Astronomia

Etimologicament, astronomia vòu dire «lei deis astres» (dau grèc αστρονομία = άστρον + νόμος).

L'astronomia es considerada coma la pus anciana dei sciéncias de l'umanitat. De nombrosei civilizacions despareissudas avián de bònei conoissenças en astronomia (sovent liadas a l'astrologia), que n'atrobam lei marcas de biais variats. Uei encara aquesta sciéncia existís. Encuei s'es popularizada près dau grand public. Un certan nombre d'astronòms amators juegan un ròtle dins aquesta disciplina, especialament per la descubèrta d'asteroïdes. L'astronomia es una dei rarei sciéncias que leis amators i pòdon encar jugar un ròtle important.

L'astrofisica es la branca de l'astronomia que determina lei fenomèns fisics deduchs de l'observacion deis astres. A l'ora d'ara, leis astronòms an totei une formacion chanuda en astrofisica e seis observacions son gaireben sempre estudiadas dins un contèxte astrofisic. Existís pasmens un cèrt nombre de cercaires e de cercairitz qu'estúdian exclusivament l'astrofisica. L'òbra deis astrofisicians es d'analisar de donadas d'observacions astronomicas e de ne deduire de fenomèns fisics.

Preïstòria

 

L'astronomia es considerada coma la sciéncia pus anciana car d'observacions dau cèu son atestadas per l'arqueologia durant lo Neolitic. Tre aqueu periòde, lo caractèr ciclic deis equinòccis e dei sasons èra conoissut. De constellacions èran tanben estadas identificadas. En particular, abòrd d'edificis megalitics serián estats utilizats per d'observacions astronomicas. Per exemple, aquò èra benlèu una foncion de construccions importantas coma Nabta Playa (vèrs 4500-4000 avC) e Stonehenge (vèrs 3000 avC).

Antiquitat

 

A partir de l'Antiquitat, de documents escrichs permèton de seguir una partida deis observacions e dei sabers astronomics de mai d'una civilizacion. Fòrça civilizacions avançadas an desvolopat de tradicions astronomicas car l'observacion dau cèu èra importanta per l'agricultura, per lei celebracions religiosas e per assaiar de preveire lo futur (divinacion, astrologia...). L'astronomia primitiva foguèt donc sovent l'afaire de prèires. Lei sistèmas pus conoissuts – e pus desvolopats – son aquelei apareissuts en Sumèr, en Índia, en China e en Mesoamerica. L'astronomia sumeriana es fòrça importanta en causa de la qualitat de seis observacions e de son influéncia. D'efiech, inspirèt l'astronomia deis autrei regions de Mesopotamia, d'Egipte e, pus tard, de Grècia.

L'astronomia babiloniana a un ròtle important dins l'istòria de l'astronomia modèrna. D'efiech, leis astronòms babilonians integrèron rapidament d'otís matematics per assaiar de descriure e de preveire lo movement de certaneis objèctes celestiaus. Tanben, enregistrèron d'un biais sistematic lo movement d'objèctes importants coma lo Soleu e la Luna. Au sègle VIII avC, descurbiguèron la nocion d'ecliptica e imaginèron la premiera forma de zodiac. Pasmens, leis astronòms mesopotamians assaièron pas de cercar lei causas dei movements observats. Se contentèron de lei nòtar e d'assaiar de lei descriure d'un biais empiric.

La volontat de cercar de causas ai movements observats foguèt un deis apòrts majors de l'astronomia grèga. D'efiech, lei Grècs imaginèron de teorias e de modèls per descriure l'Univèrs e explicar seis observacions. Dins aquò, posquèron pas demostrar seis idèas, çò que menèt a l'aparicion de teorias divergentas coma lo geocentrisme d'Eratostenes e de Ptolemèu ò l'eliocentrisme d'Aristarc de Samos. Basat sus una gròssa quantitat d'observacions, lo sistèma de Ptolemèu s'impausèt a partir dau sègle I apC car permetiá d'observir de previsions pus fisablas que lei sistèmas fondats sus d'observacions de qualitat pus febla. Fòrça complèx, dominèt en Euròpa e en Orient Mejan fins a la fin de l'Edat Mejana.

L'Edat Mejana

Pendent l'Edat Mejana, l'astronomia se desvolopèt pauc en Euròpa mai foguèt integrada dins lo percors academic classic (trivium e quadrivium). En revènge, conoissèt de desvolopaments dins lo monde arabi onte l'astronomia èra una sciéncia importanta de l'Edat d'Aur de l'islam. A respècte deis astronóms europèus, lei sabents arabis avián a disposicion fòrça obratges grècs e èran tanben en mesura de s'inspirar de resultats indians. En particular, Al-Farghani (805-880) descurbiguèt l'obliquitat de l'ecliptica. Lo filosòf Al-Kindi (801-873) escriguèt 16 libres d'astronomia. A la fin dau sègle X, un important observatòri foguèt construch dins la region de Teheran. Pasmens, a la fin dau sègle XVI, l'importància de l'astronomia demenissèt dins lo monde arabopersan en causa de conflictes politics e d'una pèrda d'interès per la recèrca scientifica de part deis elèits politics.

Lo periòde modèrne

 

A la fin de l'Edat Mejana, de contactes entre Europèus e Arabis permetèron la difusion dei conoissenças astronomicas grècoaràbias en Euròpa. En 1543, Copernic publiquèt sa teoria eliocentrica dau Sistèma Solar. Son modèl èra faus mai calculats a partir d'observacions recentas. Ansin, capitèt de donar de resultats pus precís que lo modèl geocentric de Ptolemèu. La tèsi eliocentrica s'impausèt alora rapidament en Euròpa. La descubèrta dau sistèma jovian per Galilei e dei lèis dau movement d'un objècte en orbita per Kepler foguèron una etapa importanta dins aquela acceptacion. Enfin, lei trabalhs d'Isaac Newton permetèron de provesir la premiera explicacion teorica au movement dei planetas.

Lo periòde contemporanèu

 

A partir dau sègle XVIII, lo perfeccionament deis instruments astronomics permetèt ais astronóms de multiplicar lei descubèrtas. En particular, en 1781, foguèt descubèrta Uranus, una planeta desconoissuda deis astronòms ancians. Ansin, comencèt l'exploracion dau Sistèma Solar, de la Via Lactèa e l'Univèrs. D'etapas importantas d'aqueu movement foguèt la descubèrta deis autrei galaxias e de la teoria de la relativitat. Foguèron acompanhadas per l'introduccion dau metòde scientific dins l'astronomia e per la perseguida dau melhorament dei mejans d'observacions. Au sègle XX, lo vòl espaciau permetèt d'explorar dirèctament leis objèctes dau Sistèma Solar e d'estudiar de raionaments electromagnetics diferents de la lutz visibla.

L'astronomia es famosa per seis objèctes d'estudi. D'efiech, abòrd d'objèctes celestiaus son bèus e impressionants en causa de sei colors, de sa talha, de seis originas ò de sei dimensions. Lo caractèr misteriós de mai d'un fenomèn es tanben un factor d'atraccion poderós.

Uei, leis objèctes celestiaus son catalogats per leis astronòms per formar de classas contenent d'objèctes similars. De categorias novèlas son regularament creadas en foncion dei descubèrtas realizadas. Pòt tanben existir de classas teorias que correspòndon a d'objèctes prevists per de modèls fisics mai non observats. Per exemple, lei traucs negres fèron lòngtemps partida de classas teoricas.

Leis instruments optics

 

L'uelh nus

L'uelh uman es estat l'unic mejan d'observacion de la Preïstòria a la Renaissença. Uei, es encara « l'instrument » d'observacion de mai d'un amator ò curiós que regarda lo cèu. Se lei condicions son favorablas, es possible d'observar d'objèctes aguent una magnitud aparenta inferior a 8. Pasmens, aquela capacitat demenís regularament durant l'existéncia d'un individú. De mai, despend fòrça de la qualitat de l'environament (atmosfèra favorabla, pollucion luminosa febla...). L'uelh permet ansin de veire lo Soleu, la Luna, lei planetas e quauquei miliers d'estelas. Pòt tanben observar d'objèctes pus excepcionaus coma la Granda Nebulosa d'Orion, la Galaxia d'Andromèda e d'amàs d'estelas (amàs d'Ercules, Possiniera...) e de fenomèns transitòris coma lei passatges de cometas, leis intradas de meteòrs dins l'atmosfèra e leis aparicions « d'estelas novèlas » (nòvas, supernòvas...).

La luneta astronomica

La luneta astronomica es un instrument optic qu'utiliza de lentilhas. Apareissut en 1609, aqueu tipe d'instrument aguèt un ròtle important dins l'istòria de l'astronomia. Pasmens, uei, es sustot utilizat per leis amators. D'efiech, en delà d'un diamètre de 100 mm, una luneta es pus voluminosa qu'un telescòpi. Per exemple, la granda luneta de l'Observatòri de Niça, d'un diamètre de 76 cm, a una longor de 18 m. De mai, la fabricacion dei lentilhas es pus complèxa e costosa d'aquela dei miraus d'un telescòpi equivalent.

Lo telescòpi

Lo telescòpi es l'instrument de basa de l'observacion astronomica. Utiliza un sistèma de miraus per collectar, concentrar e dirigir la lutz vèrs un sistèma optic compausat de lentilhas. Coma es lo sistèma de miraus que realiza la collècta e la concentracion, lo sistèma optic pòt èsser simple e relativament reduch. Divèrsei tipes de telescòpis existisson. Son definits per d'arquitecturas intèrnas diferentas. La pus conoissuda es probable aquela de Newton.

Lei filtres e lei captors

Per d'observacions complèxas, per exemple d'observacions scientificas ò de fotografias detalhadas d'un objècte astronomic, es sovent necessari d'utilizar de filtres e de captors especiaus. L'objectiu es de suprimir certanei radiacions electromagneticas ò de privilegiar l'observacion d'una partida de l'espèctre electromagnetic. Aquò permet d'observar d'elements donats e es, en partida, a la basa de mai d'una disciplina de l'astronomia (astronomia infraroja, radioastronomia...).

Lei mejans d'exploracion

 

Dempuei la segonda mitat dau sègle XX, leis astronòms dispausan tanben de mejans d'exploracion dirècta deis objèctes dau Sistèma Solar. D'efiech, lo desvolopament dau vòl espaciau permet de mandar de missions que son generalament compausadas d'una sonda espaciala dotadas d'instruments d'observacion coma d'aparelhs fotografics, d'espectromètres e de radars. Per lei missions pus importantas, generalament destinadas a l'estudi d'una planeta, es possible d'organizar l'aterratge d'una sonda especiala a la superficia d'un objècte ò son intrada dins l'atmosfèra. Aquò permet de descubèrtas importantas e suscita l'interès dau public interessat per l'exploracion d'autreis objèctes celestiaus.

Au començament, dau temps de la Grècia anciana e deis autrei civilizacions ancianas, l'astronomia consistissiá principalament en l'astrometria, valent a dire la mesura de la posicion dins lo cèu deis estèlas e dei planetas. Pus tard, deis òbras de Kepler e de Newton nasquèt la mecanica celèsta que permetèt la prevision matematica dei movements dei còrs celèstes sota l'accion de la gravitacion, en particular leis objèctes dau Sistèma Solar. La màger part dau trabalh dins aquelei doas disciplinas (l'astrometria e la mecanica celèsta), aperavans fach de man, es ara fòrça automatizada gràcias ais ordinators e ai captors CCD, an un ponch que son ara rarament consideradas coma de disciplinas distintas. Desenant, lo movement e la posicion deis objèctes se pòdon conóisser lèu lèu, talament que l'astronomia modèrna es fòrça mai concernida per l'observacion e la compreneson de la natura fisica deis objèctes celèsts.

Despuei lo sègle XX, l'astronomia professionala a tendéncia a se desseparar en doas disciplinas: astronomia d'observacion e astrofisica teorica. Maugrat lo fach que la màger part deis astronòms emplegan lei doas dins sei recèrcas, dau fach dei diferents gaubis necessaris, leis astronòms professionaus tendon a s'especializar dins un o l'autre d'aquelei domenis. L'astronomia d'observacion es concernida principalament per l'aquisicion de donadas, çò qu'inclutz la construccion e la mantenéncia deis instruments e lo tractament dei resultats. L'astrofisica teorica es principalament concernida per la recèrca deis implicacions observacionalas de mai d'un modèl, valent a dire que cèrca de comprendre e de predire lei fenomèns observats.

Lei domenis d'estudis de l'astronomia se classifican tanben en doas autrei categorias :

• Per subjècte, generalament segon la region de l'espaci (per exemple, l'astronomia galactica) o lo tipe de problèma estudiat (formacion deis estèlas, cosmologia).
• Per lo biais d'observacions, segon lo tipe de particulas detectadas (lutz, neutrin) o la longor d'onda (ràdio, lutz visibla, infraroge).

Disciplinas per subjècte

L'astronomia scientifica es generalament devesida en disciplinas centradas sus un subjècte donat. D'efiech, dempuei lo sègle XX, la gròssa quantitat de descubèrtas astronomicas realizadas per lei cercaires a necessitat una especializacion per domeni e, sovent, per sosdomenis. Lei brancas majoras son :

• la planetologia qu'estúdia lei planetas, lei satellits naturaus, lei planetas nanas, lei cometas, leis asteroïdes e totei leis autreis objèctes qu'orbitan a l'entorn dau Soleu. L'estudi deis exoplanetas intran tanben dins aquela disciplina. La planetologia s'interèssa mai que mai ai procès de formacion d'aqueleis objèctes, a sei proprietats actualas e a seis evolucions.
• l'astronomia solara qu'estúdia lo Soleu. En particular, s'interèssa ai cicles solars e ai proprietats de l'estela nòstra.
• l'astronomia estellara qu'estúdia leis estelas, especialament sa formacion, sei proprietats e son evolucion. L'estudi dei nebulosas e dei protoestelas intra donc sovent dins aquela disciplina. Lei sistèmas multiples, leis estelas variablas e lei rèstas d'estelas ancianas (pulsar, estela de neutrons...) pòdon tanben ne'n faire partida.
• l'astronomia galactica qu'estúdia la Via Lactèa. En particular, s'interèssa ais estructuras de la galaxia nòstra. La question de sa massa, especialament aquela de la massa sorna, es tanben importanta.
• l'astronomia extragalactica qu'estúdia leis objèctes astronomics situats en defòra de la galaxia nòstra. En particular, s'interèssa ai procès de formacion dei galaxias e ai galaxias particularas coma lei quasars.
• la cosmologia qu'estúdia l'Univèrs. Es una disciplina fòrça teorica qu'es estacada ais evolucions pus recentas de la fisica.

Disciplinas per tipe d'observacion

En astronomia, l'informacion provèn principalament de la deteccion e de l'analisi de la lutz visibla ò d'autrei raionaments electromagnetics. L'astronomia d'observacion pòt donc èsser devesida en foncion dei regions observadas de l'espècte electromagnetic.

L'astronomia optica

 

L'astronomia optica es la forma pus vièlha d'observacion astronomica. Necessita pas d'aparelhs adaptats car l'uelh nus es sufisent per observar lo cèu nuechenc. Pasmens, de segur, l'observacion d'objèctes luechencs demanda l'utilizacion d'instruments poderós e l'istòria dei telescòpis optics constituís una partida majora de l'istòria de l'astronomia. En mai dei telescòpis, fau nòtar lo ròtle important dei detectors utilizats per visualizar leis imatges optics (dessenh, fotografia, captor numeric).

L'astronomia optica estúdia lei raionaments situats de 400 a 800 nm, generalament a partir d'observatòris terrèstres. Pasmens, l'atmosfèra es pas totalament transparenta a la lutz visibla. De mai, lei movements atmosferics pòdon trebolar l'imatge. Aquò demenís lo poder de resolucion dei telescòpis e, per aquela rason, leis observatòris optics modèrnes son donc sovent establits a la cima d'una montanha ò dirèctament dins l'espaci.

La radioastronomia

 

La radioastronomia estúdia lei radiacions d'una longor d'onda superiora au millimètre. Es diferenta deis autrei metòdes d'observacions astronomicas car utiliza fòrça lei tecnicas de tractament dau senhau per produrre d'imatges. En particular, es necessari d'eliminar lo bruch cosmic per obtenir d'observacions detalhadas e es aisat de combinar lei senhaus reçauputs per mai d'un telescòpi per interferometria. Abòrd d'objèctes astronomics emeton d'ondas ràdio coma lei supernovas, lei nívols de gas, lei pulsars e lei nuclèus galactics actius.

L'astronomia infraroja

 

L'astronomia infraroja estúdia lei raionaments infraroges, çò qu'es interessant per estudiar lei regions galacticas enviroutadas de nívols de gas e de poussa qu'empachan la propagacion de la lutz visibla. Es tanben possible de l'utilizar per l'estudi d'objèctes « fregs » coma d'atmosfèras planetàrias. Pasmens, l'atmosfèra terrèstra es pas transparenta ais infraroges. L'astronomia infraroja es donc complèxa car necessita d'identificar de luòcs montanhós favorables (altitud auta, atmosfèra fòrça eissucha) ò de plaçar un telescòpi espaciau en orbita. De sistèmas de refrejament son tanben necessaris, çò que limita la durada de vida deis observatòris infraroges espaciaus.

L'astronomia ultravioleta

 

L'astronomia ultravioleta estúdia lei raionaments ultraviolents situats entre 10 e 320 nm. Permet d'observacions pus precisas que l'astronomia en lutz visibla per leis objèctes cauds qu'emeton principalament dins aqueu domeni (estelas blavas, nebulosas caudas, remanents de supernova, nuclèus galactics actius, etc.). Pasmens, coma l'astronomia en infraroge, es pas una tecnica utilizabla a la superficia de la Tèrra en causa de l'absorpcion deis ultraviolets per l'atmosfèra. Es donc necessari de plaçar d'observatòris espaciaus.

L'astronomia X

 

L'estudi dei raionaments X, situats entre 0,01 e 10 nm, es adaptada per l'observacion d'objèctes fòrça cauds qu'emeton en delà de l'ultraviolet . Coma per l'astronomia infraroja, lei rais X son absorbits per l'atmosfèra terrèstra. Leis observatòris de rais X son donc sortits dei jaç espés de l'atmosfèra amb l'utilizacion de balons ò d'aeronaus e, pus sovent, plaçats en orbita. L'observacion dei rais X es fòrça importanta per la deteccion dei traucs negres, dei pulsars, dei remanents de supernova, dei nuclèus galactics actius e deis amàs de galaxias.

L'astronomia gamma

L'astronomia gamma estúdia de longors d'onda fòrça pichonas de l'espèctre electromagnetic. Es interessanta per l'observacion d'objèctes coma lei remanents de supernova, lei pulsars e lei centres galactics. Es en cors de desvolopament per estudiar lei blazars e lei subresauts gammas, un fenomèn encara mau conoissut.

L'astronomia gravitacionala

L'astronomia gravitacionala (ò astronomia deis ondas gravitacionalas) es la branca de l'astronomia qu'obsèrva leis objèctes astronomics gràcias ais ondas gravitacionalas. Aqueleis ondas son de perturbacions fòrça febla de l'espacitemps que pòdon èsser detectadas gràcias d'interferomètres gigants. A l'ora d'ara, lo nombre de fònts d'ondas gravitacionalas conegudas es fòrça reduch (6 en 2023) car correspòndon a de fenomèns extrèms coma la fusion de dos traucs negres ò de dos estelas de neutrons.

Lei sciéncias interdisciplinàrias

L'astronomia a desvolopat de liames importants amb d'autrei brancas de la sciéncia. Aquò a menat a la formacion de disciplinas qu'adaptan lei sabers d'un camp donat a l'astronomia. Per exemple :

• l'arqueoastronomia estúdia leis astronomias ancianas e tradicionalas, principalament a partir dei vestigis arqueologics.
• l'astrobiologia estúdia l'aparicion e l'evolucion dei sistèmas biologics presents dins l'Univèrs. En particular, s'interèssa ai condicions d'aparicion e de desvolopament de la vida.
• l'astroquimia estúdia lei substàncias quimicas trobadas dins l'Univèrs, generalament dins lei nívols moleculars. Assaia d'explicar sa formacion, seis interaccions amb d'autrei compausats e sa destruccion. Una branca particulara, la cosmoquimia, es especializada dins l'estudi dei compausats identificats dins lo Sistèma Solar.

L'astronomia amatritz es una activitat de leser que consistís en l'observacion dau cèu. La màger part deis astronóms amators dispausan d'instruments optics leugiers (inferiors a 200 mm de diamètre) e son interessats per l'observacions d'objèctes celestiaus de remarca observables en lutz visibla (Luna, planetas, nebulosas, amàs d'estelas...). Una branca particulara de l'astronomia amatritz es l'astrofotografia que son objectiu es de fotografiar d'objèctes astronomics.

Pasmens, l'astronomia amatritz pòu egalament participar ai trabalhs de recèrca deis astronòms professionaus. D'efiech, quauqueis astronòms amators son capables e metre en òbra de telescòpis poderós (fins a un mètre de diamètre) ò d'observar lo cèu dins de raionaments electromagnetics non visibles. Lei progrès dei captors, especialament lei captors CCD, an favorizat aquela evolucion dempuei leis ans 1990. Ansin, leis astronòms amators participan a la susvelhança generala dau cèu e a l'observacion de fenomèns complèxs. En particular, tènon un ròtle major important dins la deteccion dei cometas ò dins l'observacion deis occultacions.

Liames intèrnes

• Astrofisica
• Constellacion
• Cosmologia
• Objècte astronomic
• Telescòpi

Bibliografia

• Ahmed Djebbar, L'Âge d'or des sciences arabes, Actes Sud / Institut du monde arabe, octòbre de 2005.
• Pierre Duhem, Le Système du Monde. Histoire des Doctrines cosmologiques de Platon à Copernic, 10 vol., 1913—1959.
• Alain Giraud-Ruby, Le ciel dans la tête. Une histoire de l'astronomie, Actes Sud, 2011.
• Pierre Léna, Daniel Rouan, François Lebrun, François Mignard, Didier Pelat et al., L'observation en astrophysique, EDPSciences/CNRS Edition, 2008.
• Maurice Lombard, L’Islam dans sa première grandeur (VIIIe – XIe siècle), Flammarion, coll. « Nouvelle bibliothèque scientifique », 1971.
• Otto Neugebauer, A history of ancient mathematical astronomy, Springer-Verlag, 1975.
• Renee M. Rottner et al., Making the invisible visible - A History of the Spitzer Infrared Telescope Facility (1971–2003), NASA, coll. « Monographs in aerospace history », 2017.
• Jean-Pierre Verdet, Une histoire de l’astronomie, Éditions du Seuil, coll. « Points sciences », 1990.

Nòtas e referéncias