ASTROFYZIKA: PŘEDMĚT STUDIA, HISTORIE, TEORIE, VĚTVE - ARTE - 2025

Astrofyzika je odpovědná za kombinování přístupů fyziky a chemie analyzovat a vysvětlit všechna tělesa ve vesmíru jako hvězdy, planety, galaxie, a tak na. Objevuje se jako odvětví astronomie a je součástí věd souvisejících se studiem vesmíru.

Součástí předmětu studia je hledání pochopení původu života ve vesmíru a funkce nebo role lidských bytostí v něm. Zkuste například zjistit, jak se v planetárním systému vyvíjejí prostředí s příznivými podmínkami pro rozvoj života.

Astrofyzika studuje objekty v prostoru z hlediska jejich struktury a chemického a fyzického složení. Elektromagnetické spektrum je vaším hlavním zdrojem informací. Obrázek WikiImages z Pixabay

Předmět studia

Cílem astrofyziky je vysvětlit původ a podstatu astronomických těl. Některé z faktorů, na které se zaměřuje, jsou hustota, teplota, chemické složení a jas.

Tato větev astronomie používá elektromagnetické spektrum jako hlavní zdroj informací pro jakýkoli astronomický cíl ve vesmíru. Studovány jsou mimo jiné planety, hvězdy a galaxie. Dnes se navíc zaměřuje na složitější nebo vzdálenější cíle, jako jsou černé díry, temná hmota nebo temná energie.

Mnoho moderních technologií implementovaných v astrofyzikálním přístupu umožňuje získávat informace světlem. Studiem elektromagnetického spektra je tato disciplína schopna studovat a znát viditelná i neviditelná astronomická těla pro lidské oko.

Historie astrofyziky

K vývoji astrofyziky jako odvětví astronomie dochází během devatenáctého století. Jeho historie je plná relevantních předchůdců, ve kterých chemie úzce souvisí s optickými pozorováními. Spektroskopie je nejdůležitější studijní technikou pro rozvoj vědy a je zodpovědná za analýzu interakce mezi světlem a hmotou.

Spektroskopie, stejně jako založení chemie jako vědy, byly prvky, které výrazně ovlivnily pokrok astrofyziky. V roce 1802 William Hyde Wollaston, chemik a fyzik anglického původu, objevuje některé tmavé stopy ve slunečním spektru.

Později německý fyzik Joseph von Fraunhofer sám poznamenává, že tyto stopy slunečního optického spektra se opakují ve hvězdách a planetách, jako je Venuše. Odtud odvodil, že se jedná o vlastní vlastnost světla. Spektrální analýza světla, kterou připravil Fraunhofer, byla jedním ze vzorů, které měli sledovat různí astronomové.

Další z nejvýznamnějších jmen je astronom William Huggins. V roce 1864, pomocí spektroskopu, který zřídil ve své observatoři, dokázal pomocí tohoto nástroje zjistit, že bylo možné určit chemické složení a získat některé fyzikální parametry mlhovin.

Například lze zjistit teplotu a hustotu. Hugginsovo pozorování bylo provedeno ke studiu mlhoviny NGC6543, lépe známé jako „Kočičí oko“.

Huggins se spoléhal na Fraunhoferovy studie, aby použil spektrální analýzu slunečního světla a použil ji stejným způsobem pro hvězdy a mlhoviny. Kromě toho Huggins a profesor chemie na King's College London, William Miller, strávili spoustu času prováděním spektroskopických studií pozemních prvků, aby je mohli identifikovat ve studiu hvězd.

Ve dvacátém století byla kvalita objevů omezena omezením nástrojů. Toto motivovalo stavbu týmů se zlepšením, která umožnila nejvýznamnější pokrok k dnešnímu dni.

Vynikající teorie pro studium astrofyziky

Inflační teorie vesmíru

Inflační teorie postuloval fyzik a kosmolog Alan H Guth v roce 1981. Jeho cílem je vysvětlit původ a expanzi vesmíru. Myšlenka „inflace“ naznačuje existenci období exponenciální expanze, ke kterému došlo ve světě během jeho prvních okamžiků formace.

Inflační návrh je v rozporu s teorií Velkého třesku, jedním z nejvíce přijímaných při hledání vysvětlení původu vesmíru. Zatímco Velký třesk očekává, že se expanze vesmíru po explozi zpomalila, inflační teorie uvádí opak. „Inflace“ navrhuje zrychlené a exponenciální rozšíření vesmíru, které by umožnilo velké vzdálenosti mezi objekty a homogenní distribuci hmoty.

Maxwellova elektromagnetická teorie

Jeden z nejzajímavějších příspěvků v historii fyzikálních věd je "Maxwellovy rovnice" v jeho elektromagnetické teorii.

V 1865, James Clerk Maxwell, specializoval se na matematickou fyziku, publikoval dynamickou teorii elektromagnetického pole ve kterém on vystavil rovnice přes kterého on odhalí společné dílo mezi elektřinou a magnetismem, vztah, který byl spekuloval od 18. století..

Rovnice pokrývají různé zákony spojené s elektřinou a magnetismem, jako je Ampèreův zákon, Faradayův nebo Lorentzův zákon.

Maxwell zjistil vztah mezi gravitační silou, magnetickou přitažlivostí a světlem. Dříve byly v rámci astrofyziky hodnoceny pouze vlastnosti, jako je gravitace nebo setrvačnost. Po Maxwellově příspěvku byla představena studie elektromagnetických jevů.

Metody sběru informací

Spektrometr

Fyzik Gustav Kirchhoff a chemik Robert Bunsen, oba Němci, byli tvůrci prvního spektrometru. V roce 1859 prokázali, že každá látka ve svém čistém stavu je schopna přenášet specifické spektrum.

Spektrometry jsou optické přístroje, které umožňují měřit světlo ze specifické části elektromagnetického spektra a následně identifikovat materiály. Obvyklé měření se provádí stanovením intenzity světla.

Prvními spektrometry byly základní hranoly s gradací. V současné době se jedná o automatická zařízení, která lze ovládat počítačem.

Astronomická fotometrie

V astrofyzice je důležitá aplikace fotometrie, protože většina informací pochází ze světla. Ten je zodpovědný za měření intenzity světla, které může pocházet z astronomického objektu. Jako nástroj používá fotometr nebo jej lze integrovat do dalekohledu. Fotometrie může například pomoci určit možnou velikost nebeského objektu.

Astrofotografie

Jde o fotografování astronomických událostí a objektů, to zahrnuje i oblasti oblohy v noci. Jednou z vlastností astrofotografie je schopnost převést vzdálené prvky do obrázků, například galaxií nebo mlhovin.

Větve implementované v observační astrofyzice

Tato disciplína se zaměřuje na sběr dat prostřednictvím pozorování nebeských objektů. Využívá astronomické nástroje a studium elektromagnetického spektra. Většina informací získaných v každé podskupině observační astrofyziky se týká elektromagnetického záření.

Radioastronomie

Jeho předmětem studia jsou nebeské objekty, které jsou schopné vysílat rádiové vlny. Věnuje pozornost astronomickým jevům, které jsou obvykle neviditelné nebo skryté v jiných částech elektromagnetického spektra.

K pozorování na této úrovni se používá radioteleskop, nástroj určený k vnímání činností rádiových vln.

Infračervená astronomie

Je to větev astrofyziky a astronomie, ve které se studuje a detekuje infračervené záření z nebeských objektů ve vesmíru. Tato větev je poměrně široká, protože všechny objekty jsou schopné emitovat infračervené záření. To znamená, že tato disciplína zahrnuje studium všech existujících objektů ve vesmíru.

Infračervená astronomie je také schopna detekovat chladné objekty, které nemohou být vnímány optickými nástroji, které pracují s viditelným světlem. Hvězdy, částečkové mraky, mlhoviny a další jsou některé z vesmírných objektů, které lze vnímat.

Optická astronomie

Je známá také jako astronomie viditelného světla, jedná se o nejstarší studijní metodu. Nejpoužívanějšími nástroji jsou dalekohled a spektrometry. Tento typ přístroje pracuje v rozsahu viditelného světla. Tato disciplína se liší od předchozích oborů, protože nestuduje neviditelné světelné objekty.

Umělec dojem výbuchu paprsků gama

]

Astronomie gama paprsků

Je to ten, kdo má na starosti studium těch jevů nebo astronomických objektů, které jsou schopné generovat gama paprsky. Jedná se o záření s velmi vysokou frekvencí, vyšší než rentgenové záření, a jejich zdrojem je radioaktivní objekt.

Gama paprsky mohou být umístěny mimo jiné v astrofyzikálních systémech s vysokou energií, jako jsou černé díry, trpasličí hvězdy nebo zbytky supernovy.

Relevantní koncepty

Elektromagnetické spektrum

Jedná se o rozsah distribuce energie vztahující se k elektromagnetickým vlnám. Ve vztahu ke konkrétnímu objektu je definováno jako elektromagnetické záření, které je schopné emitovat nebo absorbovat jakýkoli předmět nebo látku na Zemi i ve vesmíru. Spektrum zahrnuje jak světlo viditelné pro lidské oko, tak to, co je neviditelné.

Astronomický objekt

V astronomii se astronomický nebo nebeský objekt nazývá jakákoli entita, množina nebo fyzické složení, které se přirozeně nachází uvnitř pozorovatelné části vesmíru. Astronomické objekty mohou být planety, hvězdy, měsíce, mlhoviny, planetární systémy, galaxie, asteroidy a další.

Záření

Vztahuje se na energii, která může pocházet ze zdroje a cestovat vesmírem a dokonce být schopna proniknout jinými materiály. Některé známé typy záření jsou rádiové vlny a světlo. Jiným typem známého záření je „ionizující záření“, které je generováno prostřednictvím zdrojů, které emitují nabité částice nebo ionty.

Reference

1. Druhy astronomických spekter. Australia Telescope National Facility. Obnoveno z atnf.csiro.au
2. Astronomický objekt. Wikipedia, encyklopedie zdarma. Obnoveno z en.wikipedia.org
3. Spektrometry Spectometry.com. Obnoveno z spectometry.com
4. Co je to záření? Specialista na radiační ochranu. Společnost pro fyziku zdraví. Obnoveno z hps.org
5. Fjordman (2018). Historie astrofyziky - část 1. Brussels journal. Obnoveno z webu brusselsjournal.com
6. Astronomie viditelného světla. Wikipedia, encyklopedie zdarma. Obnoveno z en.wikipedia.org
7. Editors of Encyclopaedia Britannica (2019). Gama-astronomie. Encyclopædia Britannica, inc. Obnoveno z britannica.com
8. IR Astronomie: Přehled. Vědecké a datové centrum pro astrofyziku a planetární vědy. Obnoveno z ipac.caltech.edu
9. Bachiller R (2009) 1864. Huggins a narození astrofyziky. Svět. Obnoveno z elmundo.es
10. Astrofyzika. Wikipedia, encyklopedie zdarma. Obnoveno z en.wikipedia.org
11. Radio Astronomy je: Průzkum a objev. Národní radioastronomická observatoř. Obnoveno z adresy public.nrao.edu
12. (2017) Co říká inflační teorie o vesmíru? Mezinárodní univerzita ve Valencii. Obnoveno z universidadviu.es
13. Bakalář R. (2015). 1865. Maxwellovy rovnice transformují svět. Kroniky kosmu. Svět. Obnoveno z elmundo.es