ASTROFYSICA: OBJECT VAN STUDIE, GESCHIEDENIS, THEORIEËN, TAKKEN - ARTE - 2025

De astrofysica is verantwoordelijk voor het combineren van de benaderingen van fysica en scheikunde om alle lichamen in de ruimte te analyseren en te verklaren, zoals sterren, planeten, melkwegstelsels, enzovoort. Het verschijnt als een tak van astronomie en maakt deel uit van de wetenschappen die verband houden met de studie van het heelal.

Een deel van het onderzoeksobject heeft te maken met het zoeken naar begrip van de oorsprong van leven in het heelal en de functie of rol van de mens daarin. Probeer bijvoorbeeld te ontdekken hoe omgevingen met gunstige omstandigheden voor de ontwikkeling van leven zich ontwikkelen binnen een planetair systeem.

Astrofysica bestudeert objecten in de ruimte in termen van hun structuur en chemische en fysische samenstelling. Het elektromagnetische spectrum is uw belangrijkste informatiebron. Afbeelding van WikiImages via Pixabay

Studieobject

Astrofysica heeft het object van studie om de oorsprong en aard van astronomische lichamen te verklaren. Enkele van de factoren waar het naar kijkt, zijn dichtheid, temperatuur, chemische samenstelling en helderheid.

Deze tak van astronomie gebruikt het elektromagnetische spectrum als de belangrijkste informatiebron voor elk astronomisch doel in het universum. Onder meer planeten, sterren en sterrenstelsels worden bestudeerd. Tegenwoordig richt het zich bovendien op meer complexe of verre doelen zoals zwarte gaten, donkere materie of donkere energie.

Veel van de moderne technologie die in de astrofysische benadering wordt geïmplementeerd, maakt het mogelijk om via licht informatie te verkrijgen. Met de studie van het elektromagnetische spectrum is deze discipline in staat om zowel zichtbare als onzichtbare astronomische lichamen voor het menselijk oog te bestuderen en te kennen.

Geschiedenis van de astrofysica

De opkomst van astrofysica als tak van astronomie vindt plaats in de negentiende eeuw. Haar geschiedenis zit vol met relevante antecedenten waarin chemie nauw verwant is aan optische waarnemingen. Spectroscopie is de meest cruciale studietechniek voor de ontwikkeling van wetenschap en is verantwoordelijk voor het analyseren van de interactie tussen licht en materie.

Spectroscopie, evenals de oprichting van chemie als wetenschap, waren elementen die met name de vooruitgang van de astrofysica beïnvloedden. In 1802 ontdekt William Hyde Wollaston, chemicus en natuurkundige van Engelse afkomst, enkele donkere sporen in het zonnespectrum.

Later merkt de Duitse natuurkundige Joseph von Fraunhofer zelf op dat deze sporen van het optische spectrum van de zon worden herhaald in sterren en planeten zoals Venus. Hieruit leidde hij af dat dit een inherente eigenschap van licht was. De spectrale analyse van licht, opgesteld door Fraunhofer, was een van de patronen die verschillende astronomen moesten volgen.

Een andere van de meest prominente namen is die van de astronoom William Huggins. In 1864 kon hij met behulp van een spectroscoop die hij in zijn observatorium had opgesteld, met dit instrument ontdekken dat de chemische samenstelling kon worden bepaald en enkele fysische parameters van de nevels konden worden verkregen.

Zo konden de temperatuur en dichtheid worden gevonden. Huggins 'observatie werd gedaan om de nevel NGC6543, beter bekend als "Cat's Eye", te bestuderen.

Huggins baseerde zich op Fraunhofer's studies om spectrale analyse van zonlicht toe te passen en op dezelfde manier te gebruiken voor sterren en nevels. Daarnaast hebben Huggins en de hoogleraar scheikunde aan King's College London, William Miller, veel tijd besteed aan het uitvoeren van spectroscopieonderzoeken naar terrestrische elementen om ze te kunnen identificeren in de studies van de sterren.

Tegen de twintigste eeuw werd de kwaliteit van ontdekkingen belemmerd door instrumentbeperkingen. Dit motiveerde de constructie van teams met verbeteringen die tot nu toe de meest significante vooruitgang mogelijk maakten.

Uitstekende theorieën voor de studie van astrofysica

Inflatietheorie van het universum

De inflatoire theorie werd in 1981 gepostuleerd door de natuurkundige en kosmoloog Alan H Guth. Ze beoogt de oorsprong en uitbreiding van het universum te verklaren. Het idee van "inflatie" suggereert het bestaan ​​van een periode van exponentiële expansie die plaatsvond in de wereld tijdens de eerste momenten van vorming.

Het inflatoire voorstel is in tegenspraak met de Big Bang-theorie, een van de meest geaccepteerde bij het zoeken naar verklaringen voor de oorsprong van het universum. Terwijl de oerknal verwacht dat de uitdijing van het universum na de explosie is vertraagd, stelt de inflatoire theorie het tegenovergestelde. "Inflatie" stelt een versnelde en exponentiële uitbreiding van het universum voor die grote afstanden tussen objecten en een homogene verdeling van materie mogelijk maakt.

Maxwell's elektromagnetische theorie

Een van de meest interessante bijdragen in de geschiedenis van de natuurwetenschappen zijn de "Maxwell-vergelijkingen" binnen zijn elektromagnetische theorie.

In 1865 publiceerde James Clerk Maxwell, gespecialiseerd in wiskundige fysica, een dynamische theorie van het elektromagnetische veld waarin hij de vergelijkingen blootlegde waarmee hij het gezamenlijke werk tussen elektriciteit en magnetisme onthult, een relatie die sinds de 18e eeuw wordt gespeculeerd. .

De vergelijkingen hebben betrekking op de verschillende wetten die verband houden met elektriciteit en magnetisme, zoals de wet van Ampère, de wet van Faraday of de wet van Lorentz.

Maxwell ontdekte de relatie tussen de zwaartekracht, magnetische aantrekkingskracht en licht. Voorheen werden binnen de astrofysica alleen eigenschappen zoals zwaartekracht of traagheid geëvalueerd. Na de bijdrage van Maxwell werd de studie van elektromagnetische verschijnselen geïntroduceerd.

Methoden voor het verzamelen van informatie

De spectrometer

Natuurkundige Gustav Kirchhoff en chemicus Robert Bunsen, beide Duitsers, waren de makers van de eerste spectrometer. In 1859 toonden ze aan dat elke stof in zijn zuivere staat in staat is een specifiek spectrum uit te zenden.

Spectrometers zijn optische instrumenten die het mogelijk maken om licht uit een specifiek deel van een elektromagnetisch spectrum te meten en vervolgens materialen te identificeren. De gebruikelijke meting wordt gedaan door de intensiteit van het licht te bepalen.

De eerste spectrometers waren basisprisma's met gradaties. Momenteel zijn het automatische apparaten die op een geautomatiseerde manier kunnen worden aangestuurd.

Astronomische fotometrie

Binnen de astrofysica is de toepassing van fotometrie belangrijk, aangezien veel van de informatie uit licht komt. Deze laatste is verantwoordelijk voor het meten van de lichtintensiteit die van een astronomisch object kan komen. Het gebruikt een fotometer als instrument of het kan in een telescoop worden geïntegreerd. Fotometrie kan bijvoorbeeld helpen bij het bepalen van de mogelijke grootte van een hemellichaam.

Astrofotografie

Het gaat over het fotograferen van astronomische gebeurtenissen en objecten, dit omvat ook 's nachts delen van de lucht. Een van de kwaliteiten van astrofotografie is om ver verwijderde elementen te kunnen vertalen naar bijvoorbeeld sterrenstelsels of nevels.

Takken geïmplementeerd in observationele astrofysica

Deze discipline richt zich op het verzamelen van gegevens door het observeren van hemellichamen. Het maakt gebruik van astronomische instrumenten en de studie van het elektromagnetische spectrum. Veel van de informatie die binnen elke subtak van observationele astrofysica wordt verkregen, heeft te maken met elektromagnetische straling.

Radio-astronomie

Het object van studie zijn hemellichamen die radiogolven kunnen uitzenden. Het besteedt aandacht aan astronomische verschijnselen die meestal onzichtbaar of verborgen zijn in andere delen van het elektromagnetische spectrum.

Voor waarnemingen op dit niveau wordt een radiotelescoop gebruikt, een instrument dat is ontworpen om radiogolfactiviteiten waar te nemen.

Infrarood astronomie

Het is een tak van astrofysica en astronomie waarin infraroodstraling van hemellichamen in het heelal wordt bestudeerd en gedetecteerd. Deze tak is vrij breed omdat alle objecten infraroodstraling kunnen uitzenden. Dit impliceert dat deze discipline de studie van alle bestaande objecten in het universum omvat.

Infraroodastronomie is ook in staat koude objecten te detecteren die niet kunnen worden waargenomen door optische instrumenten die met zichtbaar licht werken. Sterren, deeltjeswolken, nevels en andere zijn enkele van de ruimtevoorwerpen die kunnen worden waargenomen.

Optische astronomie

Ook bekend als zichtbaar licht astronomie, is het de oudste studiemethode. De meest gebruikte instrumenten zijn de telescoop en spectrometers. Dit type instrument werkt binnen het bereik van zichtbaar licht. Deze discipline verschilt van de vorige takken omdat het geen onzichtbare lichtobjecten bestudeert.

Artist's impression van een gammastraal
]

Gammastraal-astronomie

Het is degene die belast is met het bestuderen van die verschijnselen of astronomische objecten die gammastraling kunnen genereren. Deze laatste zijn straling met een zeer hoge frequentie, hoger dan röntgenstralen, en hun bron is een radioactief object.

Gammastralen kunnen worden gelokaliseerd in astrofysische systemen met zeer hoge energie, zoals onder andere zwarte gaten, dwergsterren of supernovaresten.

Relevante concepten

Elektromagnetisch spectrum

Het is een energiedistributiebereik dat verband houdt met elektromagnetische golven. Met betrekking tot een specifiek object wordt het gedefinieerd als de elektromagnetische straling die in staat is om elk object of elke substantie zowel op aarde als in de ruimte uit te zenden of te absorberen. Het spectrum omvat zowel licht dat zichtbaar is voor het menselijk oog als dat wat onzichtbaar is.

Astronomisch object

In de astronomie wordt een astronomisch of hemellichaam een ​​entiteit, verzameling of fysieke samenstelling genoemd die van nature voorkomt in het waarneembare deel van het universum. Astronomische objecten kunnen planeten, sterren, manen, nevels, planetenstelsels, sterrenstelsels, asteroïden en andere zijn.

Straling

Het verwijst naar de energie die uit een bron kan komen en door de ruimte kan reizen en zelfs andere materialen kan binnendringen. Enkele bekende soorten straling zijn radiogolven en licht. Een ander type bekende straling is "ioniserende straling" die wordt gegenereerd door bronnen die geladen deeltjes of ionen uitzenden.

Referenties

1. Soorten astronomische spectra. Australia Telescope National Facility. Opgehaald van atnf.csiro.au
2. Astronomisch object. Wikipedia, de gratis encyclopedie. Opgehaald van en.wikipedia.org
3. Spectrometers Spectometry.com. Opgehaald van spectometry.com
4. Wat is straling? Specialist in stralingsbescherming. Health Physics Society. Opgehaald van hps.org
5. Fjordman (2018). A History of Astrophysics - Deel 1. The brussels journal. Opgehaald van brusselsjournal.com
6. Astronomie met zichtbaar licht. Wikipedia, de gratis encyclopedie. Opgehaald van en.wikipedia.org
7. De redactie van Encyclopaedia Britannica (2019). Gammastraling astronomie. Encyclopædia Britannica, inc. Opgehaald van britannica.com
8. IR-astronomie: overzicht. Science & Data Center for Astrophysics & Planetary Sciences. Hersteld van ipac.caltech.edu
9. Bachiller R (2009) 1864. Huggins en de geboorte van de astrofysica. De wereld. Opgehaald van elmundo.es
10. Astrofysica. Wikipedia, de gratis encyclopedie. Opgehaald van en.wikipedia.org
11. Radioastronomie is: verkenning en ontdekking. National Radio Astronomy Observatory. Opgehaald van public.nrao.edu
12. (2017) Wat zegt de inflatoire theorie over het heelal? Internationale Universiteit van Valencia. Opgehaald van universidadviu.es
13. Vrijgezel R. (2015). 1865. Maxwells vergelijkingen transformeren de wereld. Kronieken van de kosmos. De wereld. Opgehaald van elmundo.es