3. Формирование неклассической космологии XIX – первой пол. 20 веков

3.1. Особенности астрофизики XIX века.

Девятнадцатый век – это век становления и быстрого развития астрофизики. В то время, учёные уделяли вниманию принципы устройства и эволюции небесных тел, физика процессов, которые происходят в космическом пространстве.

Астрофизика от физики взяла методы изучения, а от астрономии взяла большой спектр исследования.

Сам термин «астрофизика» появился в середине 60-х гг. XIX века, благодаря немецкому астроному Иоганну Цёлльнеру.

Спектральный анализ XIX века.

В 1801 г. английский физик Уильям Волластон (1766-1828) открыл ультрафиолетовые лучи, а годом позже, построил свой спектроскоп. Наведя спектроскоп на солнце, заметил, что солнечный спектр пересекают узкие тёмные линии.

Волластон не смог объяснить что это, и спустя 12 лет, немецкий физик Йозеф Фраунгофер, обнаружив это, объяснил это тем, что их поглощают газами атмосферой Солнца. Используя явление дифракции света, он измерил длину волн линий, которые называются фраунгоферовые.

В 1833 г. шотландский физик Дэвид Брюстер (1781-1868), обратил внимание на группу полос в солнечном спектре, и по мере того, как Солнце опускалось к горизонту, от этого интенсивность увеличивалось.

Спустя почти 30 лет, в 1862 г., французский астрофизик Пьер Жансен (1824-1907) объяснил эти полосы. Теллурические полосы – это полосы, которые возникают при поглощении солнечных лучей газами земной атмосферы.

К середине века, физики довольно таки хорошо изучили спектры святящихся газов. Но всё равно, всё на том, же месте в спектре Солнца, наблюдалась чёрная линия.

В 1859 г. немецкий физик Густав Кирхгов (18241887) и химик Роберт Бунзен (1811-1899) сравнивая длины волн фраунгоферовых линий в спектре Солнца и линий изучений паров различных веществ, обнаружили на Солнце магний, кальций, хром, железо, натрий и др. металлы.

В 1862 г. шведский физик и астроном (1814-1874) Андрес Ангстрем, обнаружил в солнечном спектре водород – самый распространённый в природе элемент.

В 1868 г. французский астрофизик Пьер Жансен, еще до находки гелия на Земле в 1895 г., заметил яркую жёлтую линию в спектре Солнца вблизи двойной линии натрия.

Так, как успехи в спектроскопии Солнца были хорошие, учёные решили проводить такой анализ и на звёздах. Главную роль в развитии звёздной спектроскопии сыграл итальянский астрофизик Анджело Секки (1818-1878) изучил спектры 4 тыс. звёзд и построил первую классификацию звёздных спектров и раздели их на 4 класса. Также, он выполнил один из первых спектральный анализ планет. Наблюдая за Юпитером, в красной части спектра Юпитера, он обнаружил широкую тёмную полосу, и как оказалось, эта полосу принадлежала метану.

Уильям Хёггинс (1824-1910) обнаружил сходство спектров многих звёзд со спектром Солнца. Он показал, что свет испускается его раскалённой поверхностью, поглощаясь после этого газами солнечной атмосферы. Также, Хёггинс изучал газовые туманности, и именно он доказал, что они газовые, состоящие из отдельных линий излучения.

Астроспектроскопия делала всё больше и больше успехов. В 1890 г. Гарвардская обсерватория выпустила огромный каталог звёздных спектров, содержавшие в себе 10 350 звёзд. Этот каталог был посвящён Генри Дрэперу, американскому любителю астрономии, который один из первых начал применять фотографию в астрономии.

В связи с этим, далее мне хочется рассказать о применении фотографии в 19 веке. Ведь как мы знаем, 19 век, сделал большой скачок в технологиях, и подарил нам первые фотографии, движущиеся картинки, а именно киноплёнку, и многое-многое другое.

Самое применение фотографии имело, как и большое значение в астрономии, так и огромное преимущество визуального наблюдения, да и как в последствие, это помогло и как для памяти того, чего видели, так и для сравнения в будущем.

В 1839 г. французский изобретатель Луи Дагер (1787-1851) придумал способ получения скрытого изображения на металлической пластинке из йодистого серебра и это он проявлял парами ртути. Появились, так называемы дагерротипы, первые портреты людей, или, прототипы первых фотографий.

Директор Парижской обсерватории Доминик Араго указал на очень хорошие перспективы применений фотографий в науке, и в частности в астрономии. И уже в 1840 г. были полученные первые дагерротипы Луны, Солнца, звёзд и т.д.

Недостаток дагерротипов был в том, что из-за того, что нужно было снимать вторично, дагератипов невозможно было снимать вторично.

В 1851 г. англичанин Ф. Скотт-Арче придумал мокрый коллоидный способ. Пластинки заливались слоем коллоида, что впоследствии получилось, что время проявления сократилось в 100 раз, а изображение улучшилось.

Фотография всё больше проникла в практику при астрономических наблюдений, и в 1891 г. с помощью фотографии Вольф Макс открыл первую малую планета 323 Бруций. Всего, он открыл 577 малых планет в нашей галактике.

Далее, хочется упомянуть некоторых выдающихся персон и их влияние на космологию XIX века.

Первый, о ком я расскажу, это Василий Яковлевич Струве (1793-1864). Под влиянием физика Георга Паррота начал интересоваться астрономией. Я упомяну, о, более интересных открытий и наблюдений Струве.

Работая в Дерптской обсерватории (Эстония), Струве исследовал определение звёздных параллаксов. Он знал, что тригонометрический параллакс может быть измерён только у самых близких звёзд. Первая, естественно самая ближняя звезда к нам Солнце, затем Проксима Центавра, Центавра А и Центавра Б. Он указал некоторые признаки, по которым можно судить об удалённости звезды.

Эти признаки таковы:

1) это видимый её блеск: чем она ярче, тем она может быть ближе (но не всегда);

2) собственное движение звезды;

3) в случае двойных звёзд нужно учитывать угловое расстояние между компонентами: чем оно меньше, тем более удалена система;

Струве также понимал, что эти признаки справедливы в том случае, если все звёзды имеют одинаковые светимости, скорости и массы.

Также, он впервые указал, что плотность распределения звёзд увеличивается в зависимости о приближения к средней линии Млечного Пути.

Струве определил, изучая среднюю линию Млечного Пути, что Солнце расположено выше главной плоскости звёздной системы.

Он совершил еще одно важное открытие, а именно, доказал, что свет поглощается в межзвёздном пространстве и оценил величину этого поглощения.

Девятнадцатый век в астрофизике, как в науке, в искусстве и в культуре, ознаменовался прорывом технического мира. Благодаря этому веку ХХ век совершил огромный скачок в освоении космоса.