Siden oldtiden har mennesker set stjernerne på nattehimlen forundret. Astronomi, studiet af stjerner, repræsenterer en af de ældste videnskaber. Over tid udviklede mennesker instrumenter til at spore stjernerne, forstørre dem og studere deres adfærd og deres indhold. Ved at prøve at forstå universet har mennesker lært mere om deres plads i det.
TL; DR (for lang; Læste ikke)
De instrumenter, der blev brugt til at studere stjerner, udviklede sig i årtusinder. Gamle instrumenter omfattede kvadranter, astrolabes, stjernekort og endda pyramider. Optiske teleskoper varierede fra refraktion til reflektion. Radioteleskoper, teleskoper, der registrerer infrarød stråling, gammastråler og røntgenstråler og rumbaserede teleskoper er vigtige i moderne astronomi.
Instrumenter i antikken
Gamle mennesker brugte stjernerne til at navigere i havene, fortælle tid og bestemme årstider. I det gamle Egypten blev pyramider bygget til at spore stjernen Sirius for at forudsige Nilen-flodens oversvømmelse. Et gammelt instrument kaldet en kvadrant brugte sfærisk trigonometri til at måle en stjernes højde i forhold til horisonten. Armillarsfæren, der består af metalringe og ved hjælp af stjernetegn, tillod observation af himlen og demonstrerede stjernernes bevægelse. Astrolabien repræsenterede en multifunktionel enhed, der beregnede solens og lyse stjernes positioner og fungerede også som et slags ur til at fortælle tid. Gennem århundrederne lavede forskellige kulturer stjernekort, enten for at kategorisere stjernegrupper eller for at katalogisere stjernernes størrelse. Astronomer lavede også bredder, ark papir, der informerede folk om formørkelser og andre himmelske fænomener.
Udviklingen af optiske teleskoper
Optiske teleskoper blev senere de valgte instrumenter til observation af fjerne stjerner. Brydningsteleskoper brugte to linser, hvor de forreste linser bøjede eller brydede lys og et okular til forstørrelse. Sådanne teleskoper blev imidlertid upraktiske i store størrelser. Sir Isaac Newton opfandt et reflekterende teleskop, der brugte et konkavt spejl til at fokusere lys. Dette gjorde det muligt for astronomer at observere langt fjernere stjerner end før. Teleskoper blev større og mere sofistikerede over tid. Teleskopspejle nåede deres øvre grænse i størrelse med et primært spejl. Nu kan primære spejle segmenteres for at hjælpe med glasvægtproblemet.
Radioteleskoper
Astronomer udvidede deres repertoire ved hjælp af radioteleskoper til at opdage de radiobølger, der udsendes af stjerner, hvilket giver astronomerne information om stjernelysbølgelængde. Teleskopernes metalkonstruktion giver mulighed for større størrelse. Større antenner i arrays giver mulighed for meget højere opløsning af radiobølger.
Rumteleskoper
Teleskoper lanceret i rummet repræsenterer den næste fase af at studere stjerner. Rumteleskoper kredser om Jorden, men er programmeret til at studere stjerner på forskellige måder. Infrarød stråling, mikrobølge- og gammastråledetektion skal udføres væk fra atmosfæren, så teleskoper som Hubble-rumteleskopet har meget høj opløsning. Kepler-rumteleskopet, der oprindeligt var designet til detektion af exoplanet, gav nyt liv i supernova-forskning (stjerneeksplosion). Kepler og dens efterfølgende mission K2 kan fokusere kontinuerligt på et plaster af plads over en periode. Dette giver astronomer mulighed for at følge udviklingen af eksploderende stjerner.
Fermi gammastrålerumteleskop letter påvisning af fusioner af neutronstjerner og afslører tyngdekraftsbølger i kosmos. Kooperative jordbaserede observatorier rundt om i verden reagerede hurtigt for at prøve flere former for observationer, herunder på udkig efter neutronpartikler. Andre teleskoper registrerer røntgenstråler, der afgives, når neutronstjerner trækker materiale ind i deres tyngdekraft. Et relativt nyt felt af stjerneastronomi involverer tyngdekraftlinse, hvor rumteleskoper sådan da Hubble kan observere utroligt fjerne stjerner gennem den naturlige forstørrelseseffekt af forgrunden galakser.
Indflydelsen af astronomiske instrumenter
Ved at studere solen hjælper astronomer vejrudsigter og vandforvaltere. Ved at studere andre stjerner får mennesker viden om elementerne i universet og hvordan mennesker passer ind. Derudover hjælper teknologien, der stammer fra moderne astronomiske instrumenter, mennesker i hverdagen, såsom Wi-Fi, mobiltelefoner, digitale kameraer, forsvarsadvarselssystemer og GPS-enheder.