Atklājumi Saules sistēmā: Jaunu planētu un asteroīdu atklāšana paplašināja Saules sistēmas robežas.
Zvaigžņu pētniecība: Fotogrāfija un spektroskopija pakāpeniski kļuva par svarīgākajām astronomijas metodēm.
Arvien spēcīgāki teleskopi: Katrs jauns, spēcīgs teleskops deva iespēju tālāk ielūkoties Visumā.
Jaunas idejas par pasaules uzbūvi: Divdesmitajā gadsimtā tika izveidotas gan zvaigžņu, gan Visuma uzbūves teorijas.
Plaši atvērtas acis: Novērojumi visos elektromagnētiskā starojuma diapazonos paplašināja debess ķermeņu izpētes iespējas.
Astronomijas hronoloģija (ATSEVIŠĶA LAPA): Nozīmīgākie notikumi astronomijā no pirmsākumiem līdz pat mūsdienām.
Atklājumi Saules sistēmā
18. gs. beigas un 19. gs. sākumu var uzskatīt par modernās astronomijas rašanās laiku. Viens no modernās astronomijas pamatlicējiem bija angļu astronoms Viljams Heršels. Rūpīgi aplūkojot zvaigžņoto debesi ar pašgatavotu teleskopu, 1781. gadā V. Heršels atklāja jaunu planētu – Urānu. Līdz ar Urāna atklāšanu Saules sistēmas izmēri divkāršojās. 19. gadsimts sākās ar jaunas debess objektu klases atklāšanu. 1801. gadā itāļu astronoms Džuzepe Pjaci atklāja pirmo mazo planētu, kuru nosauca par Cerēru. Pēc gada tika atklāta nākamā mazā planēta – Pallāda, tai sekoja mazās planētas Jūnona un Vesta. Visu šo debess ķermeņu orbītas atradās starp Marsa un Jupitera orbītām. Vēlāk mazo planētu atklājumi sekoja cits citam.
V. Heršela teleskops ar 122 cm diametru, kuru viņš izgatavoja 1789. gadā. Zīmējums no Dītera Hermana grāmatas “No gnomona līdz milzu spoguļiem”. 108,0 kb
Liels Ņūtona gravitācijas teorijas panākums bija Neptūna atklāšana. Šis atklājums vispirms tika veikts uz papīra. Urāna kustībā pastāvēja novirzes, ko nevarēja izskaidrot ar zināmo planētu ietekmi. Divi astronomi – francūzis Žans Irbēns Leverjē un anglis Džons Kūčs Adamss izvirzīja uzdevumu pēc šīm novirzēm noteikt jaunās planētas atrašanās vietu. Jaunā planēta tika atklāta 1846. gadā un Saules sistēmas izmēri vēl vairāk paplašinājās. Nākamā planēta – Plutons tika atklāta tikai 1930. gadā. To pēc ilgiem meklējumiem atrada amerikāņu astronoms Klaids Tombo.
Pakāpeniski noskaidrojās arī jautājums par meteorītu izcelsmi. Laiku pa laikam astronomus sasniedza ziņas par novērotiem ugunīgiem bolīdiem un no debesīm krītošiem akmeņiem. Meteorītu krišanas un bolīdu parādīšanās saistību pirmais izskaidroja vācu fiziķis Ernsts Hladni. Meteorītu kosmisko izcelsmi apstiprināja periodisku meteoru plūsmu atklāšana. 1833. gadā tika novērots spēcīgs meteoru lietus, kas nāca no Lauvas zvaigznāja. Analizējot tā novērojumus, tika konstatēts, ka meteoru lietum ir kosmiska izcelsme. 19. gs. otrajā pusē astronomi nodarbojās ar komētu intensīvu novērošanu. Pētot komētu orbītas, noskaidrojās, ka dažu komētu un meteoru plūsmu orbītas praktiski sakrīt. Ievērojot šo faktu, itāļu astronoms Džovanni Skjaparelli izvirzīja hipotēzi, ka meteoru plūsmas veidojas komētu sabrukšanas rezultātā. Jau 20. gadsimtā holandiešu astronoms Jans Hendriks Orts izteica hipotēzi, ka Saules sistēmas ārējā daļā atrodas liels komētu mākonis, no kura laiku pa laikam kāda komēta nokļūst Saules tuvumā. 1992. gadā amerikāņu astronomi D. Dževits un Dž. Lū aiz Neptūna orbītas atklāja pirmos Koipera joslas objektus, līdz ar to kļuva saskatāma šī komētu “rezervuāra” iekšējā daļa.
Zvaigžņu pētniecība
Vislabāk pieejama izpētei bija tuvākā zvaigzne – Saule. 19. gadsimtā astronomi uzsāka regulārus Saules novērojumus un konstatēja, ka Saules plankumu skaits periodiski mainās. Tika izpētīta Saules rotācija, atklātas protuberances un Saules uzliesmojumi. Taču vēl arvien nebija zināmi attālumi līdz zvaigznēm. Lai tos aprēķinātu, vajadzēja ar ļoti augstu precizitāti izmērīt zvaigžņu paralaksi. Šo uzdevumu 1838. gadā izdevās veikt vācu astronomam Frīdriham Beselim. Viņš izmērīja zvaigznes Gulbja 61 paralaksi un noteica, ka tā atrodas 9 ly attālumā. Gadu agrāk attālumu līdz citai zvaigznei – Vegai bija noteicis krievu astronoms Vasilijs Struve, kurš strādāja Tērbatā (tagad Tartu). Beidzot panākumiem vainagojās gadsimtiem ilgie astronomu pūliņi noteikt attālumu līdz zvaigznēm.
V. Struves teleskops Tērbatas (tagad Tartu) observatorijā, ar kuru tika pirmo reizi noteikts attālums līdz zvaigznēm. I. Vilka foto. 63,0 kb
Aptuveni 19. gs. vidū astronomijā tika ieviestas trīs jaunas zvaigžņu izpētes metodes – spektrometrija, fotogrāfija un fotometrija. Tās kļuva par topošās astrofizikas stūrakmeņiem. 19. gadsimta sākumā izgudroja spektroskopu, ar kuru Saules spektrā atklāja pirmās tumšās spektrāllīnijas. Vēlāk šādas līnijas atklāja arī zvaigžņu spektros. 1861. gadā tika izveidota spektrālanalīze – metode, ar kuru varēja noteikt debess ķermeņu ķīmisko sastāvu pēc to spektra. Itāļu astronoms Andželo Seki izpētīja daudzu zvaigžņu spektrus un izveidoja pirmo zvaigžņu spektrālo klasifikāciju. Veicot spektru analīzi, astronomi konstatēja, ka Saulei un zvaigznēm principā ir vienāda daba.
1850. gadā izdevās nofotografēt pirmo zvaigzni – Vegu un kopš tā laika fotogrāfija kļuva par precīzu un informatīvu līdzekli zvaigžņu pasaules izpētei. Vienpadsmit gadus vēlāk tika izgudrots vizuālais fotometrs, kurā zvaigznes spožums tika salīdzināts ar kāda zināma gaismas avota spožumu. Ar jauno ierīci bija iespējams veikt precīzus zvaigžņu spožuma mērījumus. 20. gs. sākumā izgudroja fotoelektrisko fotometru, ar kuru zvaigžņu spožumu jau varēja noteikt ar zvaigžņlieluma simtdaļas precizitāti.
Arvien spēcīgāki teleskopi
Lai ieraudzītu vāji spīdošus Visuma objektus, bija nepieciešami spēcīgi teleskopi. Šādus teleskopus 18. gadsimta beigās sāka būvēt angļu astronoms Viljams Heršels. 1789. gadā V. Heršels uzbūvēja teleskopu, kura spoguļa diametrs bija 122 cm, bet teleskopa caurules garums – 12 m. Vēl lielāku spoguļteleskopu ar 183 cm diametru un 17 m fokusa attālumu 1845. gadā izgatavoja īru astronoms Viljams Pārsons. Ar to viņam izdevās saskatīt daudzu miglāju spirālveida struktūru. Šis teleskops izmēru ziņā palika nepārspēts līdz pat 20. gs. sākumam.
Teleskopu pilnveidošana turpinājās. Ar lēcu slīpēšanas mākslu izcēlās vācu un amerikāņu optiķi, kuri sāka izgatavot arvien lielākus lēcu objektīvus. Divi lielākie sasniegumi refraktoru būves jomā pieder ASV. Lika observatorijā Kalifornijā tika uzstādīts refraktors ar 91 cm objektīva diametru, bet 1897. gadā Jerkīza observatorijā Viskonsinas štatā sāka darboties pasaulē lielākais refraktors, kura objektīva diametrs ir 102 cm. Lielāki refraktori vairs netika būvēti, jo bija sasniegta lēcu teleskopu izmēru robeža. Vēl lielāka diametra lēcas pārāk stipri vājina gaismu, kā arī deformējas sava svara dēļ un izliec teleskopa cauruli.
Vilsona kalna observatorijas spoguļteleskops ar 2,5 m diametru. Ar to izdevās izšķirt atsevišķas zvaigznes Andromedas miglājā. Zīmējums no Dītera Hermana grāmatas “No gnomona līdz milzu spoguļiem”. 92,5 kb
Kopš 20. gs. sākuma par galveno astronomisko instrumentu kļuva spoguļteleskops. 1908. gadā Vilsona kalna observatorijā ASV tika uzstādīts teleskops ar 1,5 m diametra spoguli. 1917. gadā šajā observatorijā uzstādīja teleskopu, kura diametrs bija jau 2,5 m. Ar to veikti daudzi nozīmīgi atklājumi. Vairāk nekā 30 gadus tas bija spēcīgākais teleskops pasaulē, kamēr 1948. gadā Palomara kalna observatorijā ASV sāka darboties milzīgs reflektors ar 5 m diametru. Ar to varēja ieskatīties Visuma dzīlēs daudz tālāk nekā ar iepriekš uzbūvētajiem teleskopiem. Šis teleskops palika lielākais pasaulē līdz pat 1975. gadam, kad vienu pēc otra sāka būvēt arvien lielākus teleskopus. Katrs jauns teleskops, kas pārspēja iepriekšējos, izraisīja astronomisku atklājumu virkni. 2000. gadā par pasaules lielāko teleskopu kļuva Eiropas Dienvidu observatorijas teleskops VLT (Very Large Telescope) ar 16 m diametru.
Jaunas idejas par pasaules uzbūvi
Jau 19. gs. beigās bija zināms, ka Saule un zvaigznes ir kvēlojošas gāzu lodes, taču nebija skaidrs, kā norisinās zvaigžņu attīstība un kas ir to enerģijas avots. Tika izvirzītas idejas, ka zvaigžņu spīdēšanu uztur tādi procesi kā radioaktivitāte vai anihilācija. 1920. gadā angļu astronoms Arturs Edingtons izteica hipotēzi, ka zvaigžņu enerģijas avots ir kodoltermiskās reakcijas. To apstiprināja konkrētu kodolreakciju ciklu atklāšana. A. Edingtons izstrādāja zvaigžņu uzbūves teoriju, kas aprakstīja zvaigznes raksturlielumus un procesus tās iekšienē, savukārt vācu astronoms Karls Švarcšilds izveidoja zvaigžņu atmosfēras uzbūves teoriju. Dāņu astronoms Ajnars Hercšprungs un amerikāņu astronoms Henrijs Noriss Rasels salīdzināja milzīgu daudzumu zvaigžņu spektru un izveidoja Herčsprunga - Rasela diagrammu. Balstoties uz visiem šiem pētījumiem, tika izveidota detalizēta zvaigžņu evolūcijas teorija, kas labi izskaidroja zvaigžņu izvietojumu Hercšprunga - Rasela diagrammā.
Pirmo, tiesa, nepilnīgo Galaktikas modeli izveidoja angļu astronoms V. Heršels 1785. gadā. Zīmējums no V. Heršela darbiem. 9,8 kb
Nīderlandiešu astronoms Jakobuss Korneliuss Kapteins noteica zvaigžņu izvietojuma blīvumu dažādos virzienos un attālumos no Galaktikas plaknes un izveidoja Galaktikas modeli. Savukārt amerikāņu astronoms Hārlovs Šeplijs noskaidroja Galaktikas izmērus. Viņš noteica attālumus līdz lodveida zvaigžņu kopām, kuri izrādījās ļoti lieli. H. Šeplijs konstatēja, ka Galaktikas centrs atrodas Strēlnieka zvaigznāja virzienā. Vēl 20. gs. sākumā nebija skaidrības par spirālveida miglāju dabu. Ap 1924. gadu amerikāņu astronomam Edvinam Hablam ar 2,5 m diametra teleskopu izdevās izšķirt atsevišķas zvaigznes Andromedas miglājā un noteikt attālumu līdz tām. Tā tika pierādīts, ka spirālveida miglāji ir tālas zvaigžņu sistēmas. Turpmāk E. Habls pievērsās galaktiku izpētei un izveidoja to klasifikāciju, kuru lieto arī pašlaik. Ļoti svarīgs atklājums bija E. Habla konstatētā galaktiku attālināšanās. Viņš formulēja Habla likumu, kas saista galaktikas attālumu ar tās attālināšanās ātrumu. Kopš šī laika galaktikas kļuva par astronomu īpašas uzmanības objektu.
Pamatojoties uz izcilā fiziķa Alberta Einšteina radīto vispārīgo relativitātes teoriju, kļuva iespējams izveidot Visuma uzbūves matemātisko modeli. 1922. gadā krievu zinātnieks Aleksandrs Fridmans secināja, ka Visums izplešas. Septiņus gadus vēlāk Visuma izplešanos E. Habls atklāja eksperimentāli. Neatkarīgi no A. Fridmaņa ideju par Visuma rašanos un tālāku izplešanos izvirzīja beļģu astronoms Žoržs Lemētrs. Ja Visums izplešas, tad saprotams, ka kādreiz šī izplešanās ir sākusies. A. Fridmanis novērtēja, ka tas noticis pirms 10 miljardiem gadu. 1946. gadā šo ideju tālāk attīstīja un fizikāli pamatoja zinātnieku grupa amerikāņu fiziķa Džordža Gamova vadībā. Saskaņā ar viņu teoriju Visums radies, katastrofiski strauji izplešoties ļoti karstam, blīvam un masīvam veidojumam. Vēlāk to nosauca par Lielā Sprādziena teoriju. Dž. Gamovs paredzēja, ka mūsdienās jābūt novērojamai Lielā Sprādziena “atbalsij” - reliktstarojumam. Divdesmit gadus vēlāk šāds starojums tika atklāts.
Plaši atvērtas acis
1931. gadā, pētot atmosfēras radiotraucējumus, amerikāņu inženieris Karls Janskis konstatēja pastāvīgu radiostarojumu, kas nāca no Piena Ceļa apkaimes. Viņš secināja, ka starojumam ir kosmiska izcelsme. Sākumā ne astronomi, ne radioinženieri šim atklājumam nepievērsa uzmanību. Pētījumus turpināja vienīgi cits amerikāņu inženieris Grouts Rebers, kurš sastādīja pirmo debess radiokarti un atklāja Saules radiostarojumu. Tā, lūk, pat 20. gadsimtā atkārtojās situācija, kad pētījumi pavisam jaunā zinātnes nozarē tika uztverti skeptiski vai pat palika nepamanīti! Taču tas neturpinājās ilgi. 20. gs. vidū sākās straujš radioastronomijas uzplaukums, kas iezīmēja kvalitatīvi jaunu posmu astronomijas attīstībā. Pirmajiem novērojumiem ar radioteleskopiem sekoja novērojumi no stratosfēras baloniem infrasarkanajā un ultravioletajā starojuma diapazonā. Līdz ar kosmiskās ēras sākumu astronomiskos instrumentus sāka sūtīt kosmosā, kur bija iespējams uztvert debess ķermeņu rentgena un gamma starojumu. Pāreja no optiskajiem novērojumiem uz novērojumiem visos elektromagnētiskā starojuma diapazonos būtiski paplašināja debess ķermeņu izpētes iespējas. Iztēlojieties cilvēku, kurš visu laiku pasauli redzējis melnbaltu, bet nu pēkšņi to ieraudzījis krāsās!
K. Janska ierīce kosmiskā radiostarojuma uztveršanai. Zīmējums no Dītera Hermana grāmatas “No gnomona līdz milzu spoguļiem”. 81,7 kb
19. gadsimta beigas un 20. gadsimtu, kas atnesa pilnīgi jaunu izpratni par zvaigžņu un Visuma uzbūvi, var salīdzināt ar citiem sprādzienveidīgiem astronomijas attīstības posmiem. Tādi bija 4. – 2. gadsimts pirms mūsu ēras, kad Aristoteļa teorija darīja galu mitoloģiskajiem priekšstatiem par pasaules uzbūvi un to vietā lika zinātniskās izpētes metodes. Līdzīgi notikumi risinājās 16. un 17. gadsimtā, kad Kopernika un Galileja atklājumu rezultātā notika pāreja no spīdekļu stāvokļu noteikšanas uz to fizikālās dabas izpēti. 20. gadsimta beigās mūsu priekšstati par pasaules uzbūvi ir būtiski pilnveidoti, taču vai var teikt, ka tie ir pilnīgi? Visticamāk, ka 21. gadsimts atnesīs gan jaunus, šobrīd neprognozējamus atklājumus, gan jaunas eksistenciālas problēmas.
