ดาราศาสตร์เป็นศาสตร์แห่งโครงสร้าง ต้นกำเนิด และการพัฒนา คุณค่าของดาราศาสตร์และความสัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์อื่นๆ ดาราศาสตร์และประวัติศาสตร์

1. ดาราศาสตร์ศึกษาอะไร ความเชื่อมโยงของดาราศาสตร์กับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ มีความสำคัญ

ดาราศาสตร์ * เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาการเคลื่อนไหว โครงสร้าง ต้นกำเนิด และการพัฒนาเทห์ฟากฟ้าและระบบของพวกมันความรู้ที่สั่งสมมาจะถูกนำไปใช้ตามความต้องการในทางปฏิบัติของมนุษยชาติ

* (คำนี้มาจากสอง คำภาษากรีก: แอสตรอน - แสงสว่าง, สตาร์อิโนมอส - กฎหมาย)

ดาราศาสตร์ก็เป็นหนึ่งในนั้น วิทยาศาสตร์โบราณมันเกิดขึ้นบนพื้นฐานของความต้องการในทางปฏิบัติของมนุษย์และพัฒนาไปพร้อมกับความต้องการเหล่านั้น ข้อมูลทางดาราศาสตร์เบื้องต้นเป็นที่รู้จักเมื่อหลายพันปีก่อนในบาบิโลน อียิปต์ และจีน และผู้คนในประเทศเหล่านี้ใช้เพื่อวัดเวลาและสำรวจเส้นขอบฟ้า

และในสมัยของเรา ดาราศาสตร์ใช้ในการกำหนดเวลาและที่แน่นอน พิกัดทางภูมิศาสตร์(ในด้านการนำทาง การบิน อวกาศ ธรณีวิทยา การทำแผนที่) ดาราศาสตร์ช่วยในการสำรวจและสำรวจอวกาศ การพัฒนาด้านอวกาศ และการศึกษาดาวเคราะห์ของเราจากอวกาศ แต่นี่ไม่ได้ทำให้งานที่แก้ไขหมดไป

โลกของเราเป็นส่วนหนึ่งของจักรวาล ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ทำให้เกิดการลดลงและไหลไปบนนั้น การแผ่รังสีดวงอาทิตย์และการเปลี่ยนแปลงของมันส่งผลต่อกระบวนการในชั้นบรรยากาศของโลกและกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต กลไกของอิทธิพลของวัตถุในจักรวาลต่างๆ บนโลกก็ได้รับการศึกษาโดยดาราศาสตร์เช่นกัน

หลักสูตรดาราศาสตร์จะสำเร็จการศึกษาด้านฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่คุณได้รับที่โรงเรียน

ดาราศาสตร์สมัยใหม่มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ ชีววิทยาและเคมี ภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา และอวกาศ การใช้ความสำเร็จของวิทยาศาสตร์อื่นๆ จะช่วยเพิ่มคุณค่า กระตุ้นการพัฒนา และเสนองานใหม่ๆ ให้กับพวกเขา

เมื่อศึกษาดาราศาสตร์จะต้องสนใจว่าข้อมูลคืออะไร ข้อเท็จจริงที่แท้จริงและเป็นข้อสันนิษฐานทางวิทยาศาสตร์ที่อาจเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

การศึกษาดาราศาสตร์มีความสำคัญในอวกาศในรัฐและมาตราส่วนที่ไม่สามารถทำได้ในห้องปฏิบัติการ และด้วยเหตุนี้จึงขยายภาพทางกายภาพของโลก ซึ่งเป็นความเข้าใจในเรื่องสสารของเรา ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาแนวความคิดวิภาษวิธี - วัตถุนิยมเกี่ยวกับธรรมชาติ

การคำนวณล่วงหน้าของการเกิดสุริยุปราคาของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ การปรากฏตัวของดาวหาง แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ตามธรรมชาติเกี่ยวกับกำเนิดและวิวัฒนาการของโลกและเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ดาราศาสตร์ยืนยันว่าความรู้ของมนุษย์ไม่มีขีดจำกัด

ในศตวรรษที่ผ่านมา นักปรัชญาอุดมคติคนหนึ่งซึ่งพิสูจน์ข้อจำกัดของความรู้ของมนุษย์ แย้งว่าแม้ว่าผู้คนจะสามารถวัดระยะทางของผู้ทรงคุณวุฒิบางคนได้ แต่พวกเขาก็ยังไม่สามารถระบุองค์ประกอบทางเคมีของดวงดาวได้ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้า การวิเคราะห์สเปกตรัมก็ถูกค้นพบ และนักดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่สร้างองค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์เท่านั้น แต่ยังกำหนดอุณหภูมิของพวกมันด้วย ความพยายามอื่นๆ อีกหลายครั้งที่จะบ่งชี้ถึงขีดจำกัดของความรู้ของมนุษย์ก็พิสูจน์แล้วว่าไม่สามารถป้องกันได้ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงประมาณอุณหภูมิของพื้นผิวดวงจันทร์ในทางทฤษฎีก่อนแล้วจึงวัดจากโลกโดยใช้วิธีเทอร์โมอิลิเมนต์และวิทยุ จากนั้นข้อมูลเหล่านี้ได้รับการยืนยันโดยเครื่องมือของสถานีอัตโนมัติที่สร้างและส่งโดยผู้คนไปยังดวงจันทร์

2. ขนาดของจักรวาล

คุณรู้อยู่แล้วว่า ดาวเทียมธรรมชาติโลก - ดวงจันทร์เป็นเทห์ฟากฟ้าที่อยู่ใกล้เราที่สุด ซึ่งดาวเคราะห์ของเรา รวมถึงดาวเคราะห์น้อยใหญ่อื่นๆ เป็นส่วนหนึ่งของ ระบบสุริยะว่าดาวเคราะห์ทุกดวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ในทางกลับกัน ดวงอาทิตย์ก็เหมือนกับดวงดาวทุกดวงที่มองเห็นบนท้องฟ้า เป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวของเรา - กาแล็กซี ขนาดของกาแล็กซีนั้นใหญ่มาก แม้แต่แสงที่แพร่กระจายด้วยความเร็ว 300,000 กม./วินาที ก็เดินทางจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งได้ภายในหนึ่งแสนปี มีกาแลคซีเช่นนี้อยู่มากมายในจักรวาล แต่พวกมันอยู่ไกลมาก และด้วยตาเปล่าเราสามารถมองเห็นได้เพียงแห่งเดียวเท่านั้น - เนบิวลาแอนโดรเมดา

ระยะห่างระหว่างกาแลคซีแต่ละแห่งมักจะมากกว่าขนาดของมันหลายสิบเท่า เพื่อให้เข้าใจถึงขนาดของจักรวาลได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ลองดูรูปที่ 1 อย่างใกล้ชิด

ดาวฤกษ์เป็นเทห์ฟากฟ้าประเภทหนึ่งที่พบมากที่สุดในจักรวาล ส่วนกาแลคซีและกระจุกดาวก็เป็นหน่วยโครงสร้างพื้นฐาน ช่องว่างระหว่างดวงดาวในกาแลคซีและระหว่างกาแลคซีเต็มไปด้วยสสารที่หายากมากในรูปของก๊าซ ฝุ่น อนุภาคมูลฐาน, การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า, สนามแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็ก

ด้วยการศึกษากฎการเคลื่อนที่ โครงสร้าง ต้นกำเนิด และการพัฒนาของเทห์ฟากฟ้าและระบบของมัน ดาราศาสตร์ทำให้เรามีความคิดเกี่ยวกับโครงสร้างและการพัฒนาของจักรวาลโดยรวม

เป็นไปได้ที่จะเจาะลึกเข้าไปในจักรวาลเพื่อศึกษาธรรมชาติทางกายภาพของเทห์ฟากฟ้าด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์และเครื่องมืออื่น ๆ ที่ดาราศาสตร์สมัยใหม่มีอยู่เนื่องจากความสำเร็จที่ประสบความสำเร็จในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ

วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาจักรวาลและเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดในหมู่มนุษยชาติคือดาราศาสตร์ คำนี้ประกอบด้วยคำภาษากรีกสองคำ: "nomos" - "กฎหมาย" และ "astro" - "luminary, star" เรียกรวมกันว่าคำนี้สามารถแปลได้ว่า "กฎแห่งดวงดาว" ดาราศาสตร์คือการสังเกตท้องฟ้าเป็นเวลานับพันปี เมื่อมีการสะสมความรู้ที่หลากหลาย ควรสังเกตว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ระดับของวิทยาศาสตร์นี้มีสูงมากในสมัยโบราณ

แล้วและตอนนี้

เรารู้จักชื่อของกลุ่มดาวต่างๆ อย่างสม่ำเสมอมาเป็นเวลาหลายสิบศตวรรษ บรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเรารู้จักพวกเขาทั้งหมด พวกเขาสามารถคำนวณพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดทั้งหมดก่อนยุคของเรา ยิ่งไปกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์ก็รู้วิธีทำนายสุริยุปราคาและจันทรุปราคาแล้ว ดาราศาสตร์เป็นศาสตร์หลักในชีวิต คนโบราณ. นักล่าดวงดาวพบทางกลับบ้าน ลูกเรือสำรวจเรือของพวกเขาผ่านมหาสมุทรเปิดโดยดวงดาว งานเกษตรกรรมทั้งหมดเกี่ยวข้องกับวัฏจักรของฤดูกาลที่กำหนด เวลาคำนวณจากผู้ทรงคุณวุฒิ และปฏิทินถูกวาดขึ้น แม้แต่ดวงชะตาของนักโหราศาสตร์ที่ดวงดาวทำนายไว้

ตอนนี้ความต้องการข้างต้นหลายประการได้หายไปแล้ว นาฬิกาทรายไม่จำเป็นต้องคำนวณเส้นทางของเรือและน้ำท่วมในแม่น้ำอีกต่อไปเนื่องจากมีวิธีการทางเทคนิคทุกประเภทปรากฏขึ้น อย่างไรก็ตาม ดาราศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ไม่สามารถมีจุดสิ้นสุดในการพัฒนาได้ และตอนนี้ วิทยาศาสตร์การบินทั้งหมดมีพื้นฐานอยู่บนรากฐานของมัน ด้วยความช่วยเหลือจากวิทยาศาสตร์นี้ มนุษยชาติใช้ระบบการสื่อสาร โทรทัศน์ และสังเกตการณ์โลกจากอวกาศ ดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์ ดาราศาสตร์และฟิสิกส์มีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด มีวิธีการรับรู้ทั่วไปที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

สองดาราศาสตร์

สาระสำคัญของดาราศาสตร์ในสมัยโบราณคือการสังเกต ในวิทยาศาสตร์นี้ การทดลองเป็นไปไม่ได้ เช่นเดียวกับในฟิสิกส์หรือเคมี เนื่องจากบุคคลไม่สามารถเข้าถึงวัตถุประสงค์ของการศึกษาได้ แต่ความสำคัญของดาราศาสตร์ในชีวิตมนุษย์นั้นยิ่งใหญ่มากแม้กระทั่งทุกวันนี้ ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับเทห์ฟากฟ้าได้มาจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับ แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาได้บางส่วน วัตถุท้องฟ้าโดยตรง - สถานีอัตโนมัติสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุด ศึกษาดินของพวกมัน

ข้อเท็จจริงนี้เองที่แบ่งดาราศาสตร์ออกเป็นสองส่วนหลัก - เชิงทฤษฎีและเชิงสังเกต อย่างหลังมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ได้ข้อมูลจากการสำรวจเทห์ฟากฟ้าซึ่งวิเคราะห์โดยใช้ฟิสิกส์และกฎพื้นฐานของมัน และนักดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีก็ได้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ คณิตศาสตร์ และการวิเคราะห์ ซึ่งใช้อธิบายปรากฏการณ์และวัตถุทางดาราศาสตร์ จำเป็นหรือไม่ที่จะกล่าวว่าความสำคัญของดาราศาสตร์ในฐานะวิทยาศาสตร์สำหรับมนุษยชาตินั้นยิ่งใหญ่มาก? ท้ายที่สุดแล้วทั้งสองสาขานี้ไม่ได้แยกจากกัน แต่จะประกอบกัน ทฤษฎีแสวงหาคำอธิบายโดยอิงจากผลลัพธ์ของการสังเกต และผู้สังเกตการณ์จะยืนยันหรือไม่ใช่สมมติฐานและข้อสรุปทางทฤษฎีทั้งหมด

ดาราศาสตร์ในฐานะวิทยาศาสตร์เชิงปรัชญา

คำจำกัดความของศาสตร์แห่ง “ดาราศาสตร์” ปรากฏในสมัยโบราณและดำเนินชีวิตอย่างมีความสุขในสมัยของเรา นี่คือการศึกษากฎพื้นฐานของธรรมชาติของโลกของเราซึ่งเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับจักรวาลอันยิ่งใหญ่ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมในตอนแรกดาราศาสตร์จึงถูกตีความว่าเป็นวิทยาศาสตร์เชิงปรัชญา ด้วยความช่วยเหลือ โลกของตนเองจึงเป็นที่รู้จักโดยอาศัยความรู้เกี่ยวกับวัตถุท้องฟ้า ดวงดาว ดาวเคราะห์ ดาวหาง กาแล็กซี ตลอดจนปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นนอกชั้นบรรยากาศโลกเป็นครั้งคราว เช่น ความส่องสว่างของดวงอาทิตย์ ลมสุริยะ รังสีคอสมิก และอื่นๆ

แม้แต่ความหมายศัพท์ของคำว่า "ดาราศาสตร์" ก็พูดได้เหมือนกัน: กฎของดวงดาวยังใช้ที่นี่บนโลกด้วย เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของจักรวาลอันกว้างใหญ่ที่พัฒนาขึ้นตามกฎข้อเดียว ต้องขอบคุณเขาที่ทำให้มนุษยชาติได้นำเสนอวิวัฒนาการ ฟิสิกส์ เคมี อุตุนิยมวิทยา และวิทยาศาสตร์อื่นๆ ทุกสิ่งในโลกพัฒนาผ่านการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้า เช่น กาแล็กซีก่อตัวและพัฒนา ดวงดาวตายและสว่างขึ้นอีกครั้ง ควรจำไว้เสมอว่าวิทยาศาสตร์อื่นเริ่มต้นจากที่ใด น่าเสียดายอย่างยิ่งที่ตอนนี้ไม่มีดาราศาสตร์ที่โรงเรียน ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับความไพศาลและคุณค่าของโลกนี้ไม่สามารถทดแทนด้วยสิ่งใดๆ ได้

ศตวรรษที่ยี่สิบ

ดังนั้นดาราศาสตร์เชิงสังเกตและดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจึงประกอบขึ้นเป็นวิทยาศาสตร์วิชาชีพ เครื่องมือใหม่ๆ สำหรับการศึกษาอวกาศถูกสร้างขึ้นอย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย บวกกับกล้องโทรทรรศน์ที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นแล้วในสมัยโบราณ ข้อมูลถูกรวบรวมและประมวลผล จากนั้นนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีได้แนะนำแบบจำลองที่พวกเขาสร้างขึ้น ไม่ว่าจะเป็นแบบจำลองเชิงวิเคราะห์หรือคอมพิวเตอร์

ความหมายของคำว่า "ดาราศาสตร์" มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมากในทุกสาขาวิชาของวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ เนื่องจากแม้แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพที่มีชื่อเสียงก็ยังถูกสร้างขึ้นจากกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ดาราศาสตร์ และที่น่าสนใจคือ การค้นพบส่วนใหญ่ทำโดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่น นี่เป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์เพียงไม่กี่แห่งที่ผู้คนภายนอกสามารถมีส่วนร่วมในการสังเกตและรวบรวมข้อมูลได้

ดาราศาสตร์และโหราศาสตร์

เด็กนักเรียนยุคใหม่ (และแม้กระทั่งนักเรียน) มักจะสร้างความสับสนให้กับระบบวิทยาศาสตร์และความเชื่อ แต่ยังขาดบทเรียนที่เหมาะสม โปรแกรมของโรงเรียน. โหราศาสตร์ถือเป็นวิทยาศาสตร์เทียมมานานแล้ว ซึ่งอ้างว่าธุรกิจของมนุษย์ใดๆ แม้แต่ธุรกิจที่เล็กที่สุดก็ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงดาว แน่นอนว่าทั้งสองชื่อนี้มาจากรากเหง้าเดียวกัน แต่ระบบการรับรู้ของทั้งสองนั้นตรงกันข้ามกันโดยสิ้นเชิง

ในทางกลับกัน ดาราศาสตร์ทำให้มนุษย์สามารถเข้าใจกฎของจักรวาลได้อย่างก้าวกระโดด วิทยาศาสตร์นี้ไม่มีทางรู้ได้จนถึงที่สุด จะมีคำถามที่ไม่มีคำตอบมากกว่าคำถามที่พบคำตอบอยู่เสมอ ไม่ว่าจะสร้างอุปกรณ์จำนวนเท่าใดในอวกาศและบนโลก ไม่ว่าจะค้นพบสิ่งที่น่าทึ่งระดับโลกกี่ครั้งก็ตาม นี่เป็นเพียงหยดหนึ่งในมหาสมุทรแห่งความรู้ ในขณะนี้เรายังไม่สามารถบอกได้อย่างแน่ชัดว่ากำเนิดของมวลดาวฤกษ์ในสเปกตรัมทั้งหมดของมันหรือตอบคำถามของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอื่นในจักรวาลทั้งเชิงบวกและเชิงลบ ไม่สามารถอธิบาย Fermi Paradox ได้ ลักษณะของความมืดนั้นไม่ชัดเจน เราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับช่วงเวลาของการดำรงอยู่ของจักรวาล รวมถึงวัตถุประสงค์เฉพาะของการดำรงอยู่ของมัน

ดาราศาสตร์และประวัติศาสตร์

เมื่อเรียนรู้ที่จะแยกแยะระหว่างดวงดาวและดาวเคราะห์ นักดาราศาสตร์โบราณเชื่อมโยงความรู้นี้เข้ากับความมีชัย โดยระบุเทห์ฟากฟ้าทั้งหมดที่รู้จักด้วยวิญญาณและเทพเจ้า จากนั้นสาขาวิทยาศาสตร์ทางตันก็ปรากฏขึ้น - โหราศาสตร์เนื่องจากการเคลื่อนที่ของวัตถุอวกาศทั้งหมดนั้นเชื่อมโยงอย่างแน่นหนากับปรากฏการณ์ทางโลกล้วนๆ - การเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลฝนความแห้งแล้ง

จากนั้นพวกโหราจารย์ก็ปรากฏตัวขึ้น (นักบวช นักบวช และผู้ปฏิบัติงานลัทธิที่คล้ายกัน) ซึ่งถือเป็นนักดาราศาสตร์มืออาชีพ อาคารโบราณหลายแห่ง เช่น วัดจีนหรือสโตนเฮนจ์ ผสมผสานสองหน้าที่เข้าด้วยกันอย่างชัดเจน - ดาราศาสตร์และศาสนา

ตะวันออกและตะวันตก

มีการทำสิ่งที่มีประโยชน์มากมายจนความรู้โบราณสามารถใช้เป็นพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ได้ซึ่งเฟื่องฟูที่สุดในปัจจุบัน ตามการเคลื่อนไหวของผู้ทรงคุณวุฒิปฏิทินก็เรียงกัน - ปฏิทินโรมันโบราณยังมีชีวิตอยู่ ในประเทศจีน เมื่อ 2,300 ปีก่อนคริสตกาล หอดูดาวดาราศาสตร์ได้เปิดใช้งานแล้ว ซึ่งอยู่ในภาพนี้

ออราเคิลในประเทศจีนเก็บภาพวาดสุริยุปราคาและการปรากฏของดวงดาวดวงใหม่มาเป็นเวลาสี่พันปีแล้ว ตั้งแต่ศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสต์ศักราช มีบันทึกทางดาราศาสตร์โดยละเอียดในประเทศจีน และในยุโรป ความเจริญทั้งหมดนี้เริ่มต้นเฉพาะในคริสต์ศตวรรษที่ 17 เท่านั้น ในทางกลับกัน ชาวจีนทำนายการปรากฏตัวของดาวหางได้แม่นยำอย่างยิ่งมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว ในสถานที่เดียวกันเมื่อประมาณหกพันปีที่แล้วมีการสร้างแผนที่ดาวดวงแรกขึ้น

กรีกโบราณและโลกอาหรับ

ยุโรปในยุคกลางหยุดการพัฒนาวิทยาศาสตร์ทั้งหมดในดินแดนของตนอย่างสมบูรณ์และสมบูรณ์แม้แต่การค้นพบของชาวกรีกซึ่งกลายเป็นจริงในหลาย ๆ ด้านและมีส่วนช่วยอันทรงคุณค่ามากมายต่อวิทยาศาสตร์แห่งดาราศาสตร์ก็ถูกทำให้บริสุทธิ์ นั่นคือสาเหตุที่ว่าทำไมโบราณวัตถุคลาสสิกถึงสมัยของเราจึงมีบันทึกและการรวบรวมสรุปจำนวนน้อยมาก

แต่ดาราศาสตร์เจริญรุ่งเรืองในประเทศอาหรับและนักบวชของตำบลคริสเตียนที่ห่างไกลที่สุดเมื่อสองพันปีก่อนสามารถคำนวณวันที่แน่นอนของเทศกาลอีสเตอร์ตามเส้นทางของดวงดาวได้ ชาวอาหรับได้แปลผลงานของนักดาราศาสตร์เป็นจำนวนมาก กรีกโบราณและที่นั่นลูกหลานพบต้นฉบับในส่วนลึกของห้องสมุดที่ยังมีชีวิตอยู่ หอดูดาวถูกสร้างขึ้นในประเทศอาหรับตั้งแต่คริสต์ศตวรรษที่ 9 ในเปอร์เซีย กวีและนักวิชาการ โอมาร์ คัยยัม เปรียบเทียบตารางจำนวนมากและปฏิรูปปฏิทินใหม่ ทำให้มีความแม่นยำมากกว่าปฏิทินจูเลียนและใกล้เคียงกับปฏิทินเกรกอเรียนมากขึ้น ในเรื่องนี้เขาได้รับความช่วยเหลือจากการสังเกตเทห์ฟากฟ้าอย่างต่อเนื่อง

กลศาสตร์สวรรค์

แรงโน้มถ่วงสากลกลายเป็นที่รู้จักไปทั่วโลกต้องขอบคุณไอแซกนิวตัน เด็กนักเรียนทุกวันนี้ได้ยินชื่อนี้โดยเกี่ยวข้องกับกฎฟิสิกส์สามข้อเท่านั้น พวกเขาไม่ทราบว่ากฎเหล่านี้เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกลศาสตร์ท้องฟ้า เนื่องจากไม่มีบทเรียนดาราศาสตร์ที่โรงเรียน

คงจะเป็นเรื่องน่ายินดีอย่างยิ่งที่ได้รู้ว่าสิ่งของสำคัญชิ้นนี้กลับมาติดอันดับอีกครั้ง เลขาธิการสถาบันวิจัยอวกาศ สถาบันการศึกษารัสเซียวิทยาศาสตร์ Alexander Zakharov มั่นใจว่าการขาดแคลนครูดาราศาสตร์ที่มีอยู่ในประเทศสามารถเติมเต็มได้อย่างรวดเร็วหากวินัยนี้กลับมา หลักสูตร. ผู้อำนวยการท้องฟ้าจำลองในโนโวซีบีร์สค์ เซอร์เก มาสลิคอฟ มั่นใจว่าการคืนดาราศาสตร์ตามแผนที่วางไว้แทบจะไม่เกิดขึ้นเร็วกว่าในห้าหรือหกปีได้ อย่างไรก็ตาม Olga Vasilyeva รัฐมนตรีว่าการกระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์แห่งสหพันธรัฐรัสเซียกล่าวว่าชั่วโมงนี้ต่อสัปดาห์สำหรับการศึกษาวิชาดาราศาสตร์ควรส่งคืนให้กับเด็กนักเรียนโดยเร็วที่สุด

หลายครั้งที่เราเงยหน้าขึ้นมองท้องฟ้ายามค่ำคืนเราสงสัยว่า - มีอะไรอยู่ในอวกาศอันไม่มีที่สิ้นสุดนี้?


จักรวาลเต็มไปด้วยความลับและความลึกลับมากมาย แต่มีวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่าดาราศาสตร์ซึ่งศึกษาจักรวาลมาหลายปีและพยายามอธิบายที่มาของมัน วิทยาศาสตร์นี้คืออะไร? นักดาราศาสตร์ทำอะไรและพวกเขาศึกษาอะไรกันแน่?

คำว่า "ดาราศาสตร์" หมายถึงอะไร?

คำว่า "ดาราศาสตร์" ปรากฏในกรีกโบราณในช่วงศตวรรษที่ 3-2 ก่อนคริสต์ศักราช เมื่อนักวิทยาศาสตร์ เช่น พีธากอรัส และ ฮิปปาร์คัส เป็นที่รู้จักในชุมชนวิทยาศาสตร์ แนวคิดนี้เป็นการผสมผสานระหว่างคำภาษากรีกโบราณสองคำ - ἀστήρ (ดาว) และ νόμος (กฎ) กล่าวคือ ดาราศาสตร์ก็คือกฎแห่งดวงดาว

ไม่ควรสับสนคำนี้กับแนวคิดอื่น - โหราศาสตร์ซึ่งศึกษาผลกระทบของเทห์ฟากฟ้าบนโลกและมนุษย์

ดาราศาสตร์คืออะไร?

ดาราศาสตร์เป็นศาสตร์แห่งจักรวาล ซึ่งกำหนดตำแหน่ง โครงสร้าง และการก่อตัวของเทห์ฟากฟ้า ในยุคปัจจุบันประกอบด้วยหลายส่วน:

- astrometry ซึ่งศึกษาตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของวัตถุอวกาศ

- กลศาสตร์ท้องฟ้า - การกำหนดมวลและรูปร่างของดาวฤกษ์การศึกษากฎการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง


- ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี ซึ่งนักวิทยาศาสตร์พัฒนาแบบจำลองเชิงวิเคราะห์และคอมพิวเตอร์ของเทห์ฟากฟ้าและปรากฏการณ์

– ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ – การศึกษาทางเคมีและ คุณสมบัติทางกายภาพวัตถุอวกาศ

สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่แยกจากกันมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษารูปแบบการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของดวงดาวและดาวเคราะห์ และพิจารณาวิวัฒนาการของเทห์ฟากฟ้า

ในศตวรรษที่ 20 สาขาใหม่ปรากฏในดาราศาสตร์ที่เรียกว่าโบราณคดีดาราศาสตร์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์และชี้แจงความรู้เกี่ยวกับดวงดาวในสมัยโบราณ

ดาราศาสตร์ศึกษาอะไร?

วัตถุทางดาราศาสตร์คือจักรวาลโดยรวมและวัตถุทั้งหมดในนั้น - ดวงดาว ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง กาแล็กซี กลุ่มดาวต่างๆ นักดาราศาสตร์ศึกษาสสารระหว่างดาวเคราะห์และระหว่างดวงดาว เวลา หลุมดำ เนบิวลา และระบบพิกัดท้องฟ้า


กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับอวกาศและการพัฒนาอยู่ภายใต้การดูแลอย่างใกล้ชิดของพวกเขา รวมถึงเครื่องมือทางดาราศาสตร์ สัญลักษณ์ และ

ดาราศาสตร์ปรากฏเมื่อใด?

ดาราศาสตร์เป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดในโลก เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกวันที่ที่แน่นอนของการปรากฏตัว แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าผู้คนศึกษาดวงดาวมาตั้งแต่อย่างน้อยในช่วงสหัสวรรษที่ 6-4 ก่อนคริสต์ศักราช

โต๊ะดาราศาสตร์จำนวนมากที่นักบวชแห่งบาบิโลนทิ้งไว้ ปฏิทินของชนเผ่ามายัน อียิปต์โบราณและจีนโบราณ นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณมีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการพัฒนาดาราศาสตร์และการศึกษาเทห์ฟากฟ้า พีธากอรัสเป็นคนแรกที่แนะนำว่าดาวเคราะห์ของเรามีรูปร่างเหมือนลูกบอล และอริสตาร์คัสแห่งซามอสเป็นคนแรกที่สรุปผลเกี่ยวกับการหมุนรอบดวงอาทิตย์

เป็นเวลานานที่ดาราศาสตร์มีความเกี่ยวข้องกับโหราศาสตร์ แต่ในยุคเรอเนซองส์มันกลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่แยกจากกัน ต้องขอบคุณการถือกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์ นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถค้นพบกาแล็กซีได้ ทางช้างเผือกและเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 พวกเขาตระหนักว่าจักรวาลประกอบด้วยอวกาศกาแลคซีมากมาย

ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของความทันสมัยคือการเกิดขึ้นของทฤษฎีเกี่ยวกับวิวัฒนาการของจักรวาลซึ่งขยายออกไปตามกาลเวลา

ดาราศาสตร์สมัครเล่นคืออะไร?

ดาราศาสตร์สมัครเล่นเป็นงานอดิเรกที่ผู้คนที่ไม่เกี่ยวข้องกับศูนย์วิทยาศาสตร์และการวิจัยมาสังเกตการณ์ วัตถุอวกาศ. ฉันต้องบอกว่าความบันเทิงดังกล่าวมีส่วนสำคัญต่อการพัฒนาดาราศาสตร์โดยรวม


การค้นพบที่น่าสนใจและค่อนข้างสำคัญมากมายเกิดขึ้นโดยมือสมัครเล่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปี พ.ศ. 2420 Evgraf Bykhanov ผู้สังเกตการณ์ชาวรัสเซียเป็นคนแรกที่แสดงมุมมองสมัยใหม่เกี่ยวกับการก่อตัวของระบบสุริยะ และในปี พ.ศ. 2552 Anthony Wesley ชาวออสเตรเลียได้ค้นพบร่องรอยการล่มสลายของวัตถุในจักรวาล (สันนิษฐานว่าดาวหาง) บน ดาวเคราะห์ดาวพฤหัสบดี

ส่วนที่ 1
บทที่ 1

เรื่องของการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของการสังเกต
1.1. การสังเกตทางดาราศาสตร์

ตามตำราเรียน ดาราศาสตร์เป็นศาสตร์แห่งจักรวาลที่ศึกษากำเนิด โครงสร้าง และการพัฒนาเทห์ฟากฟ้าและระบบของพวกมัน ใน ปีที่ผ่านมาเริ่มแยกแยะโดยเฉพาะการวิจัยอวกาศ โดยทำความเข้าใจกับการศึกษาอวกาศรอบนอกโลกและวัตถุอื่นๆ ของระบบสุริยะ นี่เป็นเพราะการพัฒนาวิธีการทางเทคนิค การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเหนือสิ่งอื่นใดคือการสร้างเทห์ฟากฟ้าเทียม เช่น ดาวเทียม ยานอวกาศ ยานสำรวจที่เจาะเข้าไปในอวกาศอันไกลโพ้นซึ่งทำด้วยมือของมนุษย์

แหล่งข้อมูลหลักทางดาราศาสตร์คือการสังเกต อย่าสับสนระหว่างการสังเกตทางดาราศาสตร์กับการไตร่ตรองท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว! บ่อยครั้งที่นักดาราศาสตร์-ผู้สังเกตการณ์มืออาชีพไม่รู้ว่ากลุ่มดาวใดอยู่บนท้องฟ้าและอยู่ที่ไหน เขาอาจจะไม่สนใจเลยว่าดาวฤกษ์ที่สำรวจหรือวัตถุคล้ายดาวอื่นๆ อยู่ในกลุ่มดาวใด รูปภาพของวีรบุรุษในตำนานและสัตว์ต่างๆ บนท้องฟ้า - สำหรับผู้ชื่นชอบดาราศาสตร์

นักดาราศาสตร์-ผู้สังเกตการณ์ไม่ใช่ปราชญ์ที่ยืนอยู่บนระเบียงที่มีกล้องส่องทางไกล (กล้องโทรทรรศน์) แม้ว่า M.V. Lomonosov จะค้นพบบรรยากาศของดาวศุกร์ผ่านกล้องโทรทรรศน์โดยสังเกตรัศมีวาบวับรอบโลก ปรากฏการณ์ดังกล่าวเช่นการปกคลุมดาวฤกษ์ด้วยดาวเทียมและดาวเคราะห์นั้นพบเห็นได้ทั้งในสมัยโบราณและปัจจุบัน จริงอยู่ที่ดวงตาของมนุษย์ถูกแทนที่ด้วยองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อแสง ช่วงเวลาของการครอบคลุมจะถูกวัดโดยเครื่องกำเนิดความถี่มาตรฐานที่มีความแม่นยำสูงพิเศษ การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ได้กลายเป็นการทดลองทางกายภาพที่ทันสมัยที่สุด อย่างไรก็ตาม การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ก็มีความแตกต่างอย่างมากจากการทดลองทางกายภาพเช่นกัน ประการแรก คือ ผู้สังเกตการณ์ (ผู้ทดลอง) ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขในการสังเกตได้ และไม่สามารถมีอิทธิพลต่อวัตถุที่สังเกตได้ ตามกฎแล้วแหล่งที่มาของข้อมูลคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุที่กำลังศึกษาซึ่งผู้สังเกตการณ์ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่เขาสามารถเปลี่ยนตัวรับรังสีนี้และรับคุณสมบัติใหม่ของวัตถุที่กำลังศึกษาได้ การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์สมัยใหม่ดำเนินการในช่วงความถี่ที่กว้างมากตั้งแต่รังสีเอกซ์ไปจนถึงคลื่นวิทยุ การแนะนำ "ดาราศาสตร์" ต่างๆ ขึ้นอยู่กับช่วงความถี่ที่สังเกตได้ - ดาราศาสตร์วิทยุ, อินฟราเรด, ออปติคอล, เอ็กซ์เรย์ ฯลฯ

ดังนั้นการสังเกตทางดาราศาสตร์คืออะไร? เราควรใช้การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของการสังเกตนี้ในขั้นตอนใด การประมวลผลทางคณิตศาสตร์มีหน้าที่อะไรบ้าง? นี่คือคำถามที่เราจะพยายามตอบ

สมมติว่าผู้สังเกตการณ์จำเป็นต้องกำหนดโมเมนต์การเคลื่อนผ่านของดาวฤกษ์ที่กำหนดโดยแค็ตตาล็อกผ่านเส้นลมปราณ ก่อนที่จะเริ่มการสังเกต นักดาราศาสตร์ต้องตั้งกล้องโทรทรรศน์เพื่อให้ดาวฤกษ์อยู่ในขอบเขตการมองเห็นในช่วงเวลาที่เหมาะสม ดังนั้นในการใช้สูตร ผู้สังเกตจะต้องทำนายตำแหน่งของท่อกล้องโทรทรรศน์และโมเมนต์การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ก่อน ข้อมูลนี้จัดทำขึ้นล่วงหน้า ให้เราติดตามวิวัฒนาการของเทคนิคการสังเกตโดยใช้ตัวอย่างนี้ ประการแรก การสังเกตเหล่านี้เกิดขึ้นบนอุปกรณ์ที่อยู่กับที่ (อุปกรณ์ทางเดิน รถสเตชั่นแวกอน ฯลฯ) ในขอบเขตการมองเห็นซึ่งเนื่องจากการหมุนเวียนรายวันทำให้ภาพของดาวเคลื่อนที่ เพื่อระบุช่วงเวลาที่เคลื่อนผ่านเส้นเมอริเดียน ผู้สังเกตการณ์เมื่อ 50 ปีที่แล้วได้นำนาฬิกาโครโนมิเตอร์ที่เต้นเป็นวินาทีอย่างชัดเจนติดตัวไปด้วย ไม่กี่วินาทีก่อนที่ดาวฤกษ์จะเคลื่อนผ่านเส้นแนวตั้งในช่องมองภาพซึ่งระบุด้วยตำแหน่งของเส้นลมปราณ ผู้สังเกตการณ์ "นับวินาที" และติดตามการเคลื่อนที่ของดาวอย่างใกล้ชิด ตัวอย่างเช่น ดาวฤกษ์ข้าม "เส้นเมอริเดียน" ในช่วงเวลาที่โครโนมิเตอร์ตีเหนือวินาทีที่ 19 และ 20 เศษส่วนของวินาทีเหล่านี้ถูกกำหนดโดยไม่ต้องมองขึ้นไปจากช่องมองภาพ โดยประมาณระยะห่างสัมพัทธ์จากดาวฤกษ์ถึงเส้นแนวตั้ง ณ เวลา 19 วินาที ตลอดเส้นทางของดวงดาวเป็นเวลาหนึ่งวินาทีต่อตา วิธีการนี้ซึ่งเป็นที่รู้จักในดาราศาสตร์โบราณว่าวิธีแบบแบรดลีย์ ทำให้ผู้สังเกตการณ์ใช้ความตึงเครียดอย่างมาก ในกรณีนี้ข้อผิดพลาดในการสังเกตสูงสุด 0.1-0.2 วินาทีเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ นักธรณีวิทยาใช้วิธีนี้มาเป็นเวลานานเพื่อระบุพิกัดทางดาราศาสตร์ในสนามและเพื่อกำหนดจุดโหราศาสตร์ การประดิษฐ์ "ไมโครมิเตอร์ที่ไม่มีตัวตน" ช่วยอำนวยความสะดวกในการสังเกตอย่างมาก ตอนนี้ผู้สังเกตการณ์เพียงแต่ต้องให้ดาวที่กำลังเคลื่อนที่อยู่ระหว่างเส้นแนวตั้งใกล้กันสองเส้น นั่นคือเส้นแบ่งครึ่ง และหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าของไมโครมิเตอร์และโครโนมิเตอร์ทำให้สามารถบันทึกกระบวนการทั้งหมดของการเคลื่อนที่ของดาวลงบนเทปกระดาษซึ่งสามารถวัดได้ในสภาพแวดล้อมที่สงบในระหว่างวันในห้องปฏิบัติการ การเปลี่ยนเครื่องบันทึกแผนภูมิเส้นด้วยโครโนกราฟทำให้ไม่จำเป็นต้องวัดแถบดังกล่าวโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ต้องใช้ศิลปะจากผู้สังเกตด้วย เขาจะต้องเคลื่อนเส้นแบ่งครึ่งอย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ เพื่อให้ดาวอยู่ตรงกลางระหว่างเส้นแนวตั้งสองเส้นอย่างเคร่งครัด การประดิษฐ์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อแสงหลายชนิดช่วยให้ผู้สังเกตการณ์รอดพ้นจากการดำเนินการนี้ได้เช่นกัน ตอนนี้โฟโตเซลล์ถูกวางไว้ในมุมมองของท่อ การเปลี่ยนภาพของดาวจากตาแมวหนึ่งไปยังอีกตาแมวจะทำให้เกิดการกระโดด แรงดันไฟฟ้าซึ่งสามารถกำหนดช่วงเวลาได้โดยใช้เครื่องกำเนิดความถี่มาตรฐานพิเศษ สิ่งที่เหลืออยู่คือการส่งสัญญาณเหล่านี้ไปยังบล็อกที่เหมาะสมซึ่งเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะคำนวณด้วยความแม่นยำสูงทันทีที่ดาวฤกษ์เคลื่อนผ่านเส้นลมปราณ บทบาทของผู้สังเกตการณ์ในกรณีนี้คือการทำงานของอุปกรณ์ทั้งหมดให้ถูกต้องแม่นยำรวมทั้งเครื่องมือทางดาราศาสตร์ด้วย

ต้องบอกว่าวิวัฒนาการของเทคนิคการสังเกตไม่ได้จบเพียงแค่นั้น การสังเกตช่วงเวลาของการเคลื่อนที่ของดวงดาวผ่านเส้นลมปราณนั้นดำเนินการโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาทางโหราศาสตร์ของการเคลื่อนที่ของโลก (ธรณีพลศาสตร์) ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างระบบพิกัดพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการศึกษาจักรวาล เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการใช้วิธีการที่แตกต่างจากวิธีดั้งเดิมอย่างมาก แม้แต่เครื่องมือทางดาราศาสตร์เพียงอย่างเดียวเช่นกล้องโทรทรรศน์สำหรับงานทางดาราศาสตร์บางอย่างก็กลายเป็นประวัติศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของขั้วโลกและการหมุนที่ไม่สม่ำเสมอของโลก มีการใช้คลื่นวิทยุอินเทอร์เฟอโรเมทรี (VLBI) เส้นพื้นฐานที่ยาวมาก ระยะเลเซอร์ของดาวเทียม และระบบ "การระบุตำแหน่งทั่วโลก" ของดาวเทียม วิธีการทั้งหมดนี้ปรากฏขึ้นเมื่อไม่นานมานี้เมื่อการสำรวจอวกาศกลายเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับโลกและจักรวาล

การถ่ายภาพดาราศาสตร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ บนแผ่นภาพถ่ายที่มีคุณสมบัติไวต่อแสงที่จำเป็น จะได้ภาพถ่ายของส่วนต่างๆ ของท้องฟ้า ดาวเคราะห์และดาวเทียม สเปกตรัมของดวงดาว และวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ขณะนี้เป็นไปได้ (แม้ว่าจะมีราคาแพงมาก!) ในการวางกล้องดาราศาสตร์ - โหราศาสตร์ - บนยานอวกาศที่ไม่มีชั้นบรรยากาศ ซึ่งทำให้การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์บนโลกเป็นเรื่องยาก ภาพถ่ายที่น่าประทับใจของพื้นผิวดาวอังคาร ดวงจันทร์ วงแหวนของดาวเสาร์ และแม้กระทั่งดาวพฤหัสบดี ซึ่งไม่เคยมีใครรู้จักมาก่อน ได้มาจากยานอวกาศ ตอนนี้ภาพของวัตถุที่กำลังศึกษานั้นไม่เพียงได้รับจากแผ่นถ่ายภาพเท่านั้น แต่ยังได้รับบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและแม้กระทั่งในรูปแบบสี (ของจริง, ของเทียม) จานถ่ายรูปใน ดาราศาสตร์สมัยใหม่แทนที่เมทริกซ์ CCD ซึ่งเป็นดวงตาประกอบซึ่งธรรมชาติให้แมลงมา นี่คือชุดไมโครโฟโตเซลล์ (พิกเซล) ที่อัดแน่นกันหนาแน่นในพื้นที่เล็กๆ ซึ่งแต่ละพิกเซลจะเปลี่ยนประจุไฟฟ้าเมื่อแสงสว่างเปลี่ยนไป รูปภาพของวัตถุบนเมทริกซ์ CCD จะถูกแปลเป็นภาษาตัวเลขและป้อนลงในคอมพิวเตอร์ ในทางกลับกัน ตามคำขอของผู้ปฏิบัติงาน จะแสดงรูปภาพบนจอแสดงผลทั้งหมดหรือแยกส่วนตามขนาดที่แตกต่างกัน ดาวหางฮัลเลย์ซึ่งโคจรใกล้ดวงอาทิตย์ได้รับการศึกษาในลักษณะนี้เมื่อไม่นานมานี้ (พ.ศ. 2529) เพื่อจะดูมัน ยานอวกาศที่บินใกล้กับดาวหางได้รับการติดตั้งดวงตา "อิเล็กทรอนิกส์" เหล่านี้

แล้วจุดประสงค์ของการสังเกตทางดาราศาสตร์คืออะไร? ไม่เพียงแต่จะได้ภาพวัตถุในจักรวาลเท่านั้นถึงแม้ว่ามันจะน่าสนใจก็ตาม ภารกิจหลักของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์คือการได้รับ ข้อมูลเชิงสังเกต(ข้อมูล) เกี่ยวกับวัตถุที่กำลังศึกษา: พิกัดบนทรงกลมท้องฟ้า บนแผ่นภาพถ่าย การกระจายความหนาแน่นที่ดำคล้ำในภาพสเปกตรัม ฯลฯ ข้อมูลทั้งหมดนี้แสดงเป็นตัวเลข ตาราง กราฟ ผลการสำรวจดาวเคราะห์น้อยคือพิกัดสองพิกัดบนทรงกลมท้องฟ้าและโมเมนต์ของการสังเกต การสังเกตการณ์สเปกตรัมดาวฤกษ์สามารถบันทึกเป็นเส้นโค้งที่ได้รับหลังจากการ "อ่าน" ความหนาแน่นของภาพถ่ายโดยอัตโนมัติบนแผ่นถ่ายภาพโดยใช้ไมโครเดนซิโตมิเตอร์ ไม่ว่าในกรณีใด ผลลัพธ์ของการสังเกตคือข้อมูลที่ต้องได้รับการประมวลผลทางคณิตศาสตร์เพื่อพิจารณาถึงความจำเป็น ตัวเลือกวัตถุที่กำลังศึกษา ตีความข้อมูล สร้างแบบจำลองของวัตถุนี้
1.2. ข้อผิดพลาดในการสังเกต

จำนวนกราฟที่ได้จากกระบวนการสังเกตนั้นไม่ถูกต้องนัก เนื่องจากเราได้รับข้อมูลตัวเลขจากการวัดที่ขีดจำกัดความสามารถของเครื่องมือวัด ดังนั้น ในตัวอย่างการสังเกตช่วงเวลาที่ดาวฤกษ์เคลื่อนผ่านเส้นเมริเดียน อุปกรณ์วัดก็คือกล้องโทรทรรศน์นั่นเอง และหน้าที่ของผู้สังเกตการณ์คืออ่านค่าจากมาตราส่วนเวลาที่โครโนมิเตอร์บอกเรา ในการทดลองทางกายภาพใดๆ ก็ตาม มักจะจำเป็นต้องใช้สเกลวัด ในกรณีที่การอ่านตกอยู่ในช่วงระหว่างการแบ่งมาตราส่วน การประมาณค่า (การประมาณค่า) จะกระทำด้วยตาโดยมีความแม่นยำถึงหนึ่งในสิบของการแบ่งส่วนนี้ ในทางดาราศาสตร์ จะต้องทำเช่นนี้ เมื่อใช้เครื่องมือโกนิโอเมตริก

การตัดสินด้วยตาไม่อาจแม่นยำได้ ข้อผิดพลาดในการอ่านเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ การแทนที่ดวงตาด้วยองค์ประกอบที่ไวต่อแสงจะช่วยลดปัญหาข้อผิดพลาดในการวัดแต่ไม่ได้ทั้งหมด เนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของการมองเห็น ดาวฤกษ์จึงไม่ใช่ภาพจุด นอกจากนี้ ความผันผวนของความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศยังทำให้ดาวฤกษ์ "กะพริบ" มันไม่ได้หยุดนิ่ง แต่มีการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายรอบๆ ตำแหน่ง "ที่แท้จริง" ของมัน ทั้งหมดนี้นำไปสู่การเบลอของภาพและส่งผลให้การอ่าน "เบลอ"

แทนที่จะใช้คำว่า "ข้อผิดพลาด" มักใช้คำว่า "ข้อผิดพลาด" โดยเฉพาะในงานคณิตศาสตร์เก่าๆ ตอนนี้ทั้งสองคำนี้มีสิทธิ์ใช้เหมือนกัน แม้ว่าข้อผิดพลาดจะเรียกว่าแนวคิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของการสังเกตก็ตาม ใน ภาษาอังกฤษข้อผิดพลาด - ข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์ ข้อผิดพลาด - ข้อผิดพลาด ความเข้าใจผิด ตัวอย่างเช่น, อย่างผิดพลาดคุณสามารถผสมเครื่องหมายของตัวเลข ใช้สูตรผิดโดยไม่ได้ตั้งใจ ฯลฯ ข้อผิดพลาดดังกล่าวเรียกว่าพลาด

ข้อผิดพลาดแบ่งออกเป็น อย่างเป็นระบบและ สุ่ม.

คุณสมบัติหลัก สุ่มความผิดพลาด - ความคาดเดาไม่ได้ นอกจากนี้ สันนิษฐานว่าข้อผิดพลาดแบบสุ่มอาจทำให้ผลลัพธ์เกินจริงและดูถูกดูแคลนได้ ขอให้เราจินตนาการถึงความเป็นไปได้ของการสังเกตซ้ำโดยไม่จำกัดจำนวนครั้ง ซึ่งมักเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ การสังเกตดาวฤกษ์ดวงใดดวงหนึ่งผ่านเส้นลมปราณอาจเป็นเพียงสิ่งเดียวเท่านั้น ไม่สามารถทำซ้ำได้ เวลาผ่านไปแล้ว เงื่อนไขในการสังเกตในคืนถัดไปพูดอย่างเคร่งครัดแตกต่างออกไป นี่จะไม่เป็นการทำซ้ำจากการสังเกตครั้งแรก ในกรณีที่ได้รับข้อมูลเชิงตัวเลขของการสังเกตในสภาวะห้องปฏิบัติการ เช่น โดยการวัดพิกัดของภาพดาวฤกษ์บนจานภาพถ่าย จากนั้น ขั้นตอนการวัดสามารถทำซ้ำได้หลายครั้งตามที่คุณต้องการ ตราบเท่าที่คุณ มีความอดทนเพียงพอ ในกรณีนี้ คุณจะได้รับผลลัพธ์ที่แตกต่างกันตลอดเวลา อันไหนที่ถูก?

ปล่อยให้พารามิเตอร์ที่สังเกตได้เป็น
และการวัดให้
. จากนั้นจะเกิดข้อผิดพลาดในการวัด

.

ความผิดพลาด
เรียกว่าสุ่มหากนอกเหนือจากความคาดเดาไม่ได้แล้วยังมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

1) ความเท่าเทียมกันกับศูนย์ของค่าเฉลี่ย
,

2) ความเป็นอิสระของการวัดหนึ่งจากที่อื่น เกณฑ์ความเป็นอิสระคือความเท่ากับศูนย์ของค่าเฉลี่ยผลคูณของข้อผิดพลาดที่แตกต่างกันทั้งหมด อนุญาต
และ
เป็นข้อผิดพลาดของการสังเกต i-th และ j-th ตามลำดับ (
), และ เจ-ฉัน=ม. เขียนผลงาน
.จำนวนผลงานดังกล่าวจะเป็น นาโนเมตรที่ไหน ไม่มีจำนวนการวัดทั้งหมด แน่นอนว่าค่าเฉลี่ยศูนย์สามารถเขียนเป็นได้
.

สำหรับการวัดแบบอิสระ ความเท่าเทียมกันนี้ต้องคงไว้สำหรับอคติใดๆ ม 0 .

คุณสมบัติแรกนั้นเข้าใจง่ายโดยสัญชาตญาณ ผลรวม
มีทั้งพจน์บวกและลบ ซึ่งทั้งเพิ่มและลด ผลรวมจึงเติบโตช้ากว่าตัว n เอง ดังนั้น อัตราส่วนของผลรวมต่อจำนวนมิติจึงมีแนวโน้มเป็นศูนย์

อย่างไรก็ตาม ค่านี้จะไม่เป็นศูนย์ ตัวอย่างเช่น จำนวนเทอมที่เป็นบวกมีแนวโน้มที่จะมากกว่าจำนวนเทอมที่เป็นลบ ค่าเฉลี่ยในกรณีนี้จะไม่เท่ากับศูนย์ และข้อผิดพลาดที่พูดอย่างเคร่งครัดไม่สามารถเรียกว่าสุ่มได้แม้ว่าจะยังไม่สามารถคาดเดาได้ก็ตาม

คุณสมบัติที่สองนั้นเข้าใจยากกว่า แม้ว่าอาร์กิวเมนต์เดียวกันสามารถใช้เพื่อพิสูจน์เหตุผลได้อีกครั้ง ผลรวมประกอบด้วยคำศัพท์ที่มีเครื่องหมายต่างกันซึ่งจะหักล้างกัน ตัวเลือก

แนวคิดเรื่องความเป็นอิสระของการวัดสามารถขยายไปสู่การวัดพารามิเตอร์สองตัวได้ ให้กำหนด X และ Y เนื่องจากการวัดเราจะได้คู่กัน และ (i=1,2,..น) ข้อผิดพลาดในการวัดมีความแตกต่างกัน

,

.

ข้อผิดพลาดจะไม่ขึ้นอยู่กับมูลค่าเฉลี่ยของผลรวมของผลิตภัณฑ์
เท่ากับศูนย์:

ลองนึกภาพว่าการเพิ่มค่า X เกินจริงส่งผลให้ค่า Y เกินจริง และในทางกลับกัน การลดลงของ X ส่งผลให้ Y ลดลง จากนั้นผลิตภัณฑ์
จะมีแนวโน้มที่จะเก็บเครื่องหมายไว้และความเท่าเทียมที่กล่าวข้างต้นเป็นศูนย์ไม่ถือ ในกรณีนี้ก็มี การพึ่งพาทางสถิติ
และ
จากกันและกัน. การวัดไม่สามารถถือว่าเป็นอิสระได้

ดังนั้นจึงเรียกว่าข้อผิดพลาดในการวัด (การสังเกต) สุ่มนอกเหนือจากความคาดเดาไม่ได้ (ความสุ่ม) หากเป็นไปตามข้อกำหนดที่ว่าค่าเฉลี่ยของพวกมันจะต้องเท่ากับศูนย์และเงื่อนไขของความเป็นอิสระ อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีอาจไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสุดท้าย เราจะหารือเกี่ยวกับกรณีเหล่านี้โดยเฉพาะ

คุณสมบัติหลักของข้อผิดพลาดที่เป็นระบบคือความเป็นไปไม่ได้ที่จะลดอิทธิพลที่มีต่อผลลัพธ์โดยการทำซ้ำซ้ำ ๆ กลับมาที่ตัวอย่างของเราอีกครั้งในการสังเกตการผ่านของดาวฤกษ์ผ่านเส้นลมปราณ เครื่องมือที่เราสังเกตจะต้องตั้งไว้ในเส้นลมปราณ สมมติว่าหันไปทางทิศตะวันออกเล็กน้อย จากนั้นดวงดาวที่อยู่จุดสุดยอดบนจะถึงเส้นลมปราณซึ่งเร็วกว่าจุดจริงเล็กน้อย อีกทั้งดาวทุกดวงที่เราสังเกตเห็น! ข้อผิดพลาดมีอยู่ในสัญลักษณ์เดียวกันทุกแห่ง แม้ว่าจะขึ้นอยู่กับความสูงของดาวก็ตาม ไม่มีการวัดหลายครั้งที่สามารถกำจัดมันได้ ในทางปฏิบัติมีการแนะนำการแก้ไขสำหรับราบของเครื่องมือซึ่งถูกกำหนดโดยเฉพาะโดยการดำเนินการศึกษาเพิ่มเติม

ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบยังเกิดขึ้นเมื่อทฤษฎีไม่เข้มงวดเพียงพอ หากไม่ได้คำนึงถึงปัจจัยสำคัญใดๆ หรือทำงานร่วมกับแบบจำลองที่ไม่เพียงพอ ตัวอย่างเช่น เมื่อกำหนดระยะห่างจากดาวเทียมเทียมของโลกด้วยการกำหนดระยะด้วยเลเซอร์ เราจำเป็นต้องทราบความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในชั้นบรรยากาศของโลก ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องยอมรับแบบจำลองบรรยากาศว่าเป็นจริงและรับสูตรที่จำเป็นสำหรับการคำนวณการแก้ไข หากโมเดลผิด ก็จะมีข้อผิดพลาดเหมือนกันในการสังเกตทั้งหมด

สาขาวิชาดาราศาสตร์ เช่น โหราศาสตร์ กราวิเมทรี โฟโตเมทรี และอื่นๆ เป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่สำรวจความเป็นไปได้ในการขจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ ดังนั้นในแต่ละกรณี วิธีการกำจัดข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบจึงได้รับการศึกษาในส่วนที่เกี่ยวข้องของดาราศาสตร์และอยู่นอกเหนือขอบเขตของหลักสูตรของเรา

ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบอาจถึงแก่ชีวิตได้ ตัวอย่างนี้คือการสร้างแคตตาล็อกดาว ในการกำหนดพิกัดของดวงดาวด้วยวิธีสัมพัทธ์ ดาวอ้างอิงจะถูกเลือกและการวัดการเพิ่มขึ้นของพิกัดในการขึ้นและลงทางขวา
และ
(ดูรูปที่) หากพิกัดดาวอ้างอิง
แล้วรู้
และ
เราได้พิกัดที่วัดได้:

อาจมีดาวฤกษ์ดังกล่าวจำนวนเท่าใดก็ได้ โดยพิกัดของดาวดังกล่าวจะถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับดาวฤกษ์อ้างอิง แต่พิกัดของพวกเขาจะมีนอกเหนือจากข้อผิดพลาดในการวัด
และ
และข้อผิดพลาดที่มีพิกัดของดาวอ้างอิง อย่างหลังเป็นแบบที่เป็นระบบ พวกมันไม่เป็นที่รู้จักและเป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดพวกมัน ในกรณีนี้เราสามารถพูดได้ว่าพิกัดของดวงดาวถูกกำหนดไว้แล้ว ในระบบดาวอ้างอิงนี้ ในทางปฏิบัติ พวกเขาไม่ได้ใช้ดาวอ้างอิงเพียงดวงเดียว แต่มีหลายดวงที่อยู่ในแค็ตตาล็อกเดียวกัน จากนั้นพวกเขาบอกว่าพิกัดถูกกำหนดในระบบดาวอ้างอิงของแคตตาล็อกนี้

ดังที่กล่าวมาข้างต้น ไม่ใช่การสังเกตที่ต้องผ่านการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ แต่เป็นผลลัพธ์ของการสังเกตซึ่งให้ไว้ในรูปแบบของตัวเลข ตาราง หรือกราฟ สูตรที่ใช้คำนวณเพื่อเตรียมการสังเกตและหลังการดำเนินการได้มาจากทฤษฎีของสาขาดาราศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง หลักสูตรของเราครอบคลุมคุณลักษณะทั่วไปบางประการของกระบวนการคำนวณ ซึ่งนำไปใช้กับปัญหาทางดาราศาสตร์และปัญหาทางกายภาพอย่างแท้จริง

งานหลักอย่างหนึ่งคือการรวบรวมอัลกอริธึมการคำนวณ, แบบแผน, รูปแบบการคำนวณ ฯลฯ ซึ่งจากมุมมองของการคำนวณสามารถจัดกระบวนการคำนวณได้อย่างมีความสามารถ ก่อนอื่นจำเป็นต้องใช้เทคนิคการคำนวณโดยประมาณอย่างถูกต้อง

ลองยกตัวอย่างง่ายๆ สมมติว่าคุณต้องคำนวณความแตกต่าง
ไม่มีคอมพิวเตอร์และคุณลืมกฎในการแตกรากที่สอง! อย่างรวดเร็ว “เคล็ดลับเล็ก ๆ น้อย ๆ” ต่อไปนี้จะนำไปสู่ผลลัพธ์:

เมื่อใช้เครื่องคิดเลข คุณจะต้องใช้ตัวเลขหลายหลัก:

ตัวอย่างที่สอง คุณต้องคำนวณส่วนต่างบนเครื่องคิดเลข
ที่
. หากเราใช้สูตรนี้โดยตรง เราจะได้
. หากเราแปลงสูตรนี้ เราจะได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ตัวอย่างที่สาม ให้ตัวเลข 2.378.... จำนวนที่เหลือหลังจุดทศนิยมนั้นคุณไม่รู้จัก สมมติว่าคุณต้องหารตัวเลขนี้ด้วย 17 เราใช้เครื่องคิดเลขและคำนวณ:

2,378:17=0.13988235

ขั้นแรก เรามาจดตัวเลขทั้งหมดที่แสดงบนหน้าจอเครื่องคิดเลขกันก่อน แต่อย่างที่ฉันบอกไปแล้ว ตัวเลขหลัง ... 8 นั้นเราไม่รู้จัก บางทีมันควรจะเป็น 2.3789 ?! ในกรณีนี้ ผลหารของการหารด้วย 17 จะเป็น 0.139 93529 . จะเห็นได้ว่าขึ้นอยู่กับว่าหลักใดตามหลัง ... 8 ผลลัพธ์ 5 หลักสุดท้ายจะเปลี่ยนไป ดังนั้นจึงควรถือว่าไม่เป็นที่รู้จักแม้ว่าจะแสดงไว้บนกระดานคะแนนก็ตาม การใช้ผลลัพธ์ในการคำนวณเพิ่มเติมถือเป็นการโอเวอร์โหลดของทั้งเครื่องจักรและเวลาของมันเองปานกลาง สามารถอ้างอิงตัวอย่างดังกล่าวได้มากมาย

ดังนั้น, งานแรกการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ก็คือ องค์กรของการคำนวณ.

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว ข้อมูลต้นฉบับมีข้อผิดพลาด คำถามเกิดขึ้นทันที - พวกมันใหญ่แค่ไหน? เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าข้อผิดพลาดเท่ากับจำนวนหนึ่งเราไม่ทราบ อย่างไรก็ตาม เราจำเป็นต้องรู้ว่าข้อมูลเหล่านี้มีความแม่นยำเพียงใด ตัวอย่างเช่น เราสามารถวัดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ปรากฏของดวงจันทร์ภายใน 1 อาร์คนาที, 1 อาร์ควินาที หรืออาจอยู่ภายในเศษส่วนของวินาทีก็ได้ การวัดซ้ำหลายๆ ครั้ง เราก็จะทราบถึงความแม่นยำได้ คำตอบที่สมบูรณ์สำหรับคำถามนี้มาจากลักษณะของข้อผิดพลาดซึ่งคำจำกัดความนั้นอยู่ในขอบเขตของหัวเรื่องของเรา

เพราะฉะนั้น, งานที่สองการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของการสังเกตทางดาราศาสตร์จะเป็น คำนิยามลักษณะความแม่นยำในการสังเกต การวัด หรือที่มักกล่าวกันว่า การประมาณความแม่นยำในการสังเกต

ในการวิจัยทางดาราศาสตร์ เรามักต้องใช้การสร้างสูตรเชิงประจักษ์ ปล่อยให้พารามิเตอร์ที่ขึ้นกับเวลาใดๆ เป็น y จากนั้นเป็นผลมาจากการสังเกตซ้ำๆ ในช่วงเวลาหนึ่ง เราจะมีค่านิยมที่แตกต่างกัน . มีความเป็นไปได้ที่จะพล็อต y กับ t แต่จุดที่สังเกตได้ (
) เนื่องจากข้อผิดพลาด การสังเกตจึงไม่เรียงกัน "เป็นลูกโซ่" คุณไม่สามารถวาดเส้นโค้งเรียบผ่านพวกมันได้ จากนั้นดำเนินการดังนี้ เส้นโค้งเรียบจะถูกวาดโดยไม่มีการหยุดพักเพื่อให้จุดที่สังเกตได้อยู่บนทั้งสองด้านของเส้นโค้ง ยิ่งไปกว่านั้น อยู่เหนือเส้นโค้งมากเพียงใด และอยู่ต่ำกว่ามากเพียงใด ตามกฎแล้ว สัญชาตญาณบอกเราว่าจะวาดเส้นโค้งนี้อย่างไร และมันจะเป็นเช่นนั้น เส้นโค้งเชิงประจักษ์. อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้คำนวณทางคณิตศาสตร์เพิ่มเติมได้ ความต้องการ สูตรเชิงประจักษ์. โดยปกติจะเป็นผลรวมของไซนัสอยด์ที่มีแอมพลิจูด คาบ และเฟสต่างกัน อาจเป็นเส้นโค้งเอ็กซ์โปเนนเชียลหรือลอการิทึมก็ได้ พหุนามกำลังมักใช้ จำเป็นต้องกำหนดพารามิเตอร์ของฟังก์ชันนี้ในลักษณะที่ต้องการเท่านั้น วิธีที่ดีที่สุดโดยประมาณเช่น แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ที่สังเกตตามเวลา

ข้อมูลข้างต้นสามารถแปลเป็นภาษาของสูตรได้ ปล่อยให้ฟังก์ชันที่ประมาณค่าการสังเกตมีพารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักจำนวน m และเราเลือกรูปแบบการวิเคราะห์ของฟังก์ชันล่วงหน้าแล้ว แสดงถึงพารามิเตอร์ที่ต้องการผ่าน
และฟังก์ชันผ่าน
,จะมี

ที่ไหน - “สารตกค้าง” (ผลต่างสารตกค้าง, สารตกค้าง)

สารตกค้างแสดงให้เห็นว่าค่าที่สังเกตได้ (O) แตกต่างจากค่าที่คำนวณได้ (C) อย่างไร กล่าวอีกนัยหนึ่ง "เศษเหลือ" ของเรานั้นไม่มีอะไรนอกจาก O-C - นี่คือวิธีที่ความแตกต่างเหล่านี้แสดงแทนแบบดั้งเดิมในดาราศาสตร์ (Observatio-Calculatio)

สูตรข้างต้นถือได้ว่าเป็นระบบ nสมการด้วย มไม่ทราบ ที่
ระบบถูกกำหนดไว้เกินกำหนด (จำนวนสมการมากกว่าจำนวนที่ไม่ทราบ) แน่นอนว่าคุณสามารถเลือกจากการสังเกตได้มากเท่าที่คุณต้องการ และทิ้งส่วนที่เหลือไป จากนั้นเราจะได้ทางออกหนึ่ง หากเราเลือกข้อสังเกตอื่น เราจะได้วิธีแก้ไขที่ต่างออกไป ซึ่งสามารถทำได้ซ้ำๆ (แม่นยำยิ่งขึ้น นาโนเมตรครั้ง) ได้รับโซลูชันใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ พารามิเตอร์ใดควรถือว่าดีที่สุด? คำตอบสำหรับคำถามนี้ได้มาจากการประมวลผลการสังเกตทางคณิตศาสตร์

ดังนั้น, งานที่สามเรื่องของเรา คือการหาค่าประมาณจุดของพารามิเตอร์เป็นชื่อของขั้นตอนนี้ การประมาณจุดเป็นค่าประมาณเฉพาะของพารามิเตอร์ จำนวนรวมที่ให้คะแนนในพื้นที่ m-มิติ

ส่วนที่เหลืออาจมีเพียงเล็กน้อยหรือในทางกลับกันมีขนาดใหญ่มาก เป็นที่ชัดเจนว่าระดับความเชื่อมั่นในคำจำกัดความของพารามิเตอร์จะแตกต่างกัน ดังนั้นคุณลักษณะที่สำคัญของการประมาณค่าพารามิเตอร์คือความน่าเชื่อถือซึ่งเป็นลักษณะทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์ของการประมาณค่า พูดอย่างเคร่งครัด เราสามารถระบุได้เฉพาะช่วงของค่าพารามิเตอร์เท่านั้น ยิ่งช่วงเวลานี้ใหญ่ขึ้น ความน่าเชื่อถือของคำสั่งที่ว่าค่าที่ต้องการของพารามิเตอร์ (หรือพารามิเตอร์) ที่ต้องการจะอยู่ภายในช่วงเวลานี้ก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ยิ่งช่วงเวลาสั้นลง ความน่าเชื่อถือก็จะยิ่งต่ำลง เรียกว่าปัญหาในการกำหนดช่วงเวลาสำหรับความน่าเชื่อถือที่กำหนด การประมาณค่าช่วงเวลาของพารามิเตอร์ซึ่งเราอ้างถึง ภารกิจที่สี่การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของการสังเกต

หลักสูตรของเราควรจะเรียกว่าความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ การศึกษาเชิงลึกในหัวข้อนี้ขึ้นอยู่กับสาขาวิชาคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะวิธีการเชิงตัวเลข ทฤษฎีความน่าจะเป็น และสถิติทางคณิตศาสตร์ วิชาทั้งหมดนี้คุณจะได้เรียนในหลักสูตรต่างๆ ของมหาวิทยาลัย อย่างไรก็ตาม อาจต้องใช้เวลาชั่วชีวิตในการปรับปรุงทฤษฎีและการปฏิบัติของวิชานี้ ควบคู่ไปกับการพัฒนาเครื่องมือคำนวณและอัลกอริธึมเชิงปฏิบัติสำหรับการประมวลผลการสังเกต ในระหว่างนี้ เราสามารถแนะนำวรรณกรรมต่อไปนี้ได้:

1) เดมิโดวิช บี.พี., มารอน ไอ.เอ. “ความรู้พื้นฐานของคณิตศาสตร์เชิงคำนวณ”, 2513.

2) Taylor J. "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทฤษฎีข้อผิดพลาด", 1985

3) ชชิโกเลฟ บี.เอ็ม. “การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของการสังเกต”, 1969

ดาราศาสตร์

ดาราศาสตร์ (มาจากคำภาษากรีกโบราณ "แอสเตอร์ แอสตรอน" - "ดาว" และ "โนมอส" - "ประเพณี การก่อตั้ง กฎหมาย") เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาตำแหน่ง การเคลื่อนไหว โครงสร้าง ต้นกำเนิด และการพัฒนาของเทห์ฟากฟ้า กล่าวอีกนัยหนึ่ง ดาราศาสตร์เป็นศาสตร์แห่งการ

แม้แต่ในสมัยโบราณ ผู้คนก็ให้ความสนใจกับท้องฟ้า ติดตามเทห์ฟากฟ้า ดึงความสนใจไปที่ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนไหวของเทห์ฟากฟ้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศเป็นระยะ ตามสถานที่ ผู้คนกำหนดฤดูกาลใหม่และชนเผ่าเร่ร่อนได้รับคำแนะนำจากพวกเขาในการเดินทาง ผลจากลำดับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้คนโบราณถูกบังคับให้สร้างปฏิทิน มีหลักฐานว่าแม้แต่คนยุคก่อนประวัติศาสตร์ก็รู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์หลักที่เกี่ยวข้องกับการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดวงดาวบางดวง การเกิดขึ้นซ้ำของสุริยุปราคาของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เป็นระยะเป็นที่ทราบกันมานานแล้ว ในบรรดาแหล่งข้อมูลที่เป็นลายลักษณ์อักษรที่เก่าแก่ที่สุดมีคำอธิบายเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ตลอดจนแผนการคำนวณดั้งเดิมสำหรับการทำนายเวลาพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกของวัตถุท้องฟ้าที่สว่างสดใส ดาราศาสตร์ได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จโดยอารยธรรมต่างๆ เช่น ชาวจีน ชาวกรีก ชาวมายัน บาบิโลน และชาวอินเดีย ดาราศาสตร์ของกรีกโบราณประสบความสำเร็จอย่างมากเป็นพิเศษ พีธากอรัสเป็นคนแรกที่เสนอว่าโลกเป็นรูปทรงกลม Aristarchus of Samos เสนอว่าโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ ฮิปปาร์คัสในศตวรรษที่ 2 พ.ศ จ. รวบรวมหนึ่งในแคตตาล็อกดาวดวงแรก ในงานของปโตเลมี "อัลมาเจสต์" มีการสรุปทฤษฎีเกี่ยวกับระบบศูนย์กลางโลกซึ่งเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปมาเกือบหนึ่งพันห้าพันปีแล้ว

ในยุคกลาง ดาราศาสตร์มีการพัฒนาในประเทศทางตะวันออก ในศตวรรษที่ 15 Ulugbek ได้สร้างหอดูดาวใกล้กับ Samarkand (เมืองในอุซเบกิสถานสมัยใหม่) ด้วยเครื่องมือที่แม่นยำในขณะนั้น นี่คือรายชื่อดาวดวงแรกหลังจากการรวบรวม Hipparchus ตั้งแต่ศตวรรษที่ 16 การพัฒนาดาราศาสตร์ในยุโรปเริ่มต้นขึ้น

การกำเนิดของดาราศาสตร์สมัยใหม่เกี่ยวข้องกับการปฏิเสธระบบศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ของโลกปโตเลมี และการแทนที่ด้วยระบบเฮลิโอเซนทริกของนิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ซึ่งสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 16 รวมถึงนับตั้งแต่การประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์กาลิเลียนตัวแรกของโลก ศตวรรษที่ 18 และ 19 เป็นช่วงเวลาแห่งการสะสมข้อมูลและความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของเราและทางกายภาพของดวงดาว ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และวัตถุในจักรวาลอื่นๆ สำหรับดาราศาสตร์ การถือกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และการดำเนินการสังเกตการณ์อย่างเป็นระบบนำไปสู่การค้นพบว่าดวงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของระบบรูปดิสก์ขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยดาวหลายพันล้านดวงซึ่งเป็นกาแลคซี ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์ค้นพบว่าระบบนี้เป็นหนึ่งในกาแลคซีที่คล้ายกันหลายล้านแห่ง การค้นพบกาแลคซีอื่นเป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาดาราศาสตร์นอกกาแลคซี

ในศตวรรษที่ 20 ดาราศาสตร์แบ่งออกเป็นสองสาขาหลัก: ดาราศาสตร์เชิงสังเกตและดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี ดาราศาสตร์เชิงสังเกตคือการได้มาซึ่งข้อมูลเชิงสังเกตบนเทห์ฟากฟ้า แล้วนำมาวิเคราะห์ ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ คณิตศาสตร์ หรือการวิเคราะห์ เพื่ออธิบายวัตถุและปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ มุ่งเน้นไปที่การสังเกตเทห์ฟากฟ้าซึ่งวิเคราะห์โดยใช้กฎพื้นฐานของฟิสิกส์ สาขาเหล่านี้เชื่อมโยงถึงกัน: ทฤษฎีเสนอแนะ, การสังเกตพิสูจน์ การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งศตวรรษที่ 20 เกิดขึ้นอย่างมาก อิทธิพลใหญ่เกี่ยวกับการพัฒนาดาราศาสตร์โดยทั่วไปและโดยเฉพาะดาราศาสตร์ฟิสิกส์ การสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบแสงและวิทยุที่มีความละเอียดสูง การใช้จรวด และ ดาวเทียมประดิษฐ์โลกสำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์นอกบรรยากาศนำไปสู่การค้นพบวัตถุจักรวาลประเภทใหม่: กาแลคซีวิทยุ, ควาซาร์, พัลซาร์, แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ ฯลฯ รากฐานของทฤษฎีวิวัฒนาการของดาวฤกษ์และจักรวาลวิทยาของระบบสุริยะได้รับการพัฒนา ความสำเร็จของดาราศาสตร์ฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 20 คือจักรวาลวิทยาเชิงสัมพันธ์ซึ่งเป็นทฤษฎีวิวัฒนาการของจักรวาลโดยรวม

ข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุอวกาศได้มาจากการตรวจจับและวิเคราะห์แสงที่มองเห็น รวมถึงสเปกตรัมอื่นๆ ของการศึกษาแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศ ดังนั้น การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์จึงสามารถแบ่งออกตามภูมิภาคของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำการวัดได้ เราสามารถสังเกตวัตถุบางอย่างจากโลกได้ แต่มีบางสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากชั้นบรรยากาศของเรา ดังนั้นเพื่อที่จะมองให้ไกลกว่านี้ในอวกาศในวงโคจรของโลกของเรา กล้องโทรทรรศน์อวกาศพิเศษจึงทำงาน

ดังนั้นประเภทของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์มีดังนี้:

ดาราศาสตร์เชิงแสง

ถือเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์ที่สามารถรับแสงที่มองเห็นได้เป็นเครื่องมือทางดาราศาสตร์ประเภทนี้ การศึกษาวัตถุที่กำลังศึกษาอยู่บนพื้นฐานของการศึกษาแบบร่างของวัตถุเหล่านี้ (ใน สมัยโบราณ) หรือใช้รูปถ่าย

ดาราศาสตร์อินฟราเรด

ศึกษาวัตถุในอวกาศที่สามารถเปล่งรังสีอินฟราเรดได้ โดยรังสีอินฟราเรดหมายถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น 0.74 ถึง 2000 µm แม้ว่าความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดจะใกล้เคียงกับความยาวคลื่นของแสงที่ตามองเห็น แต่รังสีอินฟราเรดก็จะถูกดูดซับอย่างรุนแรงจากชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ ชั้นบรรยากาศของโลกยังมีรังสีอินฟราเรดที่มีนัยสำคัญอีกด้วย ดังนั้นหอสังเกตการณ์เพื่อศึกษารังสีอินฟราเรดจึงควรตั้งอยู่ในที่สูงและแห้งหรือในอวกาศ สเปกตรัมอินฟราเรดมีประโยชน์สำหรับการศึกษาวัตถุที่เย็นเกินกว่าจะเปล่งแสงที่มองเห็นได้จากวัตถุเช่นดาวเคราะห์และรอบจานดาวฤกษ์ รังสีอินฟราเรดสามารถผ่านเมฆฝุ่นที่ดูดซับแสงที่มองเห็นได้ ทำให้สามารถสังเกตดาวฤกษ์อายุน้อยในเมฆโมเลกุลและนิวเคลียสของกาแลคซีได้ โมเลกุลบางชนิดแผ่รังสีอย่างทรงพลังในอินฟราเรด และสามารถใช้เพื่อศึกษากระบวนการทางเคมีในอวกาศได้

ดาราศาสตร์อัลตราไวโอเลต

ใช้สำหรับการสังเกตโดยละเอียดในช่วงความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตตั้งแต่ 10 ถึง 320 นาโนเมตร . แสงที่ความยาวคลื่นเหล่านี้ถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดกลืน ดังนั้นการศึกษาช่วงนี้จึงดำเนินการจากชั้นบรรยากาศชั้นบนหรือจากอวกาศ ดาราศาสตร์อัลตราไวโอเลตเหมาะกว่าสำหรับการศึกษาดาวร้อน (ดาว OP) เนื่องจากส่วนหลักของรังสีตกอยู่ในช่วงนี้ รวมถึงการวิจัยด้วย ดาวสีฟ้าในกาแลคซีอื่นและเนบิวลาดาวเคราะห์ เศษซูเปอร์โนวา นิวเคลียสของกาแลคซีกัมมันต์ อย่างไรก็ตาม รังสีอัลตราไวโอเลตจะถูกดูดซับโดยฝุ่นระหว่างดวงดาวได้ง่าย ดังนั้นการตรวจวัดฝุ่นในสภาพแวดล้อมในอวกาศจึงควรได้รับการแก้ไข

ดาราศาสตร์วิทยุ.
ดาราศาสตร์วิทยุคือการศึกษารังสีที่มีความยาวคลื่นมากกว่าหนึ่งมิลลิเมตร ดาราศาสตร์วิทยุแตกต่างจากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ประเภทอื่นๆ ส่วนใหญ่ตรงที่ว่าคลื่นวิทยุที่ศึกษาสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นคลื่นอย่างแม่นยำ ไม่ใช่เป็นโฟตอนเดี่ยวๆ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะวัดทั้งแอมพลิจูดและเฟสของคลื่นวิทยุ และการดำเนินการนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำกับคลื่นความถี่สั้น แม้ว่าคลื่นวิทยุบางส่วนจะถูกปล่อยออกมาจากวัตถุทางดาราศาสตร์ในรูปแบบการแผ่รังสีความร้อน แต่การปล่อยคลื่นวิทยุส่วนใหญ่ที่สังเกตได้จากโลกนั้นเป็นรังสีซินโครตรอนที่มีต้นกำเนิด ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสามารถสังเกตวัตถุอวกาศได้หลากหลายในช่วงคลื่นวิทยุ ซุปเปอร์โนวาก๊าซระหว่างดวงดาว พัลซาร์ และนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์

ดาราศาสตร์เอ็กซ์เรย์

ดาราศาสตร์รังสีเอกซ์ศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์ในช่วงรังสีเอกซ์ โดยปกติวัตถุจะปล่อยรังสีเอกซ์เนื่องจาก:
1. กลไกซินโครตรอน
2. การแผ่รังสีความร้อนของก๊าซบาง ๆ ที่ให้ความร้อนสูงกว่า 10 7 K (เคลวิน)
3. การแผ่รังสีความร้อนของวัตถุก๊าซขนาดใหญ่ที่มีความร้อนสูงกว่า 10 7 K

การสังเกตรังสีเอกซ์ส่วนใหญ่ดำเนินการจากสถานีโคจร จรวด หรือ ยานอวกาศ. แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่รู้จักในอวกาศ ได้แก่ ดาวคู่รังสีเอกซ์ พัลซาร์ เศษซุปเปอร์โนวา ดาราจักรทรงรี กระจุกดาราจักร และนิวเคลียสของดาราจักรกัมมันต์

ดาราศาสตร์แกมมา

รังสีแกมมาทางดาราศาสตร์ปรากฏในการศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีความยาวคลื่นสั้นของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาส่วนใหญ่จริงๆ แล้วเป็นแหล่งระเบิดรังสีแกมมาที่ปล่อยรังสีแกมมาในช่วงเวลาสั้นๆ ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิวินาทีไปจนถึงหลายพันวินาทีก่อนที่จะสลายไปในอวกาศ แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาเพียง 10% เท่านั้นที่ไม่ใช่แหล่งกำเนิดชั่วคราว แหล่งกำเนิดแกมมาคงที่ ได้แก่ พัลซาร์ ดาวนิวตรอนและผู้สมัครหลุมดำในนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์

การตรวจวัดทางดาราศาสตร์ กลศาสตร์สวรรค์.

ส่วนย่อยที่เก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งของดาราศาสตร์ เกี่ยวข้องกับการวัดตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้า ดาราศาสตร์สาขานี้เรียกว่าโหราศาสตร์ ความรู้ที่แม่นยำในอดีตเกี่ยวกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ และดวงดาว มีบทบาทสำคัญในการนำทาง การวัดตำแหน่งของดาวเคราะห์อย่างระมัดระวังทำให้เกิดความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการก่อกวนของแรงโน้มถ่วง ซึ่งทำให้สามารถระบุตำแหน่งของดาวเคราะห์ในอดีตได้อย่างแม่นยำสูงและเตรียมการสำหรับอนาคต สาขานี้เรียกว่ากลศาสตร์ท้องฟ้า ขณะนี้การติดตามวัตถุใกล้โลกทำให้สามารถคาดการณ์การเข้าใกล้ของพวกมันได้ รวมถึงการชนที่เป็นไปได้ของวัตถุต่างๆ กับโลก

นอกจากนี้ยังมีเรื่องเช่น ดาราศาสตร์สมัครเล่น

ดาราศาสตร์นี้เป็นสิ่งหนึ่งที่การมีส่วนร่วมของมือสมัครเล่นมีความสำคัญ โดยทั่วไป นักดาราศาสตร์สมัครเล่นทุกคนสังเกตวัตถุและปรากฏการณ์ท้องฟ้าต่างๆ มากกว่านักวิทยาศาสตร์ แม้ว่าทรัพยากรทางเทคนิคจะน้อยกว่าความเป็นไปได้มากก็ตาม สถาบันของรัฐบางครั้งพวกเขาก็สร้างอุปกรณ์ของตัวเอง ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ก็มาจากสภาพแวดล้อมเช่นนี้ วัตถุหลักในการสังเกตของนักดาราศาสตร์สมัครเล่น ได้แก่ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ ดวงดาว ดาวหาง ฝนดาวตก และวัตถุต่าง ๆ ในท้องฟ้าลึก ได้แก่ กระจุกดาว กาแล็กซี และเนบิวลา

สาขาหนึ่งของดาราศาสตร์สมัครเล่น คือ การถ่ายภาพดาราศาสตร์สมัครเล่น ซึ่งมีหน้าที่ในการถ่ายภาพส่วนต่างๆ ของท้องฟ้ายามค่ำคืน ผู้ที่เป็นงานอดิเรกจำนวนมากต้องการเชี่ยวชาญในการสังเกตหัวข้อ ประเภทของวัตถุ หรือประเภทกิจกรรมที่พวกเขาสนใจโดยเฉพาะ มือสมัครเล่นส่วนใหญ่ทำงานในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ แต่มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่ทำการทดลองกับความยาวคลื่นที่อยู่นอกสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ซึ่งรวมถึงการใช้ฟิลเตอร์อินฟราเรดกับกล้องโทรทรรศน์ทั่วไปและการใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ผู้บุกเบิกดาราศาสตร์วิทยุสมัครเล่นคือ คาร์ล แจนสกี้ ผู้สังเกตการณ์ท้องฟ้าด้วยคลื่นวิทยุในปี พ.ศ. 2473 นักดาราศาสตร์สมัครเล่นบางคนใช้ทั้งกล้องโทรทรรศน์ในบ้านและกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ซึ่งแต่เดิมสร้างขึ้นสำหรับสถาบันทางดาราศาสตร์ แต่ปัจจุบันเปิดให้ผู้ที่เป็นงานอดิเรกแล้ว

นักดาราศาสตร์สมัครเล่นยังคงมีส่วนร่วมในดาราศาสตร์ต่อไปในอนาคต แท้จริงแล้ว นี่เป็นหนึ่งในไม่กี่สาขาวิชาที่การมีส่วนร่วมของนักกีฬาสมัครเล่นมีความสำคัญ บ่อยครั้งที่พวกมันทำการวัดแบบจุดซึ่งใช้ในการปรับแต่งวงโคจรของดาวเคราะห์น้อย ส่วนหนึ่งยังแสดงดาวหางด้วย และทำการสังเกตการณ์ดาวแปรแสงเป็นประจำ และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีดิจิทัลทำให้มือสมัครเล่นมีความก้าวหน้าอย่างน่าประทับใจในการถ่ายภาพดาราศาสตร์