Tähtitiede

Tähtitieteen varhaishistoriaa

Tähtitiede saavutti jo varhain korkean tason paitsi Vanhassa maailmassa, myös muinaisamerikkalaisten kulttuureiden piirissä. Tähtitiede on tieteistä vanhin. Varhaisimmat kiinalaisten tähtitieteelliset havainnot ovat peräisin ajalta 2300 eaa. Babylonialaisten varhaisimmat tähtitieteelliset muistiinpanot ovat ajalta 2000 eaa. Kukoistukseensa heidän tähtitieteensä nousi kuitenkin vasta 500 - 600 eaa.



Vuonna 2000 käyttöön otettu observatorio Intiassa - Hanle, Ladakh, Intia.

Intiassa tähtitieteen syntyyn vaikutti tarve määrittää uskonnollisten juhlamenojen oikea ajankohta; näitä ongelmia käsiteltiin jo varhaisessa Veda-kirjallisuudessa noin 1500 - 500 eaa. Arabialaiset saivat vaikutteita tähtitieteeseensä intialaisilta ja heidän kauttaan tämä tietämys siirtyi myös eurooppalaisille tähtitieteilijöille. Myöhemmin uudella ajalla 1600-luvulla, kun tähtitiede Euroopassa oli ottamassa jättiaskeleita eteenpäin, oli Intian tähtitiede jo eristäytynyt omien traditioittensa seuraamiseen.

Antikytheran kone

Antiikin ajan analoginen tietokone, Antikytheran kone - siitä myöhemmin rakennettu mallikappale. Se on ollut antiikin kreikkalainen mekaaninen tähtitieteellinen laskulaite, joka on valmistettu 100-luvulla eaa. Tutkijoiden mukaan konetta käytettiin muun muassa Kuun, Auringon ja todennäköisesti myös muiden aurinkokunnan taivaankappaleiden liikkeiden mallintamiseen sekä auringon- ja kuunpimennysten ennustamiseen Koneessa on ollut kymmeniä hammasrattaita, jotka kampea pyöritettäessä ovat osuneet kohdilleen ja näyttäneet tiedot.

Kreikassa liittyivät tähtitaivaan tutkimisen varhaisimmat motiivit ajan määrittämiseen. Maanviljelyjkseen liittyvät toimet haluttiin tehdä oikeaan aikaan ja siinä auttoivat tähtitaivaan ilmiöt. Esimerkiksi runoilija Hesiodos esitteli 700 eaa. teoksessaan "Työt ja päivät" Plejadien eli Seulasten ja Siriuksen helakkisia nousuja ja näiden nousujen väliaikoja päivinä, yhdistäen nämä maamiehen tietoon.

Tähtitiedettä ennakoivaa kosmologista spekulointia harjoitettiin Jooniassa 500-luvulla eaa. Vaikkakin tähtitaivaan ilmiöitä selitettiin mytologisilla kuvauksilla ja niitä pidettiin Ksenofaneen lailla jopa meteorologisina eli sääilmiöinä, pyrkivät varhaisimmat joonialaiset kosmologit Thales, Anaksimandros ja Anaksimenes löytämään tähtitaivaan ilmiöille rationaalisia, mytologiasta riippumattomia selityksiä.

Savitaulu

Mesopotamiassa babylonialaiset kirjasivat astronomian havaintojaan nuolenpääkirjoituksella savitauluille alkaen 600-luvulta eaa. Kuvan savitaulussa kerrotaan Halleyn komeetasta 164 eaa.

Antiikin kreikkalaisten tähtitieteellinen tietämys perustui suureksi osaksi babylonialaisten havaintoihin, mutta he olivat muita kiinnostuneempia planeettojen liikkeiden selittämisestä. Siten he kehittivät ensimmäiset teoriat Aurinkokunnan rakenteesta.

Aristarkhos jopa esitti ensimmäisenä heliosentrisen eli aurinkokeskisen maailmankuvan, mutta se ei saanut kannatusta vaan Hipparkhos päätyi geosentriseen eli maakeskeiseen järjestelmään, joka Ptolemaioksen edelleen kehittämänä säilyi yleisesti hyväksyttynä 1500-luvulle saakka. Läpimurtoa kreikkalaisten harjoittamassa tähtitieteessä merkitsi se, että he alkoivat soveltaa geometrian käyttöä kosmologisiin ongelmiin.

Kreikan antiikin päättymisen jälkeen, keskiajalla, tähtitiedettä harjoitettiin erityisesti intialaisten ja arabialaisten parissa. Euroopassa keskiaika oli tieteiden parissa hiljaista aikaa. Niinpä keskiajan Euroopasta on säilynyt hyvin vähän tietoja tähtitaivaan tapahtumista. Keskiajan lopulla, 1100-luvulla alkoi Euroopassakin jotakin tapahtua, sillä silloin italialainen kääntäjä Gerard of Cremona (n. 1114 - 1187) opiskeli arabian kielen ja alkoi kääntää kreikkalaisia tähtitiedekirjoja latinaksi. Vasta renessanssin myötä uuden ajan alkaessa tähtitiede lähti Euroopassa nousukiitoon, joka jatkuu yhä.

1920-luvulle saakka oman galaksimme katsottiin muodostavan koko maailmankaikkeuden, kunnes Edwin Hubble osoitti, että maailmankaikkeudessa on runsaasti muitakin galakseja.
W5

Tähtien syntymisalue W5 - Kuva Copyright Nasa - Creative Commons.

Tähtitiedettä ajanlaskun alusta 2000-luvulle

140 - Klaudios Ptolemaios julkisti teoksensa "Almagest". Sen mukaisesti 1500-luvulle saakka tähtitieteessä säilyi geosentrinen maailmankuva, jonka mukaisesti Maa oli koko maailmankaikkeuden keskipiste.

400 - Hindu-kosmologit kykenivät laskemaan sideerisen vuoden pituuden niin tarkasti, että se oli vain 1,4 sekuntia pidempi, kuin nykyisin tiedetty pituus. Tämä oli tarkin sideeriselle vuodelle laskettu pituus yli tuhanteen vuoteen.

499 - Intialainen tähtitieteilijä ja matemaatikko Āryabhaṭa (476 – 550) kehitti noin tuhat vuotta ennen Nikolaus Kopernikusta aurinkokeskisen mallin, jossa Maa kiertää aurinkoa ja pyörii akselinsa ympäri.

Ujjain, Ram Ghat

Ujjain, Ram Ghat, Intia. Ujjain on hyvin vanha ja värikäs kaupunki Intiassa ja sillä on hyvin värikäs menneisyys. Sen asukkaisiin on kuulunut matemaatikko ja tähtitieteilijä Brahmagupta. - Kuva Copyright © Arian Zwegers - Creative Commons.

628 - Intialainen matemaatikko ja tähtitieteilijä Brahmagupta (n. 598 – 665) tunnisti ensimmäisenä painovoiman ja kuvasi lyhyesti gravitaatiota, joka oli melkein samanlainen kuin Newtonin painovoimalaki.

773 - Āryabhaṭan ja Brahmaguptan tähtitieteelliset selvitykset käännettiin arabian kielelle. Näin intialaisen tähtitieteen saavutukset tulivat arabialaisten ulottuville.

830 - Ensimmäinen suuri ja merkittävä arabialainen tähtitieteen teos "Zij al-Sindh" ilmestyi. Sen kirjoitti persialainen matemaatikko ja tähtitieteilijä Al-Khwarizmi. Teos oli merkittävä, koska se toi Ptolemaioksen tähtitieteen tietämyksen islamilaisiin tieteisiin ja se oli sitenkin merkittävä käännekohta arabialaisessa tähtitieteessä.

850 - Tähtitieteilijä Al-Farghani julkaisi Bagdadissa tähtitieteen teoksensa "Kitab fi Jawani". Teoksessa oli yhteenveto Ptolemaioksen teorioista ja siinä myös korjailtiin Ptolemaioksen esitystä, kuten Maan ympärysmittaa, arabiastronomien työn pohjalta. Kirja levisi laajalti muslimimaailmassa ja se käännettiin myös latinaksi.

928 - Muslimi, filosofi ja tähtitieteilijä Muḥammad ibn Ibrāhīm al-Fazārī, rakensi ensimmäisen astrolabin.

1031 - Iranilainen muslimi, matemaatikko, tähtitieteilijä ja astrologi Abu Sa'id al-Sijzi, puolusti teoriaa, jonka mukaan Maa pyörii akselinsa ympärillä.

1126 - Intialaiset ja arabialaiset tähtitieteen kirjoitukset käännettiin Espanjassa latinaksi ja näin ne tulivat eurooppalaisten tähtitieteilijöiden ulottuville.

1150 - 1350 - Useat intialaiset ja arabialaiset tähtitieteilijät saavuttivat merkittäviä edistysaskeleita tutkimuksissaan.

1543 - Puolalainen pappi, matemaatikko, talous- ja tähtitieteilijä Nikolaus Kopernikus mullisti käsitykset planeettojen liikkeestä ja loi perustan nykyaikaiselle tähtitieteelle. Pääteoksessaan "De revolutionibus orbium coelestium" Kopernikus osoitti vääräksi Ptolemaioksen teorian ja perusti käsityksensä muinaisten kreikkalaisten esittämään, aurinkokeskiseen teoriaan, jota ei kuitenkaan yleisesti hyväksytty.

1572 - Tanskalainen tähtitieteilijä Tyko Brahe teki Kassiopeian tähdistössä havainnon hyvin kirkkaasta supernovasta SN 1572. Se oli yksi vajaasta kymmenestä supernovasta, jotka ovat tunnetun historian aikana näkyneet paljain silmin. Se oli ensimmäinen todiste siitä, että tähtitaivaallakin voi tapahtua muutoksia.

Great Refractor Observatory

Suuri linssikaukoputki eli refraktori. Valmistumisvuosi 1899. Potsdam, Saksa. - Kuva Copyright © Paul VanDerWerf - Creative Commons.

1608 - Hollantilainen silmälasien valmistaja Hans Lippershey patentoi kaukoputken. Keksintö levisi nopeasti ympäri Eurooppaa ja sai aikaan mullistuksen tähtitieteessä.

1609 - Saksalainen tähtitieteilijä Johannes Kepler julkaisi teoksessaan "Astronomia nova" empiiriset lait, jotka liittyvät planeettojen ratojen muotoon ja niiden kiertoaikoihin - Keplerin lait. Kepler osoitti ensimmäisenä, että Aurinkokunnan keskipiste on Aurinko, eikä Maa. Hän sai selville, että planeetat liikkuvat elliptisiä ratoja pitkin Auringon ympäri.

1610 - Italialainen tähtitieteilijä, filosofi, matemaatikko ja fyysikko Galileo Galilei julkaisi teoksensa "Sidereus Nuncius". Siinä hän kertoi kaukoputken avulla tekemistään merkittävistä havainnoista: Auringon pilkuista, Kuun kraattereista ja Jupiterin neljästä kuusta. Galilei todisti, että kaikki ei suinkaan pyörinyt Maan ympärillä ja hän edisti ja puolsi Kopernikuksen käsitystä aurinkokeskisestä maailmankuvasta.

Christiaan Huygens

Kuvan keskellä Christiaan Huygensin isä - hänen ympärillään hänen viisi lastaan - Christiaan Huygens oikeassa reunassa.

1655 - Kaukoputkien laadun paraneminen mahdollisti sen, että hollantilainen matemaatikko, fyysikko, tähtitieteilijä ja keksijä Christiaan Huygens kykeni ratkaisemaan useita tähtitieteen ongelmia, kuten Saturnuksen renkaiden luonteen. Hän myös löysi ensimmäisenä Saturnuksen kiertolaisen ja suurimman kuun, Titanin.

1687 - Englantilainen fyysikko, matemaatikko, tähtitieteilijä, alkemisti ja yksi kaikkien aikojen merkittävimmistä luonnonfilosofeista, Isaac Newton julkaisi pääteoksensa "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica". Se sisälsi painovoimalain ja liikelait.

1705 - Englantilainen tähtitieteilijä, geofyysikko, matemaatikko, meteorologi ja fyysikko Edmond Halley ennakoi vuonna 1758 tulevaa komeettaa, joka sitten tulikin ja sai hänen nimensä.

1750 - Ranskalainen astronomi Nicolas-Louis de Lacaille laatii ensimmäisen kattavan kartan etelätaivaan tähdistä.

1781 - Saksalaissyntyinen englantilainen, harrasteleva tähtitieteilijä ja säveltäjä William Herschel löysi Uranuksen.

1784 - Ranskalainen tähtitieteilijä Charles Messier julkaisi luettelon taivaalla näkyvistä ei-tähtimäisistä kohteista, eli galakseista ja muista sumumaisista kohteista. Siinä on 110 syvän taivaan kohdetta.

1845 - Irlantilainen tähtitieteilijä William Parsons sai valmiiksi maailman ensimmäisen suuren teleskoopin, jonka peilin halkaisija oli 180 cm.



Saksalainen tähtitieteilijä Johann Gottfried Galle löysi tällä peilikaukoputkella Neptunuksen 23.9.1846, preussilaisen opiskelijan, myöhemmin astronomin, Heinrich Louis d'Arrest'n avustuksella. - Kuva Copyright © SteveProsser - All Rights Reserved.

1846 - Saksalainen astronomi Johann Gottfried Galle löysi uuden planeetan, Neptunuksen.

1862 - Amerikkalainen astronomi ja teleskooppien valmistaja Alvan Graham Clark (10.6.1832 - 9.7.1897) teki kaikkien aikojen ensimmäisen havainnon valkoisesta kääpiöstä.

1901 - Yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Annie Cannon tutki pitkäjaksoisia muuttuvia tähtiä. Niitä hän löysi noin 300. Hän teki laajan luettelon muuttuvista tähdistä ja 225 000 tähden spektrin luokittelun, jota kutsutaan Harvardin luokitteluksi.

1910 - Skotlannissa syntynyt yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Williamina Fleming julkaisi löytönsä ja tutkimuksensa valkoisista kääpiöistä.

1916 - Saksalainen matemaatikko, fyysikko ja tähtitieteilijä Karl Schwarzschild laski Einsteinin tutkimusten pohjalta mustien aukkojen olemassaolon.

1923 - Yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Edwin Hubble todisti muiden, kuin oman galaksimme olemassaolon. Vuoteen 1925 mennessä hän laati galaksien luokittelusysteemin.

1929 - Yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Edwin Hubble todisti koko Universumin laajenevan, ja sitä suuremmalla nopeudella, mitä kauempana Maasta oltiin.

1930 - Yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Clyde Tombaugh löysi, nykyisin kääpiöplaneetaksi määritellyn Pluton 18.2.1930.

1937 - Radiotähtitieteen eli radioastronomian pioneeri, yhdysvaltalainen Grote Reber valmisti ensimmäisen radioteleskoopin.

1938 - Selvisi, miten tähdet voivat säteillä miljardien vuosien ajan: Hans Bethe ja Carl Friedrich von Weizsäcker keksivät toisistaan riippumatta CNO-syklin. Täten riittäväksi energialähteeksi osoittautui ydinreaktioiden sarja, jossa vety muuttuu heliumiksi tähtien keskustan suuressa paineessa ja lämpötilassa.

1957 - Sputnik 1 oli ensimmäinen Maata kiertävä keinotekoinen satelliitti eli tekokuu. Sen laukaisi Neuvostoliitto 4. lokakuuta 1957.

Jacqueline L. Schroedter

1962 - Arizonan yliopistosta valmistunut, Yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Jacqueline L. Schroedter kuvattiin työnsä ääressä ja hän edusti naispuolisia tähtitieteilijöitä. Hänen työnantajansa oli Lockheed Missiles and Space Company. Yritys oli mukana satelliittien kehitystyössä ja valmistamisessa, sekä kaikessa muussa avaruusteknologiassa.

1969 - Ihminen ensimmäistä kertaa Kuussa. Apollo 11 oli ensimmäinen Kuun kamaralle laskeutunut miehitetty avaruuslento. Lento oli samalla Apollo-ohjelman viides miehitetty avaruuslento ja ohjelman kolmas lento Kuun kiertoradalle. Apollo 11 toteutti presidentti Kennedyn asettamat tavoitteet viedä ihminen vieraan taivaankappaleen pinnalle ennen vuotta 1970 ja voittaa toinen supervalta Neuvostoliitto avaruuskilvassa, ja aloittaa paikan päällä tapahtuva Kuun tieteellinen tutkimus.

1972 - Yhdysvaltalainen Charles Thomas Bolton oli ensimmäinen tähtitieteilijä, joka esitti kiistattomat todisteet stellaarisen mustan aukon olemassaolosta.

1995 - Michel Mayor ja Didier Queloz löysivät ensimmäisen eksoplaneetan, joka kiertää tähteä 51 Pegasi ja sai sen mukaisesti nimekseen 51 Pegasi b. Se on ensimmäinen Aurinkokunnan ulkopuolelta löydetty, auringonkaltaisen tähden kiertolainen.

2006 - Planeetta määriteltiin uudelleen ja luotiin uusi planeettaluokka, kääpiöplaneetta. Plutosta tuli kääpiöplaneetta ja saman määrittelyn saivat Ceres ja Eris.

2019 - Kiinalaisten avaruusalus teki ensimmäisen onnistuneen, pehmeän laskun Kuun takapuolelle. - Ensimmäinen kuva mustasta aukosta galaksin M87 keskustasta.

Lähteet
Hannu Karttunen: Tähdet ja maailmankaikkeus - Otava
The Mitchell Beazley: Kuka teki mitä
Kodin suuri tietosanakirja - Weilin+Göös
Spectrum Tietokeskus - WSOY
Wikipedia
Tähtitieteen perusteet - Ursa