس و غیره. پایه های نظریه تکامل ستارگان و کیهان شناسی منظومه شمسی ایجاد شد. دستاورد اخترفیزیک قرن بیستم کیهان شناسی نسبیتی بود - نظریه تکامل جهان به عنوان یک کل.

اطلاعات مربوط به اجرام فضایی از طریق تشخیص و تجزیه و تحلیل نور مرئی و همچنین سایر طیف های مطالعات الکترومغناطیسی در فضا به دست می آید. بر این اساس، مشاهدات نجومی را می توان بر اساس مناطقی از طیف الکترومغناطیسی که در آن اندازه گیری ها انجام می شود، تقسیم کرد. ما می توانیم برخی از اجرام را از زمین مشاهده کنیم، اما چیزهایی وجود دارد که به دلیل جو ما قابل مشاهده نیستند. بنابراین، به منظور نگاه بسیار بیشتر، در فضا، در مدار سیاره ما، ویژه است تلسکوپ های فضایی.

و بنابراین، انواع مشاهدات نجومی به شرح زیر است:

نجوم نوری.

از نظر تاریخی اولین است. تلسکوپ هایی که قادر به دریافت هستند نور مرئی، ابزار هستند از این نوعستاره شناسی. تحقیق در مورد اشیاء مورد مطالعه بر اساس مطالعه طرح های این اشیاء (در دوران باستان) یا استفاده از عکس است.

نجوم مادون قرمز

اجسام فضایی را مطالعه می کند که قادر به انتشار تابش مادون قرمز هستند. تابش مادون قرمز به امواج الکترومغناطیسی با طول موج 0.74 تا 2000 میکرون اطلاق می شود. اگرچه طول موج اشعه مادون قرمزنزدیک به طول موج نور مرئی، تابش مادون قرمز به شدت توسط جو جذب می شود، علاوه بر این، جو زمین دارای تابش مادون قرمز قابل توجهی است. بنابراین، رصدخانه هایی برای مطالعه تابش مادون قرمز باید در مکان های مرتفع و خشک یا در فضا قرار گیرند. طیف مادون قرمز برای مطالعه اجسامی که برای ساطع نور مرئی بیش از حد سرد هستند، مانند سیارات و قرص‌های ستاره‌ای اطراف مفید است. اشعه مادون قرمزمی تواند از میان ابرهای غباری عبور کند که نور مرئی را جذب می کند و امکان رصد ستاره های جوان در ابرهای مولکولی و هسته های کهکشانی را فراهم می کند. برخی از مولکول ها تشعشعات مادون قرمز قدرتمندی ساطع می کنند و می توان از آن برای مطالعه استفاده کرد فرآیندهای شیمیاییدر فضای.

نجوم فرابنفش.

مناسب برای مشاهده دقیق در طول موج های فرابنفش از 10 تا 320 نانومتر . نور در این طول موج ها توسط جو زمین جذب می شود، بنابراین مطالعات این محدوده از اتمسفر بالایی یا از فضا انجام می شود. نجوم فرابنفش برای مطالعه ستارگان داغ (ستاره های UV) مناسب تر است، زیرا بیشتر تابش در این محدوده رخ می دهد. این شامل تحقیق می شود ستاره های آبیدر کهکشان های دیگر و سحابی های سیاره ای، بقایای ابرنواختر، هسته های فعال کهکشانی. با این حال اشعه ماوراء بنفشبه راحتی توسط گرد و غبار بین ستاره ای جذب می شود، بنابراین در طول اندازه گیری ها لازم است برای حضور غبار در محیط فضا محدودیت هایی در نظر گرفته شود.

نجوم رادیویی
نجوم رادیویی مطالعه تابش با طول موج بیشتر از یک میلی متر است. نجوم رادیویی با بسیاری از انواع دیگر مشاهدات نجومی متفاوت است، زیرا امواج رادیویی مورد مطالعه را می‌توان به‌عنوان امواج به‌جای فوتون‌های منفرد مشاهده کرد. بنابراین، می توان هم دامنه و هم فاز یک موج رادیویی را اندازه گیری کرد که انجام این کار در باندهای موج کوتاه چندان آسان نیست. اگرچه برخی از امواج رادیویی توسط اجرام نجومی به عنوان تشعشعات حرارتی ساطع می‌شوند، اما بیشتر گسیل‌های رادیویی مشاهده‌شده از زمین منشأ تابش سنکروترون است که زمانی رخ می‌دهد که الکترون‌ها در میدان مغناطیسی حرکت کنند. در محدوده رادیویی می تواند طیف گسترده ای از اشیاء فضاییبه ویژه ابرنواخترها، گازهای بین ستاره ای، تپ اخترها و هسته های فعال کهکشانی.

نجوم پرتو ایکس.

نجوم پرتو ایکس اجرام نجومی را در محدوده اشعه ایکس. اشیاء معمولاً به دلیل موارد زیر اشعه ایکس ساطع می کنند:
1. مکانیسم سنکروترون.
2. تشعشع حرارتی لایه های نازک گاز گرم شده بالای 10 7 K (کلوین).
3. تشعشعات حرارتی عظیم اجسام گازی، گرمایش بالای 10 7 K.

مشاهدات اشعه ایکس عمدتاً از ایستگاه های مداری، موشک ها یا فضاپیماها انجام می شود. به معروف منابع اشعه ایکسدر فضا عبارتند از: ستارگان دوگانه پرتو ایکس، تپ اخترها، بقایای ابرنواخترها، کهکشان های بیضوی، خوشه های کهکشانی و هسته های فعال کهکشانی.

نجوم پرتو گاما.

پرتوهای گامای نجومی در مطالعات اجرام نجومی با طول موج کوتاه در طیف الکترومغناطیسی ظاهر می شوند. بیشتر منابع پرتو گاما در واقع منابع انفجاری پرتو گاما هستند که فقط پرتوهای گاما را برای مدت زمان کوتاهی از چند میلی ثانیه تا هزار ثانیه قبل از پراکنده شدن در فضا منتشر می کنند. تنها 10 درصد از منابع تابش گاما منابع گذرا نیستند. منابع ثابت پرتو گاما شامل تپ اخترها، ستارگان نوترونی و نامزدهای سیاهچاله در هسته های فعال کهکشانی است.

نجوم. مکانیک آسمانی

یکی از قدیمی ترین زیرشاخه های نجوم، با اندازه گیری موقعیت اجرام سماوی می پردازد. به این شاخه از نجوم، نجوم می گویند. دانش تاریخی دقیق از موقعیت خورشید، ماه، سیارات و ستارگان نقش بسیار مهمی در جهت یابی دارد. اندازه گیری دقیق موقعیت سیارات به درک عمیقی از اختلالات گرانشی منجر شده است و به آنها اجازه می دهد تا در گذشته به طور دقیق تعیین شوند و برای آینده پیش بینی شوند. این شاخه به مکانیک آسمانی معروف است. اکنون ردیابی اجرام نزدیک به زمین، پیش بینی نزدیک شدن به آنها و همچنین برخورد احتمالی اجرام مختلف با زمین را ممکن می سازد.

همچنین، چیزی به عنوان وجود دارد نجوم آماتوری

این نوعی از نجوم است که در آن سهم آماتورها می تواند قابل توجه باشد. به طور کلی، همه ستاره شناسان آماتور اجرام و پدیده های مختلف آسمانی را بیشتر از دانشمندان مشاهده می کنند، اگرچه منابع فنی آنها بسیار کمتر از منابع دولتی است. در نهایت، بیشتر دانشمندان از این محیط آمده اند. اجسام اصلی رصد منجمان آماتور عبارتند از ماه، سیارات، ستارگان، دنباله دارها، بارش شهابی و اجرام مختلف اعماق آسمان، یعنی خوشه های ستاره ای، کهکشان ها و سحابی ها.

یکی از شاخه های نجوم آماتوری، عکاسی نجومی آماتور، شامل ثبت عکاسی از مناطق آسمان شب است. بسیاری از آماتورها مایلند در مشاهده اشیاء خاص، انواع اشیاء یا انواع رویدادهایی که به آنها علاقه دارند تخصص داشته باشند. بیشتر سرگرمی‌ها در طیف مرئی کار می‌کنند، اما تعداد کمی با طول موج‌های خارج از طیف مرئی آزمایش می‌کنند. این شامل استفاده از فیلترهای مادون قرمز در تلسکوپ های معمولی و همچنین استفاده از تلسکوپ های رادیویی است. پیشگام نجوم رادیویی آماتور کارل جانسکی است که در سال 1930 آسمان را در محدوده رادیویی مشاهده کرد. برخی از ستاره شناسان آماتور هم از تلسکوپ های خانگی و هم از تلسکوپ های رادیویی استفاده می کنند که در ابتدا برای مؤسسات نجومی ساخته شده بودند اما اکنون در دسترس علاقمندان هستند.

ستاره شناسان آماتور همچنان به نجوم کمک می کنند. در واقع، این یکی از معدود رشته هایی است که مشارکت آماتورها می تواند قابل توجه باشد. آنها اغلب اندازه‌گیری‌های نقطه‌ای را انجام می‌دهند، که برای شفاف‌سازی مدار سیارات کوچک استفاده می‌شود، آنها همچنین ستاره‌های دنباله‌دار را شناسایی می‌کنند و رصدهای منظمی از ستاره‌های متغیر انجام می‌دهند. و پیشرفت در فناوری دیجیتال به آماتورها اجازه داده است تا پیشرفت چشمگیری در زمینه عکاسی نجومی داشته باشند.

اخترشناسی (از حاد... و یونانی ν?μος - قانون)، علم حرکت، ساختار، منشأ، توسعه اجرام آسمانی، سیستم های آنها و جهان به عنوان یک کل. نجوم یک علم دقیق است که به طور گسترده ای از روش های ریاضی استفاده می کند. ستاره شناسی (بر خلاف فیزیک، شیمی و غیره) بر اساس مشاهدات است، زیرا، به استثنای موارد نادر، آزمایش در نجوم غیرممکن است. این امر اندکی از مطالعه هزاران و میلیون‌ها شیء همگن جلوگیری می‌کند، زیرا خود طبیعت آزمایش‌هایی را انجام می‌دهد، اما مطالعه اشیاء منحصر به فرد را پیچیده می‌کند.

وظایف و بخش های نجوم. ستاره شناسی اجرام منظومه شمسی (خورشید، سیارات، ماهواره ها، سیارک ها، دنباله دارها، حلقه های اطراف سیارات، بارش شهابی و غیره)، منظومه های سیاره ای ستارگان دیگر، ستارگان عادی و منحط، منظومه های ستاره ای، محیط بین ستاره ای (مولکول ها) را مطالعه می کند. و ذرات غبار، ابرهای هیدروژن یونیزه، اتمی و مولکولی، سحابی‌های گاز-غبار، پرتوهای کیهانی)، کهکشان ما و دیگر کهکشان‌ها، اختروش‌ها - حرکت، توزیع آنها در فضا، ماهیت فیزیکی، تعامل، منشاء، توسعه و مرگ. با توجه به منابع اطلاعات اولیه، آنها متمایز می شوند: نجوم نوری، مادون قرمز، ماوراء بنفش، نجوم پرتو ایکس، نجوم رادیویی و نجوم گاما (بسته به محدوده تابش الکترومغناطیسیسقوط اجرام آسمانی در گیرنده ها)؛ نجوم پرتو کیهانی; نجوم نوترینو و نجوم امواج گرانشی. برای اجرام نزدیک منظومه شمسی - نجوم مکان. بر اساس موقعیت رصدخانه ها، نجوم زمینی و فرا جوی (فضایی و استراتوسفری) متمایز می شود. نجوم نوری و نجوم رادیویی می توانند هم زمینی و هم برون جوی باشند، در حالی که در باندهای دیگر اتمسفر زمینعمدتاً مات و فقط مطالعات خارج از جو امکان پذیر است. با توجه به اشیاء مورد مطالعه، آنها هلیوفیزیک (فیزیک خورشید) و سیاره شناسی را به عنوان بخشی از نجوم منظومه شمسی، فیزیک ستارگان و محیط بین ستاره ای، نجوم کهکشانی (ستاره ای) (موضوع مطالعه ما است) تشخیص می دهند. کهکشان) و نجوم برون کهکشانی (جهان کهکشان ها و اختروش ها)، کیهان شناسی (کل جهان قابل مشاهده و توسعه آن در طول زمان). با توجه به ویژگی های مورد مطالعه اجرام، آنها نجوم (موقعیت و سینماتیک اجرام آسمانی)، مکانیک سماوی (دینامیک اجرام سماوی)، اخترفیزیک (فیزیک اجرام سماوی)، کیهان شناسی (منشاء و توسعه اجرام آسمانی و سیستم های آنها) را متمایز می کنند. متعارف ترین تقسیم بندی به نجوم رصدی و نظری است، زیرا نجوم رصدی از نظریه برای ایجاد ابزارهای جدید و پردازش اولیه نتایج رصدی استفاده می کند و نجوم نظری مبتنی بر مشاهدات است. نجوم ارتباط نزدیکی با علوم دیگر، به ویژه ریاضیات، مکانیک، فیزیک و شیمی دارد. نجوم همچنین با ژئوفیزیک، جغرافیای فیزیکی، ژئودزی و گرانش سنجی، زیست شناسی (تأثیر محیط اطراف خورشید بر موجودات زمینی، زندگی در کیهان)، تاریخ (دوره گذاری بر اساس پدیده های نجومی)، قوم نگاری و مطالعات مذهبی (اسطوره شناسی نجومی) مرتبط است.

نجوم پیش تلسکوپی. نجوم در دوران باستان پدید آمد، همانطور که توسط اولین رصدخانه ها (استون هنج و غیره) مشهود است. پیدایش و توسعه نجوم ناشی از تمایل انسان به شناخت طبیعت و جایگاه او در آن، نیازهای عملی و مذهبی بود. روش های نجومی برای تعیین زمان روز، فصول، مختصات جغرافیاییجهت به مشرق یا نقطه نامرئی (مثلاً به مکه). لحظات شروع ماه نو و ماه کامل، اعتدال و انقلاب، خورشید گرفتگی و ماه گرفتگی، سیل نیل و ... پیش بینی شده بود.

بر اساس مشاهدات چند صد ساله در چین، هند، مصر، بین النهرین و یونان، مدت زمان فصول، سال گرمسیری و ماه سینودی با دقت چند دقیقه تعیین شد. در قرن ششم قبل از میلاد، ساروس کشف شد - دوره 18 ساله، 10 روز تکرار خورشید گرفتگی، و در قرن 5 قبل از میلاد - چرخه متونی 19 ساله، که پس از آن مراحل ماه در همان تاریخ ها سقوط می کند. از سال. تقویم های خورشیدی، قمری و قمری ایجاد شد، کروی بودن ماه و زمین ثابت شد و در قرن سوم قبل از میلاد اراتوستن شعاع زمین را اندازه گرفت. دستاوردهای بالانجوم آمریکای پیش از کلمبیا نیز مورد توجه قرار گرفته است.

رصدگران باستانی متوجه بی حرکتی ستارگان شدند: گویی که به آسمان چسبیده اند، چرخش روزانه را بدون تغییر انجام می دهند. موقعیت نسبی. در گروه‌هایی از ستاره‌ها، مردم باستان سعی می‌کردند شباهت‌هایی با حیوانات، شخصیت‌های اساطیری و وسایل خانه پیدا کنند. اینگونه بود که تقسیم آسمان پرستاره به صورت فلکی متفاوت در میان مردمان مختلف ظاهر شد. برای تعیین دقیق مکان ستارگان، یک سیستم مختصات کروی (یک و نیم هزاره زودتر از دکارتی) و مثلثات کروی ایجاد شد. در نتیجه مشاهدات طولانی مدت، اولین کاتالوگ ستارگان، یعنی فهرستی از ستارگان با دو تا از آنها، گردآوری شد. مختصات کروی(مختصات سوم - فاصله - ناشناخته بود)، گاهی نیز با درخشندگی و رنگ ستارگان. نمونه آن کاتالوگ هیپارخوس (قرن دوم قبل از میلاد) است که شامل 1022 ستاره است. هیپارخوس با مقایسه فهرست خود با کاتالوگ ستاره شناس یونانی تیموچاریس که صد سال پیش از آن گردآوری شده بود، تقدم، یعنی حرکت یک نقطه را کشف کرد. اعتدال بهاریدر امتداد دایره البروج از زمان های قدیم، 7 نورانی "سرگردان" در میان ستارگان که یونانیان آنها را "سیاره ها" می نامیدند، شناخته شده بودند: خورشید، ماه، مریخ، عطارد، مشتری، زهره و زحل. این جایی است که هفته 7 روزه سرچشمه می گیرد، روزهای آن به "سیارات" ذکر شده به ترتیب مشخص شده اختصاص داده شده است که در تعدادی از زبان ها در نام روزها منعکس شده است. ستاره شناسان باستان مسیرهای "سیاره ها" را در میان ستارگان ایجاد کردند. دشوارترین مسیر خورشید برای رصد (شما باید ستارگان درخشان را قبل از طلوع خورشید یا ستارگان قابل مشاهده در نیمه شب در جنوب مشاهده می کردید) ساده ترین بود. خورشید در امتداد دایره بزرگ کره سماوی، متمایل به استوای آسمانی در 23.5 درجه، که دایره البروج نامیده می شود، همیشه در جهت جلو، یعنی مخالف حرکت روزانه حرکت می کند. صورت فلکی واقع در امتداد دایره البروج را زودیاک می نامند (از یونانی "ζφον" - موجود زنده) ، زیرا اکثر آنها نام موجودات زنده را دارند. در چین باستان، آسمان به 122 صورت فلکی تقسیم می شد که 28 صورت فلکی زودیاک بودند. اما اکثر مردمان 12 صورت فلکی زودیاک داشتند که خورشید هر کدام در حدود یک ماه عبور کرد. مسیر ماه پیچیده تر است: در یک ماه در حرکت مستقیم (اما ناهموار) در زودیاک می گذرد. دایره بزرگ، متمایل به دایره البروج 5 درجه است. نقطه بالاترین سرعت مدار ماه در امتداد آن در جهت جلو با دوره زمانی 8.85 سال می لغزد و خود دایره با حفظ تمایل نشان داده شده در امتداد دایره البروج در جهت عکسبا مدت 18.6 سال. حرکت پنج سیاره که در یک زودیاک اتفاق می‌افتند، باید بسیار پیچیده به نظر می‌رسید. آنها منحنی هایی را با بخش هایی از حرکت رتروگراد، حلقه ها و نقاط بازگشت توصیف می کنند که به نظر می رسد تجلی اراده خود سیارات است و به خدایی شدن آنها کمک می کند. حرکات پیچیده سیارات همراه با پدیده های وحشتناکی مانند قمری و خورشید گرفتگی، ظهور دنباله دارهای درخشان و طغیان ستارگان جدید باعث پیدایش طالع بینی شد که در آن موقعیت سیارات در دایره البروج و پدیده های ذکر شده در خدمت پیش بینی سرنوشت مردم و فرمانروایان بود. برای تدوین فال طبق قواعد نجومی، استفاده از دانش نجومی ضروری بود. بنابراین، طالع بینی در مرحله خاصی به توسعه نجوم کمک کرد.

اوج نجوم باستانی مدل ریاضی منظومه شمسی است که به آن معروف است سیستم ژئوسنتریکبطلمیوس (قرن دوم پس از میلاد) ساخته شده و در اثر چند جلدی خود که با نام عربی «آلماگست» در تاریخ ثبت شده است. در این مدل، کره در مرکز کیهان قرار دارد، ستارگان بر روی کره ای بی حرکت هستند که به طور یکنواخت حول محور قطبی می چرخد. حرکت پیچیده هر یک از 7 سیاره به چندین سیاره ساده تجزیه می شود - یک دستاورد پایدار که در همه شاخه های مکانیک مدرن استفاده می شود. در منظومه بطلمیوسی، در امتداد یک دایره ثابت (متفاوت) با مرکز در مرکز زمین، یک نقطه خیالی به طور یکنواخت حرکت می کند - مرکز یک دایره ثابت دیگر (epicycle)، که در طول آن یک نقطه خیالی به طور یکنواخت حرکت می کند - مرکز چرخه دوم و غیره. سیاره در امتداد آخرین چرخه حرکت می کند. با جابجایی مراکز دایره ها و با فرض چرخش یکنواخت نه نسبت به مرکز، بلکه نسبت به نقطه کمکی دیگر - معادل، می توان تعداد اپی چرخه ها را کاهش داد. برای نشان دادن حرکات سیارات با دقت 1/5 درجه که توسط یونانیان باستان به دست آمده بود (فقط پس از یک و نیم هزار سال از آن پیشی گرفت)، تعداد کمی دایره کافی است، به عنوان مثال، دو دایره برای خورشید و چهار برای مریخ، اگر مقادیر پارامتر را به درستی انتخاب کنید: شعاع دایره ها، تمایل آنها به دایره البروج، دوره ها و غیره.

با ظهور قرون وسطی، فعالیت علمی تقریباً متوقف شد. در دوره رنسانس اعراب و بعدها اروپا، نجوم همراه با سایر علوم به توسعه خود ادامه داد. در آغاز قرن نهم، آثار سی بطلمیوس به عربی ترجمه شد. دانشمند عرب البطانی (Albategnius) در پایان قرن نهم - آغاز قرن دهم فرمول هایی را برای مثلثات کروی به دست آورد، مشاهدات متعددی انجام داد و مقادیر عناصر مدار خورشید را روشن کرد. تئوری بطلمیوس به تدریج بهبود یافت: چرخه های جدید اضافه شد و پارامترهای آنها اصلاح شد. جداول نجومی موقعیت اجرام آسمانی که در سال 1252 توسط دانشمندان یهودی و موری به دستور آلفونسوی دهم پادشاه کاستیل گردآوری شد و جداول آلفونسو نامیده شد، شهرت جهانی یافت. ناصرالدین طوسی رصدخانه بزرگی در مرات (آذربایجان) ساخت. از نظر اندازه، کمیت و کیفیت ابزار، رصدخانه اولوگ بیک در سمرقند جایگاه برجسته ای را اشغال کرد، جایی که فهرست بزرگ جدیدی از ستارگان در سال های 1420-1437 جمع آوری شد. در اروپا، اولین ترجمه آلماگست به لاتین در قرن پانزدهم ظاهر شد و نظریه بطلمیوس توسط کلیسا قدیس شد. پیچیدگی این نظریه در آثار دانشمندان عرب و متأخران اروپایی با افزایش دقت مشاهدات همگام نبود که باعث شک و تردید در صحت آن شد. N. Copernicus یک مدل سینماتیکی مناسب تری از منظومه شمسی - منظومه شمسی مرکزی جهان - ساخت. در این مدل خورشید در مرکز کیهان قرار دارد و سیارات به دور آن می چرخند. زمین به عنوان یکی از سیارات به دور خورشید می چرخد ​​و حول محور قطبی می چرخد ​​که به نوبه خود مخروطی با دوره 26 هزار ساله را توصیف می کند. سیستم هلیوسنتریکجهان سه پدیده را همزمان توضیح داد: چرخش روزانه آسمان، حرکت سالانهخورشید و تقدم; دلیل برابری دوره های حرکت در امتداد دفرنت یا اولین چرخه برای همه سیارات را آشکار کرد که در نظریه زمین مرکزی قابل توضیح نیست. نظریه کوپرنیک برای اولین بار امکان ساخت یک مدل سه بعدی (و نه دو بعدی در کره آسمانی) از منظومه شمسی را فراهم کرد و به درستی تمام فواصل را از طریق یک - میانگین فاصله زمین تا خورشید، بیان کرد. واحد نجومی نامیده می شود. اهمیت فلسفی این نظریه نیز بسیار زیاد است: عدم وجود تفاوت اساسی بین زمینی و آسمانی را نشان داد و این احتمال را ایجاد کرد که ستارگان "خورشیدهای" دوردستی هستند که سیارات آنها می توانند به دور آنها بچرخند. Heliocentrism بر اساس ایده های Aristarchus ساموسی بود. اما فقط کوپرنیک سیستم هلیومرکزی را با تمام جزئیات آن توسعه داد و آن را در مقاله خود «درباره انقلاب کرات آسمانی» که در سال 1543 منتشر شد، تشریح کرد. با این حال، برای قرن‌ها، عقیده ریشه‌دار در مورد بی‌حرکتی زمین به‌عنوان مرکز کیهان، که توسط کلیسا مشترک بود، برای دهه‌ها جای خود را به آموزه جدیدی نداد که بسیاری نمی‌توانستند آن را بپذیرند. افراد برجستهآن زمان. حتی بزرگترین ناظر تی. براهه منظومه کوپرنیک را نپذیرفت و آن را با طرحی مصنوعی از حرکت خورشید به دور زمین و سیارات به دور خورشید جایگزین کرد. سیستم هلیوسنتریک جهان تنها پس از کارهای G. Galileo و I. Kepler ایجاد شد.

مشاهدات تلسکوپی. در سال 1609، G. Galileo برای اولین بار از تلسکوپ برای رصد اجرام آسمانی استفاده کرد. تنها در چند سال، او عقاید خود را در مورد جهان تغییر داد و به طور گسترده مرزهای آن را گسترش داد. کوه‌ها و دیگر تشکل‌های ساختاری روی ماه، لکه‌هایی روی خورشید که نشان‌دهنده چرخش آن است، دیسک‌های قابل مشاهده سیارات، مراحل زهره و ماهواره‌های مشتری کشف شدند. تعداد ستارگان قابل مشاهده به ترتیبی از قدر افزایش یافته است، راه شیریمعلوم شد که از تعداد زیادی ستاره تشکیل شده است که در یک نوار پیوسته برای چشم غیر مسلح ادغام می شوند. تلسکوپ ها به تدریج بهبود یافتند. I. Kepler عدسی چشمی واگرا را با عدسی همگرا جایگزین کرد که باعث گسترش میدان دید و افزایش بزرگنمایی تلسکوپ شد. با این حال، به دلیل انحرافات کروماتیک و کروی، تصاویر تار باقی ماندند، با لبه های رنگین کمانی، که باعث شد فاصله کانونی لنزها تا 45 متر افزایش یابد، در حالی که قطر کوچک آنها حفظ شود، زیرا در آن زمان آنها نمی دانستند که چگونه بلوک های بزرگ را بو کنند شیشه نوری. اما حتی با چنین ابزارهایی نیز کارهای زیادی انجام شده است اکتشافات نجومی. در سال 1655، H. Huygens حلقه زحل را کشف کرد، ماهواره تیتان را کشف کرد، J. Cassini 4 ماهواره کم نور دیگر را کشف کرد. در سال 1675، او متوجه شد که حلقه زحل از دو بخش متحدالمرکز تشکیل شده است که توسط یک نوار تیره از هم جدا شده اند - به اصطلاح "شکاف کاسینی". در سال 1675، O. Roemer با مشاهده حرکات در منظومه ماهواره های مشتری، به این نتیجه رسید که سرعت نور محدود است و این کمیت اساسی را اندازه گیری کرد. در قرن هفدهم، آی نیوتن تلسکوپ بازتابی را طراحی کرد که عاری از انحراف رنگی بود و تنها به پردازش یک سطح از آینه نیاز داشت. در سال 1789، دبلیو هرشل قطر آینه را به 122 سانتی متر افزایش داد، تلسکوپ های شکست عدسی نیز بهبود یافتند: آنها شروع به ساخت عدسی های دوگانه کردند، با ترکیب شیشه هایی با پراکندگی های مختلف، که امکان کاهش انحرافات کروماتیک و کروی را فراهم کرد. زمان کاهش طول لوله و افزایش قدرت نفوذ تلسکوپ.

با استفاده از ابزارهای جدید، ناظران اکتشافات زیادی انجام دادند. در سال 1761، M.V Lomonosov جو زهره را کشف کرد. دنباله دارهای زیادی کشف شده و جمعیت زیاد دنباله دارها ثابت شده است. خوشه‌ها و سحابی‌های ستاره‌ای زیادی کشف شده‌اند که دو فرضیه برای آن‌ها ارائه شده است: آنها یا اجرام گاز-غبار هستند، یا خوشه‌های دوردست که نمی‌توان آنها را به ستاره‌ها تفکیک کرد. اولین کاتالوگ سحابی ها توسط چارلز مسیه در سال 1771 گردآوری شد. تا سال 1802، دبلیو هرشل بیش از هزاران سحابی را فهرست بندی و آنها را طبقه بندی کرده بود. او محدودیت های منظومه ستاره ای ما - کهکشان - را اثبات کرد و فرض I. Lambert (1761) را در مورد وجود سایر منظومه های ستاره ای - کهکشان ها تقویت کرد. در اواسط قرن 19، ستاره شناس ایرلندی دبلیو پارسونز (لرد راس) برای اولین بار شرح داد. ساختار مارپیچیچند سحابی

در سال 1781، دبلیو هرشل اورانوس را کشف کرد. در سال 1846، ستاره شناس آلمانی I. Halle نپتون را کشف کرد. در سال 1930، سی تامبا، ستاره شناس آمریکایی، پلوتو را کشف کرد. در سال 1801، G. Piazzi اولین سیاره کوچک (سیارک) - Ceres را کشف کرد.

توسعه نجوم و مکانیک سماوی. پس از مرگ T. Brahe، I. Kepler معاصر G. Galileo آرشیوی از دقیق ترین نتایج مربوط به زمان مشاهدات سیارات را که برای بیش از 20 سال انجام شده بود، دریافت کرد. در حرکت مریخ، کپلر انحرافات قابل توجهی از تمام تئوری های قبلی کشف کرد. به بهای کار بسیار زیاد و محاسبات طولانی، او موفق شد 3 قانون حرکت سیاره ای (قوانین کپلر) را ایجاد کند که نقش مهمی در توسعه مکانیک سماوی ایفا کرد. قانون اول که بر اساس آن سیارات به صورت بیضی با خورشید در نقطه کانونی حرکت می کنند، ایده های هزاران ساله در مورد حرکات دایره ای را از بین برد. قانون دوم سرعت متغیر چرخش بردار شعاع اتصال خورشید و سیاره را تعیین کرد. قانون سوم یک رابطه روشن بین اندازه مدارها و دوره های چرخش آنها به دور خورشید برقرار کرد. جداول موقعیت های سیاره ای که توسط کپلر گردآوری شده بود از نظر دقت بسیار فراتر از همه موارد قبلی بود و در طول قرن هفدهم مورد استفاده قرار گرفت.

پیشرفت بیشتر در نجوم ارتباط نزدیکی با توسعه ریاضیات و مکانیک تحلیلی، با موفقیت های اپتیک و ساخت ابزارهای نجومی دارد. اساس مکانیک سماوی قانونی بود که توسط نیوتن کشف شد جاذبه جهانی. نتیجه آن قوانین کپلر برای مورد خاصی است که سیاره تحت تأثیر جاذبه تنها یک جسم - خورشید حرکت می کند. که در مورد واقعیدر صورت وجود جاذبه متقابل بین تمام اجرام منظومه شمسی، حرکت سیارات پیچیده تر می شود و اگر قوانین کپلر با دقت خوبی رعایت شود، این نتیجه غلبه جاذبه خورشید عظیم است. بیش از جاذبه سایر اجرام منظومه شمسی با هم. حرکت اجرام آسمانی به طور منحصر به فردی توسط سیستم تعیین می شود معادلات دیفرانسیل، نشان دهنده یک نمایش ریاضی از قانون گرانش است، در صورتی که داده های اولیه شناخته شده باشند: موقعیت و سرعت در نقطه ای از زمان، به عنوان اولیه در نظر گرفته می شود. در مورد جسم دو نقطه ای، معادلات در توابع ابتدایی ادغام می شوند که نیوتن موفق به انجام آن شد. مشکل کلی حرکت اجسام N را فقط می توان به صورت عددی حل کرد. اما مشکل سیاره‌ای با آشفتگی ضعیف (جاذب سیارات تنها یک اضافه کوچک به جاذبه خورشید است) توسط خود نیوتن در اولین تقریب در یک دوره زمانی حدود هزار سال به صورت تحلیلی حل شد. تلاش های ریاضیدانان، مکانیک ها و نظریه پردازان بزرگ نجوم در طول قرن ها با هدف افزایش دقت حل و افزایش مدت زمانی بود که در طی آن جواب تقریبی به جواب واقعی نزدیک می شود. با تشکر از آثار L. Euler، J. Lagrange، P. Laplace، S. D. Poisson، C. Gauss، W. Le Verrier، S. Newcome، J. Hill (USA)، A. M. Lyapunov، A. Poincare، X Tseipel ( سوئد) و دیگران، راه‌حل مشکل سیاره‌ای با دقت بالایی در زمان‌هایی در حدود صدها هزار سال یا بیشتر توسط سری‌های تعمیم‌دهنده سری فوریه نشان داده شد. سری‌های مشابه حرکت انتقالی و چرخشی ماه، ماهواره‌های سیارات دیگر و سیارک‌ها را نشان می‌دهند. رفتار مسیرها به وجود یا عدم وجود تشدید بین دوره های مداری سیارات بستگی دارد. در حرکت 8 سیارات اصلیرزونانس ها تأثیر کمی دارند. حرکت بخش قابل توجهی از اجسام کوچک - پلوتون، بسیاری از ماهواره ها و سیارک ها - به شدت تشدید می شود. در سال 1906، گروهی از سیارات کوچک به نام تروجان ها کشف شد که در رزونانس 1:1 با مشتری حرکت می کردند. اکنون بیش از هزار تروجان شناخته شده است و مشابه آنها برای مریخ و نپتون کشف شده است. رزونانس ها نیز در حرکت مداری- چرخشی ظاهر می شوند. ماه و اکثر ماهواره‌های طبیعی در رزونانس 1:1 حرکت می‌کنند، یعنی دوره‌های چرخش و چرخش آن‌ها با هم منطبق است، آنها با یک طرف به سمت سیاره چرخانده می‌شوند.

قانون گرانش جهانی نیز شکل اجرام سماوی را توضیح می دهد. برای اولین تقریب، این توسط I. Newton و H. Huygens نشان داده شد. تئوری ارقام تعادل اجرام آسمانی در حالت مایع یا پلاستیک بعدها توسط C. Maclaurin، A. Clairaut، P. Laplace، C. Jacobi، A. M. Lyapunov، A. Poincaré، J. Darwin (بریتانیا کبیر)، L. لیختن اشتاین

پیروزی مکانیک آسمانی پیش‌بینی درخشانی بود که ای. هالی درباره ظهور بعدی دنباله‌دار (1759) که اکنون نام او را به خود اختصاص داده است و همچنین کشف آن را تأیید کرد. سیاره جدید- نپتون - با توجه به محاسبات W. Le Verrier، که پیشنهاد کرد که اختلافات غیرقابل رفع در حرکت اورانوس ناشی از جاذبه است. سیاره ناشناخته، و توانست موقعیت خود را در آسمان نشان دهد. در سال 1844، F. Bessel وجود ماهواره‌های نامرئی را در نزدیکی سیریوس و پروسیون پیش‌بینی کرد که حرکت مناسب این ستارگان را از یک حرکت خطی و یکنواخت منحرف می‌کند. این ماهواره ها بعدا با استفاده از تلسکوپ های بزرگ کشف شدند. پیچیده ترین نظریه حرکت اجرام آسمانی که در اواسط قرن بیستم ایجاد شد، نظریه حرکت ماه بود. انحرافاتی که قبلاً به یک تأثیر غیر گرانشی ناشناخته نسبت داده می شد، نتیجه چرخش ناهموار زمین بود. با گذار به زمان اتمی با دقت بالا، وظیفه سرویس زمان نجومی به عکس تغییر کرد: نه تعیین زمان از روی رصد ستارگان، بلکه مطالعه حرکات پیچیده زمین نسبت به مرکز جرم آن.

در سال 1640، زمانی که اخترشناس انگلیسی W. Gascoigne نازک ترین رشته ها را در کانون تلسکوپ قرار داد، دقت اندازه گیری های گونیومتریک ده ها برابر افزایش یافت. او همچنین میکرومتر چشمی را برای اندازه گیری کوچک اختراع کرد فواصل زاویه ایبین جزئیات تصویر قابل مشاهده در میدان دید. اخترشناس فرانسوی J. Picard در سال 1667 تلسکوپ را با دایره های تقسیم شده مجهز کرد که در امتداد آنها زوایای دقیق تا دوم قوس اندازه گیری شد. با استفاده از روش مثلث بندی، ابعاد دقیق تری از زمین به دست آمد و تفاوت بین شکل آن و یک کره مشخص شد - فشرده سازی قطبی، مهم برای آزمایش نظریه گرانش نیوتن. دبلیو هرشل در سال 1803 با استفاده از یک میکرومتر چشمی ثابت کرد که بسیاری از ستارگان منظومه‌هایی متشکل از دو ستاره و گاهی اوقات بیشتر را تشکیل می‌دهند که مطابق با قانون گرانش جهانی در حال گردش هستند. بنابراین، قانون نیوتن از منظومه شمسی به کل کهکشان گسترش یافت. ای. هالی در سال 1718 با مقایسه مشاهدات خود با مشاهدات یونان باستان، جابجایی بزرگی از 3 ستاره درخشان - سیریوس، آرکتوروس و آلدباران را کشف کرد. بنابراین آنها باز بودند حرکات خودستاره ها، و دیگر آنها را بی حرکت در نظر نمی گرفتند.

یکی از مشکلات اساسی نجوم تعیین فاصله متوسط ​​زمین تا خورشید بود. واحد نجومی). اولین نتایج نزدیک به واقعی با روش هالی بر اساس مشاهدات مکان‌های مختلف گذر زهره از صفحه خورشیدی در سال‌های 1761 و 1769 به دست آمد. این مشاهدات اولین مبارزات علمی بین المللی بود. روسیه نیز در آنها شرکت کرد. پردازش دقیق مشاهدات یک مقدار واحد نجومی را از 1.25?10 11 متر به 1.55?10 11 متر به دست آورد. در اواسط قرن بیستم، ارزش واحد نجومی 1.496 10 11 متر بود.

یکی دیگر از مشکلات اساسی در نجوم، تعیین فاصله ستاره ها با اندازه گیری اختلاف منظر سالانه برای هر یک از آنها است. اختلاف منظرها برای 300 سال اندازه گیری شده اند که با N. Copernicus شروع شده است، اما مقادیر آنها بسیار کوچک است و در اشتباهات اندازه گیری از بین رفته است. با این وجود، این اندازه گیری ها سود زیادی داشت. دبلیو هرشل در تلاش برای یافتن اختلاف منظر با ردیابی حرکت یک ستاره درخشان (احتمالاً نزدیک) نسبت به یک ستاره ضعیف (احتمالاً دور) واقع در نزدیکی کره سماوی، ستاره های دوگانه را کشف کرد. تلاش‌های ناموفق برای اندازه‌گیری اختلاف منظر، جی بردلی را در سال 1725 به کشف انحراف نور، که به درستی با محدود بودن سرعت نور توضیح داد، و در سال 1748 به کشف مهره‌بندی محور زمین منجر شد. تنها در سال‌های 1836-1839 می‌توان به طور قابل اعتماد اختلاف منظر وگا (V. Ya. Struve)، ستاره 61 Cygni (F. Bessel) و ستاره آلفا قنطورس (T. Henderson، بریتانیای کبیر) را تعیین کرد. بیشترین ستاره نزدیکپروکسیما قنطورس دارای اختلاف منظر 0.76 اینچ است که مربوط به فاصله 1.3 pc یا 4.3 سال نوری است.

یکی از حوزه‌های مهم نجوم، گردآوری فهرست‌های ستاره‌ای است که دقیق‌ترین مختصات ستارگان را در بر می‌گیرد. آنها هم برای علمی (تعیین ثابت های نجومی و مطالعه سینماتیک جهان) و هم برای اهداف کاربردی (ژئودزی، نقشه برداری، ناوبری) مورد نیاز هستند. رصدخانه های گرینویچ (تاسیس در 1675)، کیپ (1820)، پولکوو (1839) و واشنگتن (1842) در این زمینه دارای امتیازات ویژه ای هستند.

توسعه اخترفیزیک. تا آغاز قرن هجدهم، ما فقط می‌توانیم در مورد مبانی اخترفیزیک صحبت کنیم: تعیین روشنایی (آغاز اخترفتومتری) و رنگ نورها، جذب و پراکندگی نور توسط جو زمین، تلاش برای تشخیص جو زمین. ماه، تعیین جرم سیارات و خورشید. نورسنجی به طور تجربی توسط P. Bouguer (1729) و I. Lambert (1760) توسعه یافت. سپس در نهایت ثابت شد که خورشید یک ستاره نزدیک است. قانون رشد تعداد ستارگان با کاهش درخشندگی ظاهری آنها، که توسط V. Ya Struve کشف شد، در سال 1847 به او اجازه داد تا وجود جذب نور توسط محیط بین ستاره ای را اثبات کند، که در سال 1930 توسط ستاره شناس آمریکایی تأیید شد. آر ترامپلر. در سال 1814، J. Fraunhofer خطوط تاریکی را در طیف خورشید کشف کرد که ماهیت آنها با کشف تجزیه و تحلیل طیفی مشخص شد (R. Bunsen and G. Kirchhoff, 1859). دبلیو هاگینز و جی. لاکیر (بریتانیا)، آ. سکی (ایتالیا) و جی پی اس یانسن، با به کارگیری این روش برای خورشید، ستارگان و سحابی ها، آنها را مورد مطالعه قرار دادند. ترکیب شیمیایی. K. Doppler اصل معروف خود (اثر داپلر) را در سال 1842 فرموله کرد که توسط A. Fizeau در سال 1848 اصلاح شد و توسط A. A. Belopolsky در یک مجموعه آزمایشگاهی در سال 1900 آزمایش تجربی شد. اثر داپلر کاربردهای زیادی در نجوم برای اندازه گیری سرعت حرکت در طول خط دید دریافت کرده است، از جمله برای اندازه گیری سرعت چرخش ستارگان، کهکشان ها و همچنین حرکات آشفته در فتوسفر خورشیدی و غیره. تجزیه و تحلیل طیفی این امکان را فراهم کرده است. برای شناسایی بسیاری از ستاره های دوگانه طیف سنجی، که مشاهده اجزای نزدیک آنها حتی با تلسکوپ های بزرگ غیرممکن است.

اختراع در سال 1839، عکاسی دریافت کرد کاربرد گستردهدر نجوم نوردهی طولانی که مدت زمان آن فقط با نور اتمسفر و دقت هدایت محدود می شد، امکان ثبت اجرام آسمانی نامرئی با چشم را حتی با تلسکوپ های قدرتمند فراهم کرد. عکاسی نجومی قابلیت های اختر فتومتری، طیف سنجی نجومی و ستاره سنجی را بسیار افزایش داده، امکان مطالعه ساختار، ترکیب شیمیایی و حرکت اجرام سماوی را فراهم کرده و دقت، عینیت و مستندسازی مشاهدات را افزایش داده است. در سال 1888 به تصویب رسید طرح بین المللیتهیه نقشه های عکاسی از آسمان حاوی حدود 30 میلیون ستاره تا 14 اندازه. 18 رصدخانه در سراسر جهان در این کار شرکت داشتند.

در سال 1922، A. A. Friedman، در حال بررسی معادلات نظریه عمومیالف. نسبیت انیشتین برای جهان به عنوان یک کل و با فرض همگنی و همسانگردی آن، او به سه نوع راه حل رسید که یکی از آنها گسترش جهان با زمان را توصیف می کند. در سال 1929، ای. هابل تغییر رنگ کهکشان ها به رنگ قرمز را کشف کرد. تنها یک تفسیر ثابت برای این پدیده یافت شده است: جابجایی توسط اثر داپلر ایجاد می شود. در نتیجه، همه کهکشان ها با سرعتی متناسب با فاصله خود دور می شوند. این تصویر زمانی رخ می دهد که از هر کهکشانی مشاهده شود، بنابراین همه آنها برابر هستند. اکتشافات فریدمن و هابل سرآغاز کیهان شناسی نظری و رصدی بود.

بیشتر ستارگان ترکیبات شیمیایی مشابهی دارند، اما از نظر جرم، شعاع، دمای سطح و درخشندگی تفاوت زیادی دارند. رابطه ای بین این پارامترها وجود دارد که ماهیت آماری دارد، زیرا ترکیب شیمیایی ستارگان دقیقاً یکسان نیست. این وابستگی برای اولین بار در سال 1913 توسط E. Herzitrung و به طور مستقل توسط G. Russell کشف شد که نمودار طیف - درخشندگی (Herzitrung - Russell diagram) را با نواختن گردآوری کرد. نقش بزرگهنگام مطالعه ساختار و تکامل ستارگان. صدها نموداری که برای خوشه‌های باز و کروی کهکشان و همچنین برای دیگر کهکشان‌هایی که به ستاره‌ها تفکیک شده‌اند جمع‌آوری شده‌اند، امکان روشن کردن زندگی ستارگان از تولد تا مرگ را فراهم کردند. به طور خاص، در دهه 1940 مشخص شد که تشکیل ستاره در کهکشان در زمان ما به شدت ادامه دارد و ستاره ها به صورت گروهی در ابرهای گاز-غبار متولد می شوند. در سال 1910، کوتوله های سفید کشف شدند - ستارگانی با جرم به ترتیب جرم خورشید و اندازه هایی به ترتیب اندازه زمین. روش‌های فتومتریک برای تعیین فواصل تا ستاره‌های دور (بیش از 100 عدد) با اختلاف منظرهای ناپدید شونده توسعه یافته‌اند. مطالعه قیفاووسی به ویژه مفید بود - ستاره های متغیردرخشندگی بالا که دوره تغییر روشنایی آن مربوط به درخشندگی است. اندازه گیری روشنایی ظاهری و دوره روشنایی فاصله قیفاووس و خوشه ای را که در آن قرار دارد نشان می دهد. دسته‌های دیگری از ستارگان متغیر نیز به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، که برخی از آنها می‌توانند به عنوان "فانوس دریایی جهان" نیز عمل کنند.

در دهه 1930 بسیاری از آنها کشف شدند منابع کیهانی، امواج الکترومغناطیسی را در محدوده میلی متر تا متر ساطع می کند. برخی از آنها با خورشید، کهکشان ها و سحابی ها شناسایی شدند. بعدها، گسیل رادیویی از محیط بین ستاره‌ای، عمدتاً در خط 21 سانتی‌متری هیدروژن اتمی شناسایی شد که به روشی قدرتمند برای مطالعه کهکشان تبدیل شد.

مشکل منابع انرژی عظیم ستاره ای که در قرن نوزدهم مطرح شد، در دهه 1930 حل شد. H. Bethe و K. Weizsäcker (آلمان) به طور مستقل زنجیره‌ای از واکنش‌های گرما هسته‌ای را در درون ستارگان نشان دادند که منجر به تبدیل هیدروژن به هلیوم می‌شود. پیشرفت قابل توجهی در تحقیقات خورشیدی حاصل شده است. استفاده از فیلترهای ویژه با پهنای باند طیفی باریک امکان مطالعه توزیع و حرکت عناصر شیمیایی منفرد را در کروموسفر خورشیدی فراهم کرد. به لطف توسعه تکنیک‌ها و تجهیزات ویژه (تاج‌نگار خارج از کسوف، که در سال 1931 توسط B. Liot، فرانسه اختراع شد)، امکان مشاهده تاج خورشیدی در خارج از کسوف‌ها در رصدخانه‌های ارتفاع بالا فراهم شد. کشف اثر زیمن امکان مطالعه را فراهم کرد میدانهای مغناطیسی، که بسیاری از فرآیندهای خورشید را تعیین می کند.

در قرن بیستم، فناوری مشاهده به سرعت توسعه یافت. بازتابنده های بزرگ ساخته شد. قطر آینه ها افزایش یافت)