Sivun alkuun
Credit: NASA/Bill Dunford
Lukemattomat sukupolvet ovat katselleet yötaivaalle havainnoidakseen tähtitaivaan tuikkivia tähtiä ja tanssivia valoja. Pimeissä ja syrjäisissä paikoissa, ennen nykyisten modernien metropolien syntyä, hohtavan yötaivaan on täytynyt näyttää todella elävältä.
Varhaisina päivinä (ja öinä)
Kansankulttuurit eri puolilla maailmaa ovat jo pitkään harjoittaneet tähtitieteellistä havainnointia paljain silmin, ja ne ovat usein havainneet tähtiä, planeettoja ja muita taivaallisia ilmiöitä.
Nämä yhteisöt käyttivät tähtitieteen tuntemustaan usein:
- Navigointiin
- Ajanottoon
- Viljelysuunnitteluun
- Hengellisiin ja uskonnollisiin käytäntöihin
Taivaan tarkempaan katsomiseen
Muinaisaikaiset astronomit eri puolilta maailmaa tekivät monia varhaisia havaintoja ja ennustuksia. Historialliset tallenteet sisältävät monia tähtikarttoja, jotka paljastavat selviä pyrkimyksiä kartoittaa yötaivasta ja oppia lisää maailmankaikkeutemme mekaniikasta.
Joitakin esimerkkejä varhaisista havainnoista ovat:
Planeetat vs. tähdet
Babylonialaiset tähtitieteilijät seurasivat ensimmäisellä ja toisella vuosituhannella eaa. yötaivaalla viittä valopistettä, jotka liikkuivat eri tavalla kuin muut tähdet. He päättelivät, että oli olemassa jotain perustavanlaatuisesti erilaista: nämä viisi valopistettä eivät olleet lainkaan tähtiä. Historioitsijat ja tähtitieteilijät uskovat nykyään, että babylonialaiset olivat ensimmäisten joukossa, jotka tunnistivat planeetat Merkurius, Venus, Mars, Jupiter ja Saturnus, jotka tulevat paljain silmin näkyviin eri vuodenaikoina.
Pallomainen maapallo
Jo kuudennella vuosisadalla eaa. muinaiset kreikkalaiset filosofit dokumentoivat todisteita siitä, että maapallo oli pallo. He huomasivat, että yötaivas näytti erilaiselta Maan eri paikoista katsottuna, mikä viittasi planeettamme kaarevaan pintaan. He havaitsivat myös Maan pyöreän varjon Kuun päällä kuunpimennysten aikana. Nämä filosofit pystyivät jopa laskemaan Maan kehän melko tarkasti. He tekivät tämän mittaamalla esineen heittämän varjon pituuden täsmälleen samaan aikaan kahdessa eri paikassa. Kun he ottivat huomioon näiden kahden paikan välisen etäisyyden ja varjojen pituuksien eron, he laskivat, että maapallon ympärysmitta oli noin 46 250 kilometriä. Se on hyvin lähellä todellista arvoa 40 075 kilometriä!
Kirkas supernova
Vuonna 185 kiinalaiset tähtitieteilijät dokumentoivat ensimmäisenä supernovan. Sen jälkeen on havaittu useita supernovaräjähdyksiä, mukaan lukien erityisen kirkas supernova vuonna 1054, joka (huipussaan) oli neljä kertaa kirkkaampi kuin Venus-planeetta, yksi yötaivaan kirkkaimmista kohteista. Jotkut supernovat ovat jopa niin kirkkaita, että ne näkyvät päivälläkin!
Pilviset galaksit
Ajatus siitä, että oma galaksimme – Linnunrata – on vain yksi maailmankaikkeuden triljoonista muista galakseista, on peräisin vasta noin vuosisadan takaa. Sitä ennen läheisten galaksien ajateltiin olevan Linnunradan pilvisiä alueita. Ensimmäisen dokumentoidun havainnon läheisestä Andromedan galaksista teki vuonna 964 persialainen tähtitieteilijä, joka kuvaili sitä ”sumuiseksi tahroksi”. Vuosisatojen ajan se tunnettiin tähtikartoissa yksinkertaisesti nimellä ”Pieni pilvi.”
Astrolabio, kuten tämä ranskalaisen kelloseppä Jean Nazen vuonna 1553 kehittämä astrolabio, on navigaatioväline, jonka avulla voidaan määritellä paikallinen kellonaika ja sijainti leveysasteilla taivaankappaleiden sijainnin perusteella. Vaikka Aurinkoa käytetäänkin yleisimmin, yhteensä 58 tunnettua ”navigointitähteä” voi auttaa käyttäjän sijainnin laskemisessa. Eräässä tähtinavigointimenetelmässä käytetään jopa kuun kulmaa ajan laskemiseen, mikä oli keskeinen tieto tuntemattomilla merillä matkustaville esiaikaisille merimiehille. (Luotto: Marie-Lan Nguyen)
Kopernikaaninen vallankumous
Ennen 1500-lukua Maan ajateltiin yleisesti olevan aurinkokunnan keskipisteessä, ja kaikkien muiden taivaankappaleiden pyörivän sen ympäri. Tämä tunnetaan geosentrisenä mallina. Tämä teoria ei kuitenkaan vastannut eräitä tähtitieteilijöiden tekemiä hämmentäviä havaintoja, kuten planeettojen kulkua, jotka näyttivät liikkuvan radallaan taaksepäin.
Kun havaitsemme Maasta käsin planeettoja Auringon ympärillä, ne eivät aina näytä liikkuvan taivaallamme yhteen suuntaan. Joskus ne näyttävät kiertävän lyhyitä aikoja taaksepäin. Tätä kutsutaan takaperoiseksi liikkeeksi, ja se on yksi tärkeimmistä todisteista siitä, että Aurinko sijaitsee aurinkokunnan keskipisteessä ja kaikki planeetat kiertävät sitä.
Puolalainen tähtitieteilijä Nikolaus Kopernikus esitti vuonna 1543 aurinkokunnasta heliosentrisen mallin, jossa planeetat kiertävät Aurinkoa. Tämä malli selitti tähtitieteilijöiden havaitsemat planeettojen epätavalliset radat. Uusi teoria oli yksi monista renessanssin aikana syntyneistä vallankumouksellisista tähtitieteen ajatuksista.
Tähtitieteilijöiden Tycho Brahe ja Johannes Keplerin työ johti tarkkaan kuvaukseen planeettojen liikkeistä ja loi pohjan Isaac Newtonin painovoimateorialle. Tämä edistys paransi dramaattisesti ihmiskunnan ymmärrystä maailmankaikkeudesta. Heidän havaintojaan ja tutkimuksiaan vahvisti kaukoputken keksiminen 1600-luvun alussa. Italialainen tähtitieteilijä Galileo Galilei popularisoi kaukoputkien käyttöä taivaankappaleiden, kuten Jupiterin neljän suurimman kuun, tutkimiseen ja löytämiseen. Hänen kunniakseen ne tunnetaan nimellä Galilein kuut.
Tiedon laajeneva maailmankaikkeus
Seuraavina vuosisatoina tähtitieteilijät eri puolilla maailmaa virallistivat taivaan tutkimisen luomalla yksityiskohtaisia luetteloita tähdistä, tähtijoukoista ja tähtisumuista. Löydettyään Uranuksen vuonna 1781 William Herschel avasi uusia tutkimusalueita vuonna 1800 löytämällä infrapunasäteilyn – valon lajin, joka ei näy ihmissilmälle.
Muut hyödynsivät optiikan ja kuvantamisen alalla tapahtunutta nopeaa kehitystä. Vuonna 1923 Edwin Hubble muutti perusteellisesti tieteellistä näkemystä maailmankaikkeudesta, kun hän osoitti halkaisijaltaan 2,5 metrin mittaisen Hooker-teleskoopin avulla, että Andromedan tähtisumu ulottuu Linnunratagalaksimme ulkopuolelle.
Hubblen löytö maailmankaikkeuden jatkuvasta laajenemisesta tasoitti tietä myös muille tähtitieteilijöille, jotka alkoivat teoretisoida maailmankaikkeuden alkuperää. Georges Lemaîtren ensimmäisenä esittämä alkuräjähdysteoria sai myöhemmin tukea vahvoista todisteista: kosmisen mikroaaltotaustan (CMB, cosmic microwave background) löytyminen, joka on heikkoa ”kohinaa”, joka on jäänyt jäljelle massiivisesta räjähdyksestä, joka synnytti kaiken maailmankaikkeudessa. Radiotähtitieteilijät löysivät CMB:n sattumalta vain viisi vuotta ennen vuoden 1969 Apollo 11:n kuuhun laskeutumista.
Satelliittien laukaisussa ja suunnittelussa tapahtuneet parannukset mahdollistivat sen, että tähtitieteilijät pystyivät 1900-luvun jälkipuoliskolla keräämään entistä enemmän tietoa aurinkokuntamme planeetoista. Useat robottiavaruusluotain-kampanjat, kuten Mariner, Venera ja Voyager, uskaltautuivat kauemmas kuin koskaan aikaisemmin.
Tähtitiede nykyään
Nasa:n, Kanadan avaruusjärjestön ja Euroopan avaruusjärjestön yhteistyöhön perustuva James Webb -avaruusteleskooppi on kaikkien aikojen monimutkaisin ja tehokkain koskaan rakennettu avaruusteleskooppi. Se auttaa tutkijoita ymmärtämään maailmankaikkeutta paremmin sen sijainnista avaruudessa. (Luotto: NASA)
Tänä päivänä tähtitieteilijät keräävät tietoa taivaankappaleista käyttämällä valtavia teleskooppeja sekä maassa että avaruudessa. Näiden massiivisilla peileillä varustettujen nykyaikaisten teleskooppien avulla tähtitieteilijät pystyvät vangitsemaan hyvin himmeiden ja kaukana sijaitsevien kohteiden valon. On kehitetty erikoistuneita tekniikoita ja herkkiä tieteellisiä välineitä, joilla voidaan tutkia näkyvän valon lisäksi koko valon sähkömagneettista spektriä, myös infrapunavaloa, radioaaltoja ja röntgensäteilyä.
Suuret, monimutkaiset teleskoopit ja kehittyneet tekniikat ovat jopa mahdollistaneet sen, että tähtitieteilijät ovat voineet havainnoida suoraan ilmiöitä, kuten mustia aukkoja, kaukaisia eksoplaneettoja ja gravitaatioaaltoja.
James Webb -avaruusteleskooppi on 6,5 metrin halkaisijaltaan kultaisen peilikuvionsa pelkän koonsa ansiosta suurin avaruuskaukoputki, joka on koskaan rakennettu. Vuonna 2021 laukaistava Webb pyrkii tarkkuusinstrumenttiensa avulla kurkistamaan kosmisen pölyn pilviin ja keräämään infrapunavaloa kaukaisista tähdistä ja galakseista, mikä antaa kanadalaisille tähtitieteilijöille uraauurtavan välähdyksen maailmankaikkeutemme alkuhetkistä ja muita tähtiä kiertävistä, ennennäkemättömistä planeetoista.
Tutustu lisää
- Tähtitiede jokapäiväisessä elämässämme
- Tähtitarkkailuvinkkejä
- Kuu