ఖగోళ శాస్త్రం

అంటే అంతరిక్షశాస్త్రం. అకాశంలో మనకి కనిపించే సూర్య, చంద్ర గ్రహ, నక్షత్రాదులతోపాటు విశ్వంలో ఉన్న అనేక ఖగోళ వస్తువులు/ పదార్థాల ఉత్పత్తి, ఉనికి, లక్షణాలు, నాశనములను శాస్త్రబద్ధంగా వివరిస్తుంది.

ఖగోళశాస్త్ర్రం అత్యంత ప్రాచీన విజ్ఞాన శాస్త్రాలలో ఒకటి. దూరదర్శిని (టెలిస్కోపు) కనుగొన్న తరువాత ఖగోళశాస్త్ర్రం కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానంతో అనంతంగా విస్తరించింది. 20వ శతాబ్దంలో ఖగోళశాస్త్రం రెండు ఉపశాస్త్రాలుగా విభజించబడింది. అవి:

• పరశీలక ఖగోళశాస్త్రం (Observational Astronomy): టెలిస్కోపులు, కంప్యూటర్లు వగైరా పరికరాలతో ఖగోళ వస్తువులను పరిశోధించి సంగ్రహించిన విషయాలను ప్రాథమిక భౌతికశాస్త్ర సూత్రాలతో వివరించడం, వాటి ఫలితాలను విశ్లేషించడము.
• సైద్ధాంతిక ఖగోళభౌతిక శాస్త్రం (Theoretical astrophysics): విశ్వ రహస్యాలను వివరించడానికి గణిత సంభూతమైన విశ్లేషక నమూనాలను కనుక్కోవడము/ అభివృద్ధి చేయడం.

ఖగోళశాస్త్రానికి ఉన్న ప్రత్యేకత ఏమంటే, ఔత్సాహిక శాస్త్రజ్ఞులు (ఉత్సాహవంతులైన, నూతన, అనుభవము లేని శాస్త్రజ్ఞులు) కూడా చాలా ముఖ్యమైన విషయాలు కనుక్కున్నారు.(టెలిస్కోపు, ఉత్సాహము ఉంటే చాలు మరి). లక్షల గేలెక్సీ(నక్షత్ర కూటమి) లతో, కోట్లాది నక్షత్రాలతో ఈ విశ్వము అనంతమైనది కనుక ఇంకా తెలుసుకోవలసిన విషయాలు చాలా ఉన్నాయి.

భారతీయ జ్యోతిష శాస్త్రము(astrology)లో ఖగోళశాస్త్రానికి విశేష ప్రాముఖ్యత ఉంది. సూర్యసిద్ధాంతము అతి ప్రాచీన ఖగోళశాస్త్ర గ్రంథం. దీని రచయిత ఎవరో తెలియదు. ఆర్యభట్ట, వరాహమిహిరుడు ప్రఖ్యాత భారతీయ ఖగోళ శాస్త్రజ్ఞులు.

ప్రాచీన ఖగోళశాస్త్రం మామూలు కంటికి కనిపించే ఖగోళ వస్తువుల గమనాన్ని పరిశీలించడం ద్వారా వేసుకున్న అంచనాలతో ఉండేది. భారతదేశంతో పాటు ప్రాచీన బాబిలోనియా, పర్షియా, ఈజిప్టు, గ్రీసు, చైనా లలో ఖగోళ వేధశాల(astronomical observatories)లు నిర్మించబడ్డాయి. సూర్య, చంద్ర, నక్షత్రాదుల గమనము ఆధారంగా ఋతువులు, వర్షాలను నిర్ధారించి వాటిని బట్టి పంటలను వేసుకునేవారు. భూమి విశ్వకేంద్రమనీ, భూమి చుట్టూ నక్షత్రాలు గ్రహాలు పరిభ్రమిస్తున్నాయనీ నమ్మే వారు (టాలెమీ భూకేంద్ర/జియోసెంట్రిక్ సిద్ధాంతము)

టెలిస్కోపు కనుగొనక ముందు కూడా రోదసి (space) గురించి చాలా ముఖ్యమైన విషయాలు కనుగొనబడ్డాయి. వాటి లో కొన్ని భూమి సూర్యుని చుట్టూ తిరిగే కక్ష్య యొక్క కోణము, సూర్య, చంద్ర గ్రహణాలు వచ్చే కాలాన్ని ముందే అంచనా వెయ్యడము, చంద్రుని వైశాల్యము, భూమికి చంద్రునికి ఉన్న దూరము.

పరిశీలక ఖగోళశాస్త్రములో 13 వ శతాబ్దపు పర్షియా(పర్షియన్ సామ్రాజ్యము) లో, ఇతర మహ్మదీయ సామ్రాజ్యములలో ఖగోళ శాస్త్రము లో ఎన్నో నూతన విషయాలు కనుగొనబడ్డాయి. ముస్లీo ఖగోళశాస్త్రజ్ఞులు పెట్టిన నక్షత్రముల పేర్లు ఇంకా వాడుకలో ఉన్నాయి.

రెనసాన్స్ కాలములో, నికోలస్ కోపర్నికస్ సౌరకుటుంబానికి సౌరకేంద్ర/హీలియోసెంట్రిక్ నమూనాను ప్రతిపాదించెను. కోపర్నికస్ పరిశోధనలను గెలీలియో గెలీలి, యోహాన్స్ కెప్లర్లు పరిరక్షించి, సవరించి, విస్తరించారు. గెలీలియో మొదటి సారి పరిశోధనల కోసము టెలిస్కోపులు తయారుచేసి వాడెను. కెప్లర్ గ్రహ గతులను వాటి కక్ష్య లను మొదటిసారి కచ్చితముగా కనుగొనెను. కెప్లర్ న్యాయము లను ఋజువు చేసే సిద్ధాంతాలను కనుగొనడానికి మటుకు ఐజాక్ న్యూటన్ చేత కనుగొనబడిన ఆకాశ యంత్రశాస్త్రము, గురుత్వాకర్షణ శక్తి ఉపయోగపడ్డవి. న్యూటన్ రిఫ్లెక్టింగ్ టెలిస్కోపును కనుగొనెను. ఆ తరువాత జరిగిన ఎన్నోపరిశోధనలు టెలిస్కోపు పరిమాణమును, నాణ్యతను పెంచాయి. నికోలాస్ లూయీ డి లాకాయె విపులమైన నక్షత్ర సూచీ పట్టీ (కేటలాగు) లను తయారు చేసెను. విలియమ్ హెర్షెల్ విస్తారమైన నెబ్యులా, క్లస్టర్ కేటలాగులను తయారు చేసెను. ఆయన 1781 లో యూరెనస్ గ్రహమును కనుగొనెను. 1838 లో ఫ్రెడరిక్ బెస్సెల్ మొదటిసారి ఒక నక్షత్రము నకు దూరమును కనుగొనెను.

పందొమ్మిదవ శతాబ్దంలో లియోనార్డ్ ఆయిలర్, అలెక్సిస్ క్లాడ్ క్లైరాట్, జాన్ లె రాండ్ డిఅలెంబర్ట్లు గుర్తించిన 3 బాడీ ప్రాబ్లెమ్, చంద్రుడు, గ్రహములగతులను కచ్చితముగా కనుగొనెను. వీరి పరిశోధనలను జోసెఫ్ లూయీ లాగ్రాంజ్, పియర్ సైమన్ లాప్లాస్లు క్రోడీకరించి గ్రహముల, ఉపగ్రహముల కంపనము బట్టి వాటి బరువులను కనుగొనే విధమును కనుగొనిరి.
నూతన సాంకేతిక పరిజ్ఞానముతో పాటు ఖగోళ శాస్త్రములో కూడా విశేషమైన అభివృద్ధి సంభవించెను. స్పెక్ట్రోస్కోపు, ఫోటోగ్రఫిలు ఖగోళశాస్త్రానికి బాగా ఉపయోగపడ్డవి. జోసెఫ్ వాన్ ఫ్రాన్ హోఫర్ 1814-15 ల లో సూర్యకాంతి లో 600 పట్టీ (bands) లను కనుగొనెను. ఈ పట్టీలకు కారణము 1859 లో గస్టావ్ కిర్కాఫ్ 'సూర్యుని లో వివిధ మూలకాలు ఉండడము' అని తేల్చెను. ఇతర నక్షత్రములు కూడా సూర్యుని వలే ఉండును కాని వివిధ ఉష్ణోగ్రతలు, బరువులు కలిగి ఉండునని కనుగొన్నారు.

భూమి, సౌరకుటుంబము ఉన్న పాలపుంత నక్షత్రకూటమి (మిల్కీవే గేలెక్సీ)వలే అంతరిక్షము (space)లో ఇతర నక్షత్రకూటములు ఉన్నవని 20వ శతాబ్దములో కనుగొనడము జరిగింది. విశ్వము విస్తరిస్తున్నదని మిగతా గేలెక్సీలు మన గేలక్సీకు దూరంగా జరుగుతున్నాయని కనుగొన్నారు. నూతన ఖగోళ శాస్త్రములో క్వాజార్లు, పల్సార్లు, బ్లాజర్లు, రేడియో గేలెక్సీలు వంటి విశేష వస్తువులు కనుగొనబడ్డాయి. ఈ పరిశోధనల నుండి విడుదలైన సిద్ధాంతాల వల్ల కాలబిలము(బ్లాక్ హోల్) లు, న్యూట్రాన్ స్టార్ లను వివరించడము జరిగింది. Physical cosmology 20వ శతాబ్దములో సాధించిన అభివృద్ధితో మహావిస్ఫోట(బిగ్ బ్యాంగ్) వాదము నకు భౌతిక,ఖగోళ శాస్త్రముల నుండి cosmic microwave background radiation, హబుల్ నియమము, cosmological abundances of elements మద్దతు వచ్చెను.

 

బాబిలోనియా, ప్ర్రాచీన గ్రీసుదేశము లలో ఖగోళశాస్త్రము లో చాలా మటుకు ఆస్ట్రోమెట్రీ ( ఆకాశంలోనక్ష త్రాలు,గ్రహాల ఉనికిని కనుక్కోవడము) మాత్రమే ఉండేది. ఆ తరువాత జోహాన్స్ కెప్లర్, ఐజాక్ న్యూటన్ లవల్ల రోదసి గతి శాస్త్రము (celestial mechanics) అభివృద్ధి చెందింది. ఖగోళ శాస్త్రము లో గణితాన్ని ఉపయోగించి రోదసి వస్తువవులకు గురుత్వాకర్షణ బలాలతో గలిగిన గమనాలను అంచనా వేయడము జరిగేది. సౌరమండలం లో గల గ్రహములు, ఉపగ్రహములు, ఆస్టరాయడ్స్ వగైరా మీద దృష్టి కేంద్రీకరించడము జరిగేది. ఈ రోజుల్లో, ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానము వల్ల రోదసి వస్తువుల స్థితి గతులు కనుక్కోవడము తేలికైంది కనుక, నూతన ఖగోళ శాస్త్రము రోదసి వస్తువుల భౌతిక ధర్మములను అర్థము చేసుకోవడము లో నిమగ్నమై ఉంది.

సమాచారము సంగ్రహించు విధానములు

ఖగోళ శాస్త్రము లో సమాచారమును సేకరించడము కాంతి, ఇతర విద్యుదయస్కాంత వికిరణాలను కనుగొనడము, వాటి పరిశీలనల వల్ల సాధ్యమవుతుంది. అయితే న్యూట్రినో డిటెక్టర్ల వల్ల సూర్యుని నుండి వచ్చే న్యూట్రినో లు, సూపర్ నోవా ల నుండి న్యూట్రినోల వల్ల కూడా ఇంకా సమాచారము సేకరించవచ్చు. కాస్మిక్ కిరణాల ప్రభావమును కనుక్కొనే పరికరాలు కూడా ఉన్నాయి. గురుత్వాకర్షణ తరంగము లను కనుక్కొనే ప్రయోగములు కూడా జరుగుతున్నాయి.

విద్యుదయస్కాంత వర్ణమాల(స్పెక్టృమ్) లో ఉన్న తరంగదైర్ఘ్య (వేవ్ లెంగ్త్) విభజనల వలే ఖగోళ శాస్త్రములో కూడా విభజనలు ఉన్నాయి.

• స్పెక్ట్రమ్ లో తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద రేడియో ఖగోళ శాస్త్రము, మిల్లీమీటరు-డెకామీటరు ల మధ్య ఉండే తరంగ దైర్ఘ్యా లను గమనిస్తుంది. ఈ రేడియో టెలీస్కోపు రిసీవరులు మనము రోజూ వినే రేడియో లో వాడే రిసీవరుల లాగే ఉండును కాని చాలా సున్నితముగా ఉండును.
• మైక్రోవేవులు రేడియో లో మిల్లీమీటరు పరిధి లో పని చేయును. మైక్రోవేవు ల వల్ల కాస్మిక్ మైక్రోవేవు బ్యాక్ గ్రౌండు రేడియేషన్ గురించి తెలుస్తున్నది.
• పరారుణ ఖగోళ శాస్త్రము, అతి పరారుణ ఖగోళ శాస్త్రము లలో పరారుణ కిరణాల (ఎరుపు రంగు కాంతి కంటే ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యము కల కాంతి]ను కనుగొనడము అధ్యయనము చెయ్యడము జరుగుతోంది. ఈ పరిశోధనలకు ప్రత్యేక టెలిస్కోపు (పరారుణ కిరణాలను కచ్చితంగా గుర్తించేది). పరారుణ కిరణాలు వాతావరణములోని నీటి ఆవిరిని పీల్చుకుంటాయి కనుక, పరారుణ అబ్జర్వేటరీ లను చాలా ఎత్తైన, చాలా పొడిగా ఉన్న (నీటి ఆవిరి లేని) ప్రదేశాలలో కాని, అంతరిక్షము లో (భూమి వాతావరణానికి ఆవతల కాని) ఉంచడము జరుగుతుంది. అంతరిక్ష టెలీస్కోపు ల వల్ల చాలా ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. వాతావరణము లో ఉండే ఉష్ణ ప్రసారాలు,మబ్బులు ఇతర అస్వచ్ఛత, వాతావరణ ప్రభావము లను నిరోధించవచ్చును. పరారుణ కిరణాలు నక్షత్ర కూటముల మధ్య ఉండే ధూళి, ఇతర అణువుల పరిశీలన లో ఉపయోగపడును.

 

• ఇప్పటి వరకు, చాలా వరకు సమాచారము దృశ్య కాంతి/సామాన్య ఖగోళ శాస్త్రము లో సేకరించడము జరిగింది. దర్పణములు, కటకములు,ఛార్జ్-కపుల్డ్ డివైస్, ఫొటోగ్రాఫిక్ ఫిల్మ్ లు ఉపయోగ పడును. సాధారణ కంటికి కనపడే 1 E-7 m|400 - 700 nm కాంతి తరంగదైర్ఘ్యము ఉపయోగ పడును. సాధారణ టెలీస్కోపు స్పెక్ట్రోగ్రాఫ్ లు, ఎలక్ట్ర్రానిక్ ఇమేజర్లు కలిగిన టెలీస్కోపును సాధారణంగా వాడెదరు;
• అధిక శక్తి ఖగోళ శాస్త్రము లో ఎక్స్ రే ఖగోళ శాస్త్రము, గామా రే ఖగోళ శాస్త్రము, అతి నీలలోహిత ఖగోళ శాస్త్రము ల ఉపయోగముతో విశ్వము లోని అత్యంత శక్తి కేంద్రాలను అధ్యయనము చెయ్యడము, నూట్రినో లు, కాస్మిక్ కిరణాలను అధ్యయనము చెయ్యడము జరుగుతున్నది.

రోదసి నౌక (space ship), రోదసి వాహనాల (spacecraft) వల్ల గ్రహాల అధ్యయనము ముందంజ వేసింది. వీటిలో గ్రహాల చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూ రీడింగులు తీసుకునే కాసినీ హైజెన్స్ వంటి మానవ నిర్మిత ఉపగ్రహాలు, మార్స్ పాత్ ఫైండర్ వంటి ల్యాండింగ్ వెహికిల్ లు(ఇతర గ్రహము మీదకు దిగగలిగే వాహనము) ల వల్ల గ్రహాలు, ఉప గ్రహాల గురించి చాలా సమాచారము గ్రహించబడింది. డిస్కవరీ, కొలంబియా వంటి అంతరిక్ష వాహనము (స్పేస్ షటిల్) (అంతరిక్షము లోకి వెళ్ళి మళ్ళీ ఈ భూమ్మీదకు వెనక్కు రాగలిగే వాహనము) ల వల్ల అంతరిక్షము లో పరిశోధనలు సాధ్యమవుతున్నాయి

సంబంధిత విజ్ఞానశాస్త్రములు

ఖగోళ శాస్త్రము ఇతర విజ్ఞాన శాస్త్రములతో చాలా సన్నిహిత సంబంధాలను పెంచుకుంటున్నది. ఆ విధముగా కనుగొన బడ్డ ఉపశాస్త్రములు

• ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రము
• ఖగోళ జీవ శాస్త్రము
• చారిత్రిక ఖగోళ శాస్త్రము
• ఖగోళ రసాయన శాస్త్ర్రము

• విశ్వం
• హాబుల్ అంతరిక్ష టెలిస్కోపు
• జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్

• వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు, విశ్వస్వరూపం, ఇ-పుస్తకం, కినిగె ప్రచురణ, https://web.archive.org/web/20181025164023/http://kinige.com/kbook.php?id=4247