fred hoyle-astronomija

Download Fred Hoyle-Astronomija

Post on 12-Apr-2015

236 views

Category:

Documents

22 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Astronomija

TRANSCRIPT

Nekoliko slika sa Hubble-aNapomena: Knjiga je izala PRIJE 1970.g, dakle Hubble svemirski teleskop nije postojao...

Sombrero galaksija u infracrvenom...

Hodge 301 Cluster Multiple Generations of Stars in theTarantula Nebula..

Barred Spiral Galaxy NGC 1300

Antennae Galaxies / NGC 4038-4039

FRED HOYLE

ASTRONOMIJASadrajPREDGOVOR 6

1. poglavlje ZEMLJA I NEBO 2. poglavlje ASTRONOMSKI INSTRUMENTI 3. poglavlje KRETANJE PLANETA I DREVNA ASTRONOMIJA 4. poglavlje KOPERNIK I KEPLER 5. poglavlje TEORIJA GRAVITACIJE 6. poglavlje RAZDOBLJE POSLIJE NEWTONA 7. poglavlje OPTIKI INSTRUMENTI I PRIRODA SVJETLOSTI 8. poglavlje ROENJE MODERNE ASTRONOMIJE 9. poglavlje ZVIJEZDE KAO TERMONUKLEARNI REAKTORI 10. poglavlje STRUKTURA NAE GALAKTIKE 11. poglavlje GALAKTIKE I IRENJE SVEMIRA Dodatak:HiPARHOVE I PTOLEMEJEVE KONSTRUKCIJE EPICIKLA

... 8 30 70 100 130 152 188 218 248 270 302328

5

PREDGOVOR

U ovoj sam knjizi pokuao upoznati itaoca s razvojem astronomije od naj ranije poznatih astronomskih otkria pa sve do najnovijih spoznaja. Ilustracije, koje su opseno i uspjeno opremili moje kolege u ovom pothvatu, namijenjene su kao stvarna pomo u praenju teksta, a ne da knjiga ljepe izgleda. Astronomija je najstarija znanost, kako se esto kae. Ali, astronomija je, u izvjesnom smislu, i najmlaa znanost, to se esto ne uvia. Veliki napredak u fizici tokom prve treine ovog stoljea odrazio se plodonosno u astronomiji do naih dana. Uenjaci su dolazili sve vie i vie do spoznaje da se samo vrlo ogranien opseg eksperimenata moe izvesti u laboratoriju na Zemlji. Svemir se snabdio mnogo finijim i mnogo raznovrsnijim laboratorijem, s mogunostima koje se nikad ne bi mogle ostvariti ovdje na Zemlji. U laboratoriju na Zemlji nikad se nee proizvesti supernova zvijezda, premda su se mnogi procesi, koji izazivaju eksploziju ovih zvijezda, zaista prouavali eksperimentima na Zemlji. Upravo se tu nalazi vanost: u eksperimentima na Zemlji, na sreu, bilo je do voljno otkrivenih fizikalnih zakona, koji su zatim pokazali da imaju ire podru je primjene na stanje cijelog svemira. Meutim, ova situacija nije sasvim nova. Ve su u XIX stoljeu otkria, koja su se odnosila na prirodu i svojstva svjetlosti, imala odraza u astronomiji, ne samo u proirivanju ve postojeih pravaca istraivanja nego i u pokretanju novih pravaca i u pomicanju ravnotee "vanosti" unutar astronomije uope. Imajui ovo u vidu, uoio sam da ne bi bilo dobro pisati potpuno s astronom skog stajalita. U osam poglavlja bavio sam se povijeu razvitka astronomije. Kako je ovaj razvitak bio tako usko povezan s otkriima u fizici, osjetio sam prijeku potrebu da kaem neto o znaenju ovih otkria. italac e nai sasvim iscrpne prikaze o svjetlosti, elektricitetu i magnetizmu. Nuklearna fizika prikazana je u zadnjim poglavljima, gdje su opisane nje ne vane primjene u modernoj astrofizici. Kvantna teorija i teorija relativnosti iznesene su u kraim crtama. Uoio sam da je potrebno dati neka tumaenja u povijesnim poglavljima. U pregledu astronomskih otkria, grkoj se astronomiji mora dati posebno mje sto, jer su mnoge glavne napretke sasvim sigurno postigli Grci. Ipak, precizan opis onoga to se dogodilo izmeu 500. i 200. godine prije nove ere, mislim da se ne da rekonstruirati za dananji svijet. Malo je originalnih rukopisa. Nae poznavanje tog perioda veinom potjee iz loih latinskih tekstova, koji se mo raju protumaiti u svjetlu dananjeg poznavanja - a ovo moda nije uvijek vodilo ispravnom shvaanju onoga to se stvarno zbivalo! Eratostenovo odre ivanje promjera Zemlje je jedan takav primjer. Da li je Eratosten pogrijeio za 17% ili samo za 1/2 %? Ranije generacije povjesniara znanosti uzimali su veu pogreku, loiji rezultat. itajui materijal, osvjedoio sam se u suprotno. Razlika se ne nalazi u bilo kojoj izmjeni dokumentarnog materijala, nego u iz mjeni gledita. U nae doba, uenjaci potpuno priznaju, da su ljudi u prolosti bili isto tako sposobni kao to smo mi danas. Ali se naim djedovima inilo gotovo nepristojno da je Eratosten samo primitivnim instrumentima kojima je raspolagao mogao postii izvanredno toan rezultat. On jednostavno nije imao sposobnosti da naini neto takva! Takoer sam ustanovio da je retrospektivno gledanje imalo utjecaja na mno ge naune prikaze, posebno u najpopularnijim izlaganjima. Vrlo znaajan rad

6

bio je s omalovaavanjem osuen kad god je kasniji razvitak skrenuo istraiva nja novim putovima. Vjerojatno ni jednog velikog ovjeka nije potomstvo tako s prezirom odbacilo kao Ptolemeja, osnivaa teorije o epiciklikom kretanju planeta. Njegova teorija dobro tumai poznate injenice, zapaene u njegovo vrijeme. Ona je preivjela vie od tisuu godina, kao najbolji tuma opaenih kretanja; a poslije njenoga pada, Ptolemejeve geometrijske metode jo su igrale vanu ulogu u presudnim trenucima Keplerova rada. U svakom sluaju, Ptolemej je bio prikazan kao neznatna pojava. Takav stav se pojavio, uvjeren sam, iz neznanja. Malo uenih ljudi misli drugaije, pa ne postoji openito shvaanje da se Ptolemej stvarno upustio u zamrenosti kretanja po elipsi. Ve su u grko doba iz promatranja bile otkrivene posljedice ekscentrinih planetskih staza. Jedna zadovoljavajua teorija ne moe uzeti staze kao krugove, niti krugove sa Suncem u centru. Mislim da najdetaljniji opis Ptolemejeva rada jo nedostaje da bi se ocijenila matematika baza njegovih geometrijskih konstrukcija. Zbog toga sam priloio matematiki dodatak na kraju knjige u kojem sam pokuao protumaiti to je Ptolemeja dovelo do ovih konstrukcija. Na kraju, nekoliko rijei o novim metodama promatranja. Danas postoji prilino rasprostranjeno vjerovanje da e tradicionalne promatrake metode astronomije uskoro ustupiti mjesto direktnim istraivanjima svemira. Moda e tako i biti, ali sumnjam u to, po svom vlastitom uvjerenju. Sve vane nove me tode, koje se pojave, imaju na prvi pogled neograniene mogunosti. Ali poslije jedne ili dvije dekade iskustvo pokazuje da se pojavljuje proces smanjenja kori sti. Svaki znaajniji novi rezultat poinje traiti sve vie u vremenu, naporima i novanim sredstvima nego to je bio sluaj u poetku. Ovaj proces se ve odvija u radio-astronomiji. Prije nekoliko godina mogla su se otkria u radio-astronomiji postii pomou prilino primitivne opreme. Danas nije tako. Novi radioteleskopi, ukoliko se eli da budu uspjeni, moraju se financirati i planirati u velikim skalama. Slina situacija se mora neizbjeno pojaviti i u neposrednom istraivanju svemira. Zbog toga moemo svjesno oekivati da e najbogatiji na rodi nastaviti neogranieno troiti znatne dijelove svojih dohodaka na slanje instrumenata i ljudi u svemirski prostor. Zbog oba ova razloga, mislim da e neposredno istraivanje svemira zajedno s radio-astronomijom konano postii ravnoteu u odnosu na najtradicionalnije metode i mislim da e u toj ravnotei glavni dio astronomije nastaviti da se razvija u mnogim smjerovima, kao to je to bilo u prolosti. Ovo e protumaiti zato nisam napisao knjigu zanesen da se astronomija sutra treba revolucionirati. Ja vidim astronomiju kao neprekidni proces, u ko jem svaka nova metoda ima svoje mjesto u odnosu na cjelinu, ali u kojoj nema posebne metode koja gui ostale.

7

1. poglavlje ZEMLJA I NEBONa je dananji svijet poplavljen promatra moe usmjeriti svoj pogled naunim otkriima. Izgleda da nita u svemirski prostor. Da ovjek nije ne moe sprijeiti takav snaan tok imao te mogunosti, pitanje je da li bi razvoja osim potpunog unitenja o ikad ustanovio smjerove sjevera, juga, vjeka. Meutim, tako nije bilo uvijek. istoka i zapada; a bez tog poznavanja Prvi koraci u znanosti svladani su pri on ne bi nikada nauio da se orijenti je nekoliko tisua godina polagano i ra na veem dijelu Zemljine povrine. probno. Gotovo je sigurno, da nije bilo Bez promatranja pravilnog ritmikog astronomije, ovi poetni, nesigurni kretanja Sunca i zvijezda, on ne bi mo koraci ne bi nikad bili svladani. Jer, gao shvatiti pojam vremena, a bez po astronomija je pramajka znanosti. kuaja mjerenja vremena i orijentacije Sreom se naziva ono to nije uo ne bi se mogao upoznati s problemima biajeno u svakidanjem ivotu. Ona obine geometrije. takoer ima izvanrednu vanost. Naj Obina geometrija, koja se esto manje etiri sretne okolnosti pridoni zove i euklidska geometrija, moe se jele su da je astronomija postala ide shvatiti kao geometrija u kojoj je Pitaalna poetna toka za ovjekov glavni gorin pouak toan. Ako trokut ABC napredak u jednom razdoblju u koje ima pravi kut u B, Pitagorin pouak mu e se prirodne pojave moi protu kae da je kvadrat na stranici AC je maiti i predskazati, u kojem se svijet dnak sumi kvadrata na stranicama nee vie predstaviti kao pozornica za AB i BC. (Pod pravim kutom podrazu odigravanje scena misterija i nepove mijevamo obini kut, koji nastaje kad zanih dogaaja. raspolovimo pravac poznatim postu Zemlja nije planet koji je potpuno pkom ravnalo-estar.) pokriven oblacima. To je prva sretna Meutim, postoje sistemi geometri okolnost, jer da je Zemlja potpuno po je u kojima Pitagorin pouak nije to krivena oblacima, kao planet Venera, an. Takve geometrije su prvi postavili ovjekove intelektualne snage ne bi se Lobaevski i Riemann sredinom XIX nikad mogle razviti. U svakom trenu stoljea. One su isto tako u skladu tku polovina Zemlje je pokrivena obla kao obina geometrija, ali su mnogo cima, dok je ostali dio bez naoblake. tee i kompliciranije, pa je i rad s nji Meutim, oblaci se pomiu, pa je obla ma sloeniji. ni pokrov negdje ei, a negdje rjei, ali uvijek ima dana kad je vedro i kad

8

Gore: Kretanje oblaka iznad junog dijela Grke. Dolje: Snimak dijela Zemlje pokri vene oblacima u trenutku snimanja kamerom smjete nom na raketi. Budui da je taj oblani pokrov djelomi an i nestalan, mogao je ve primitivan ovjek gledati iz bilo kojeg podruja Zemlje u nebo i stei osjeaje za vrijeme i orijentaciju. On o tome ne bi nita saznao da je Zemlja potpuno pokrivena oblacima kao planet Venera.

9

Jo su mezop