VẬT LÝ THIÊN VĂN: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, LỊCH SỬ, LÝ THUYẾT, CÁC NGÀNH - ARTE - 2024

Các vật lý thiên văn có trách nhiệm kết hợp các phương pháp tiếp cận của vật lý và hóa học để phân tích và giải thích tất cả các cơ quan trong không gian như các ngôi sao, hành tinh, thiên hà, và do đó trên . Nó xuất hiện như một nhánh của thiên văn học và là một phần của khoa học liên quan đến việc nghiên cứu Vũ trụ.

Một phần của đối tượng nghiên cứu liên quan đến việc tìm kiếm sự hiểu biết về nguồn gốc của sự sống trong Vũ trụ và chức năng hoặc vai trò của con người trong đó. Ví dụ, cố gắng khám phá xem các môi trường có điều kiện thuận lợi cho sự sống phát triển như thế nào trong một hệ hành tinh.

Vật lý thiên văn nghiên cứu các vật thể trong không gian về cấu trúc và thành phần hóa học và vật lý của chúng. Quang phổ điện từ là nguồn thông tin chính của bạn. Hình ảnh được cung cấp bởi WikiImages từ Pixabay

Đối tượng nghiên cứu

Vật lý thiên văn có đối tượng nghiên cứu là giải thích nguồn gốc và bản chất của các thiên thể. Một số yếu tố mà nó xem xét là mật độ, nhiệt độ, thành phần hóa học và độ sáng.

Nhánh thiên văn học này sử dụng quang phổ điện từ làm nguồn thông tin chính cho bất kỳ mục tiêu thiên văn nào trong vũ trụ. Các hành tinh, ngôi sao và thiên hà, trong số những hành tinh khác, được nghiên cứu. Ngày nay, nó tập trung vào các mục tiêu phức tạp hơn hoặc xa hơn như lỗ đen, vật chất tối hoặc năng lượng tối.

Phần lớn công nghệ hiện đại được thực hiện trong phương pháp tiếp cận vật lý thiên văn giúp chúng ta có thể thu được thông tin nhờ ánh sáng. Với việc nghiên cứu về phổ điện từ, ngành học này có khả năng nghiên cứu và biết được cả những thiên thể có thể nhìn thấy và không nhìn thấy được bằng mắt người.

Lịch sử vật lý thiên văn

Sự xuất hiện của vật lý thiên văn như một nhánh của thiên văn học xảy ra trong thế kỷ XIX. Lịch sử của nó có đầy đủ các tiền nhân liên quan, trong đó hóa học liên quan chặt chẽ đến các quan sát quang học. Quang phổ là kỹ thuật nghiên cứu quan trọng nhất đối với sự phát triển của khoa học và có nhiệm vụ phân tích sự tương tác giữa ánh sáng và vật chất.

Quang phổ, cũng như việc thành lập hóa học như một khoa học, là những yếu tố có ảnh hưởng đáng kể đến sự tiến bộ của vật lý thiên văn. Năm 1802 William Hyde Wollaston, nhà hóa học và vật lý học người Anh, phát hiện ra một số vết đen trong quang phổ mặt trời.

Sau đó, nhà vật lý người Đức Joseph von Fraunhofer đã tự ghi nhận rằng những dấu vết này của quang phổ mặt trời được lặp lại trong các ngôi sao và hành tinh như sao Kim. Từ đây ông suy ra rằng đây là một đặc tính cố hữu của ánh sáng. Phân tích quang phổ của ánh sáng, do Fraunhofer chuẩn bị, là một trong những mô hình được các nhà thiên văn học theo.

Một trong những cái tên nổi bật nhất là của nhà thiên văn học William Huggins. Năm 1864, thông qua một kính quang phổ mà ông đã đặt trong đài quan sát của mình, ông đã có thể phát hiện ra bằng cách sử dụng thiết bị này rằng thành phần hóa học có thể được xác định và một số thông số vật lý của tinh vân.

Ví dụ, nhiệt độ và mật độ có thể được tìm thấy. Quan sát của Huggins được thực hiện để nghiên cứu tinh vân NGC6543, hay còn được gọi là "Mắt mèo".

Huggins đã dựa trên các nghiên cứu của Fraunhofer để áp dụng phân tích quang phổ của ánh sáng mặt trời và sử dụng nó theo cách tương tự đối với các ngôi sao và tinh vân. Ngoài ra, Huggins và giáo sư hóa học tại Đại học King's College London, William Miller, đã dành nhiều thời gian để thực hiện các nghiên cứu quang phổ trên các nguyên tố trên cạn để có thể xác định chúng trong các nghiên cứu về các vì sao.

Đến thế kỷ 20, chất lượng của những khám phá bị kìm hãm bởi những hạn chế về công cụ. Điều này thúc đẩy việc xây dựng các nhóm với những cải tiến cho phép tiến bộ đáng kể nhất cho đến nay.

Các lý thuyết nổi bật cho nghiên cứu vật lý thiên văn

Lý thuyết lạm phát của vũ trụ

Lý thuyết lạm phát được nhà vật lý và vũ trụ học Alan H Guth đưa ra vào năm 1981. Nó nhằm mục đích giải thích nguồn gốc và sự giãn nở của vũ trụ. Ý tưởng về "lạm phát" cho thấy sự tồn tại của một khoảng thời gian mở rộng theo cấp số nhân đã xảy ra trên thế giới trong những thời điểm đầu tiên hình thành.

Đề xuất lạm phát mâu thuẫn với lý thuyết Vụ nổ lớn, một trong những lý thuyết được chấp nhận nhiều nhất khi tìm kiếm lời giải thích về nguồn gốc của vũ trụ. Trong khi Vụ nổ lớn kỳ vọng rằng sự giãn nở của vũ trụ đã chậm lại sau vụ nổ, thì lý thuyết lạm phát lại khẳng định điều ngược lại. "Lạm phát" đề xuất sự giãn nở theo cấp số nhân và gia tốc của vũ trụ cho phép tạo ra khoảng cách lớn giữa các vật thể và sự phân bố đồng nhất của vật chất.

Lý thuyết điện từ của Maxwell

Một trong những đóng góp thú vị nhất trong lịch sử khoa học vật lý là "phương trình Maxwell" trong lý thuyết điện từ của ông.

Năm 1865, James Clerk Maxwell, chuyên ngành vật lý toán học, xuất bản Lý thuyết động lực học của trường điện từ, trong đó ông đưa ra các phương trình mà qua đó ông tiết lộ sự hoạt động chung giữa điện và từ, một mối quan hệ đã được suy đoán từ thế kỷ 18. .

Các phương trình bao gồm các định luật khác nhau liên quan đến điện và từ, chẳng hạn như định luật Ampère, Faraday hoặc định luật Lorentz.

Maxwell đã phát hiện ra mối quan hệ giữa lực hấp dẫn, lực hút từ và ánh sáng. Trước đây, trong vật lý thiên văn chỉ đánh giá các đặc tính như lực hấp dẫn hoặc quán tính. Sau sự đóng góp của Maxwell, việc nghiên cứu các hiện tượng điện từ đã được giới thiệu.

Phương pháp thu thập thông tin

Máy quang phổ

Nhà vật lý Gustav Kirchhoff và nhà hóa học Robert Bunsen, đều là người Đức, là những người đã tạo ra quang phổ kế đầu tiên. Năm 1859, họ đã chứng minh rằng mỗi chất ở trạng thái tinh khiết của nó có khả năng truyền một quang phổ cụ thể.

Quang phổ kế là dụng cụ quang học có thể đo ánh sáng từ một phần cụ thể của quang phổ điện từ và sau đó xác định vật liệu. Phép đo thông thường được thực hiện bằng cách xác định cường độ của ánh sáng.

Các máy quang phổ đầu tiên là những lăng kính cơ bản có sự chuyển màu. Hiện tại, chúng là những thiết bị tự động có thể được điều khiển bằng máy tính.

Phép đo quang thiên văn

Trong vật lý thiên văn, ứng dụng của phép đo quang là rất quan trọng, vì phần lớn thông tin đến từ ánh sáng. Cái thứ hai chịu trách nhiệm đo cường độ ánh sáng có thể đến từ một vật thể thiên văn. Nó sử dụng một quang kế như một công cụ hoặc nó có thể được tích hợp vào kính thiên văn. Phép đo quang có thể giúp xác định, ví dụ, độ lớn có thể có của một thiên thể.

Chụp ảnh thiên văn

Đó là về việc chụp ảnh các sự kiện và vật thể thiên văn, điều này cũng bao gồm các khu vực trên bầu trời vào ban đêm. Một trong những phẩm chất của chụp ảnh thiên văn là có thể chuyển các yếu tố ở xa thành hình ảnh, ví dụ, các thiên hà hoặc tinh vân.

Các nhánh được thực hiện trong vật lý thiên văn quan sát

Ngành học này tập trung vào việc thu thập dữ liệu thông qua việc quan sát các thiên thể. Nó sử dụng các công cụ thiên văn và nghiên cứu quang phổ điện từ. Phần lớn thông tin thu được trong mỗi nhánh con của vật lý thiên văn quan sát có liên quan đến bức xạ điện từ.

Thiên văn vô tuyến

Đối tượng nghiên cứu của nó là các thiên thể có khả năng phát ra sóng vô tuyến. Nó chú ý đến các hiện tượng thiên văn thường không nhìn thấy hoặc ẩn trong các phần khác của phổ điện từ.

Để quan sát ở cấp độ này, kính thiên văn vô tuyến được sử dụng, một công cụ được thiết kế để cảm nhận các hoạt động của sóng vô tuyến.

Thiên văn học hồng ngoại

Nó là một nhánh của vật lý thiên văn và thiên văn học trong đó bức xạ hồng ngoại từ các thiên thể trong vũ trụ được nghiên cứu và phát hiện. Nhánh này khá rộng vì tất cả các vật thể đều có khả năng phát ra bức xạ hồng ngoại. Điều này ngụ ý rằng ngành học này bao gồm việc nghiên cứu tất cả các vật thể hiện có trong vũ trụ.

Thiên văn học hồng ngoại cũng có khả năng phát hiện các vật thể lạnh mà các dụng cụ quang học làm việc với ánh sáng khả kiến ​​không thể nhận biết được. Các ngôi sao, đám mây hạt, tinh vân và những thứ khác là một số đối tượng không gian có thể nhận biết được.

Thiên văn học quang học

Còn được gọi là thiên văn học ánh sáng nhìn thấy, nó là phương pháp nghiên cứu lâu đời nhất. Các công cụ được sử dụng rộng rãi nhất là kính thiên văn và quang phổ kế. Loại dụng cụ này hoạt động trong phạm vi ánh sáng nhìn thấy. Ngành này khác với các ngành trước vì nó không nghiên cứu các vật thể ánh sáng không nhìn thấy được.

Ấn tượng của nghệ sĩ về vụ nổ tia gamma
]

Thiên văn học tia gamma

Nó là người chịu trách nhiệm nghiên cứu những hiện tượng hoặc vật thể thiên văn có khả năng tạo ra tia gamma. Loại thứ hai là bức xạ có tần số rất cao, cao hơn tia X, và nguồn của chúng là một vật phóng xạ.

Tia gamma có thể nằm trong các hệ thống vật lý thiên văn năng lượng rất cao như lỗ đen, sao lùn hoặc tàn dư siêu tân tinh, trong số những hệ thống khác.

Các khái niệm liên quan

Quang phổ điện từ

Nó là một phạm vi phân bố năng lượng liên quan đến sóng điện từ. Liên quan đến một vật thể cụ thể, nó được định nghĩa là bức xạ điện từ có khả năng phát ra hoặc hấp thụ bất kỳ vật thể hoặc chất nào cả trên Trái đất và trong không gian. Quang phổ bao gồm cả ánh sáng nhìn thấy bằng mắt người và ánh sáng không nhìn thấy được.

Vật thể thiên văn

Trong thiên văn học, một thiên thể hoặc thiên thể được gọi là bất kỳ thực thể, tập hợp hoặc thành phần vật chất nào được tìm thấy tự nhiên trong phần có thể quan sát được của vũ trụ. Các vật thể thiên văn có thể là hành tinh, ngôi sao, mặt trăng, tinh vân, hệ hành tinh, thiên hà, tiểu hành tinh và những thứ khác.

Sự bức xạ

Nó đề cập đến năng lượng có thể đến từ một nguồn và di chuyển trong không gian và thậm chí có thể xuyên qua các vật liệu khác. Một số loại bức xạ đã biết là sóng vô tuyến và ánh sáng. Một loại bức xạ quen thuộc khác là "bức xạ ion hóa" được tạo ra thông qua các nguồn phát ra các hạt hoặc ion mang điện.

Người giới thiệu

1. Các loại Quang phổ Thiên văn. Cơ sở Quốc gia Kính viễn vọng Úc. Được khôi phục từ atnf.csiro.au
2. Vật thể thiên văn. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Khôi phục từ en.wikipedia.org
3. Quang phổ kế Quang phổ.com. Đã khôi phục từ spectometry.com
4. Bức xạ là gì ?. Chuyên gia Bảo vệ bức xạ. Hội Vật lý Y tế. Được khôi phục từ hps.org
5. Fjordman (2018). Lịch sử Vật lý Thiên văn - Phần 1. Tạp chí Brussel. Được khôi phục từ Brusseljournal.com
6. Thiên văn học ánh sáng khả kiến. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Khôi phục từ en.wikipedia.org
7. Các biên tập viên của Encyclopaedia Britannica (2019). Thiên văn học tia gamma. Encyclopædia Britannica, inc. Phục hồi từ britannica.com
8. IR Astronomy: Tổng quan. Khoa học & Trung tâm Dữ liệu cho Vật lý Thiên văn & Khoa học Hành tinh. Đã khôi phục từ ipac.caltech.edu
9. Bachiller R (2009) 1864. Huggins và sự ra đời của Vật lý thiên văn. Thế giới. Phục hồi từ elmundo.es
10. Vật lý thiên văn. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Khôi phục từ en.wikipedia.org
11. Radio Astronomy là: Thám hiểm và Khám phá. Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia. Đã khôi phục từ public.nrao.edu
12. (2017) Thuyết lạm phát nói gì về Vũ trụ ?. Đại học Quốc tế Valencia. Được phục hồi từ Universalidadviu.es
13. Cử nhân R. (2015). 1865. Phương trình Maxwell biến đổi thế giới. Biên niên sử của vũ trụ. Thế giới. Phục hồi từ elmundo.es