Astronómia je veda zaoberajúca sa pozorovaním a vytvetľovaním udalostí odohrávajúcich sa mimo Zeme a jej atmosféry. Skúma vznik, vývoj, stavbu, rozloženie, pohyb a vzájomné interakcie vesmírnych telies a ich sústav. Astronómia sa taktiež zaoberá fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami objektov, ktoré môžu byť pozorované na oblohe, rovnako ako aj procesmi, ktoré ich vyvolávajú. Astronómia sa delí na niekoľko ďalších vied, ktoré skúmajú vesmír zo špecifickejších hľadísk, medzi nimi aj astrometria, astrofyzika, kozmológia, planetológia, stelárna, galaktická a extragalaktická astronómia a ďalšie.
Stručné dejiny
V ranom období sa astronómia zaoberala pozorovaním a predpovedaním pohybov objektov viditeľných voľným okom. Rigveda spomína 27 súhvezdí súvisiacich s pohybmi Slnka aj s 12 zvieratníkovými sekciami oblohy. Starovekí Gréci sú autormi niekoľkých významných príspevkov v oblasti astronómie, okrem iného definície sústavy jasností hviezdnych objektov. Biblia obsahuje množstvo zmienok o pozíciách Zeme vo vesmíre a vlastnostiach hviezd a planét, z ktorých väčšina je viac poetická ako literárna; pozri biblická kozmológia. V roku 500 Aryabhata predstavil matematický systém, ktorým zaviedol pohyb Zeme okolo vlastnej osi a zvažoval pohyby planét vo vzťahu k Slnku.
V stredovekej Európe astronómia poväčšine stagnovala, aj keď v Arabskom svete sa jej darilo. V neskorom 9. storočí islamský astronóm al-Farghani rozsiahlo opísal pohyb nebeských telies. Jeho práca bola preložená do latinčiny v 12. storočí. V neskorom 10. storočí bolo blízko Teheránu v Perzii (dnešný Irán) vybudované obrovské observatórium,a to vďaka astronómovi al-Khujandimu, ktorý pozoroval sériu astronomických prechodov Slnka cez kulminačný bod, čo mu dovoľovalo vypočítať nejasnosti ekliptiky. Podobne v Perzii Omar Khayyam uskutočnil reformu kalendára, ktorá bola presnejšia než juliánska a priblížila sa presnosťou ku gregoriánskej.
V časoch renesancie, Mikuláš Kopernik navrhol heliocentrický model Slnečnej sústavy. Jeho prácu obhájil, rozšíril a opravil Galileo Galilei a Johannes Kepler. Galileo pridal do svojich pozorovaní zlepšenie pomocou teleskopu. Kepler bol prvý, kto vymyslel systém, ktorý správne opisoval detaily pohybov planét okolo Slnka nachádzajúceho sa v strede. Kepler však neuspel pri formulovaní teórie stojacej za jeho zákonmi. Až Newtonov objav nebeskej dynamiky a jeho gravitačné zákony konečne vysvetlili pohyby planét. Newton tiež vymyslel reflekčný teleskop.
Hviezdy boli zaradené medzi vzdialené objekty. S objavom spektroskopie bolo dokázané, že sú podobné nášmu Slnku, ale so širokým rozsahom teplôt, hmotností a veľkostí. Existencia našej galaxie, Mliečnej cesty, ako oddelenej skupiny hviezd bola dokázaná iba nedávno, v 20. storočí, spolu s existenciou ďalších galaxií a čoskoro potom aj rozpínaním vesmíru objavené v pohybe galaxií od nás. Kozmológia počas 20. storočia urobila obrovské pokroky so svojím modelom Veľkého tresku, ktorý silno podporovali dôkazy poskytované astronómiou a fyzikou akými sú kozmické mikrovlné reliktové žiarenie, Hubblov zákon a kozmologická hojnosť prvkov. Astronómia v staroveku sa zameriavala prevažne na zistenie presnej polohy nebeských objektov a na zavedenie vhodného kalendára najmä pre hospodárske úkony (siatie, žatva). Spolu s ňou mala veľký význam aj astrológia. Mnohí astronómovia boli zároveň aj astrológmi.
Sumerská astronómia
Hlavný článok: Sumerská astronómia
O astronomických poznatkoch Sumerov je pomerne málo správ. Vieme že pred viac ako 5000 rokmi pomenovali už niektoré súhvezdia zvieratníka (napr. Škorpión), ich mená sa používajú dodnes, a skatalogizovali najjasnejšie hviezdy. Všimli si, že sa cez ne premieta pohyb Slnka, planét a Mesiaca po oblohe. Boli pravdepodobne prvými, ktorí zostavili kalendár. Od Sumerov prevzali mytologické predstavy bohov putujúcich po nebi aj ostatné národy.
Staroegyptská astronómia
Hlavný článok: Staroegyptská astronómia
Staroegyptská civilizácia uzrela svetlo sveta na sklonku 4. tisícročia pred Kr. V astronómii tohto národa hralo veľkú úlohu náboženstvo. Niektoré významné nebeské objekty (napr. slnko) považovali za bohov. Egypťania spočiatku používali lunárny kalendár, ale neskôr prešli k solárnemu. Najdôležitejšiu úlohu hrala hviezda Sírius. Vždy, keď vychádzala nad obzor, Níl sa rozvodňoval. Začínalo obdobie záplav a staroegyptský nový rok. Egypťania poznali málo súhvezdí. Oblohu mali rozdelenú na severnú a južnú časť. 365-dňový rok a 24-hodinový deň ostali po starovekých Egypťanoch až dodnes.
Babylonská astronómia
Hlavný článok Babylonská astronómia
Babylončania boli skvelými astronómami. Ich poznatky prevzali všetky národy, ktoré sa zaujímali o prírodné vedy, z ich blízkeho ale aj vzdialenejšieho okolia. Väčšina babylonských astronomických textov bola napísaná v rokoch 650-50 pred Kr. Boli vryté do hlinených tabuliek a nazývajú sa astronomické diáre. Zapisovali do nich východy a západy Slnka a Mesiaca, významné body v obehoch planét, ich polohu (aj polohu Mesiaca) vzhľadom ku hviezdam, východy a západy Síria, dátumy slnovratov a rovnodenností, záznamy o počasí a rôzne významné udalosti. Babylončania prevzali kalendár od Sumerov. Neskôr prešiel viacerými úpravami. Babylonský nový rok nezačínal v zime, ale na deň jarnej alebo jesennej rovnodennosti. Babylončania zaviedli aj zvieratníkový systém 12 súhvezdí, cez ktoré prechádza Slnko a pomenovali niekoľko hviezd, ktorých mená sa zachovali dodnes
Heliocentrizmus je teória tvrdiaca, že Slnko je stredom vesmíru a Slnečnej sústavy. Slovo je odvodené z gréckeho (ἥλιος hélios = "Slnko" a κέντρον kentron = "stred"). Je protikladom geocentrizmu.
Názor, že stredom sveta nie je nehybná Zem, ale Slnko vznikol už v starovekom Grécku a najdokonalejšie ho prepracoval Aristarchos zo Samu. Heliocentrický názor na svet sa však vtedy ešte nepresadil. Pohyb Zeme sa zdal protizmyselný a protirečiaci vtedajšej Aristotelovskej fyzike. Až v 16. storočí Mikuláš Kopernik nanovo vypracoval heliocentrickú sústavu sveta. Podľa Kopernika:
• centrom celého sveta je nehybné Slnko
• okolo Slnka obiehajú po kruhových dráhach a rovnomerným pohybom Merkúr, Venuša, Zem, Mars, Jupiter a Saturn
• svet uzaviera nehybná sféra stálic
Johannes Kepler po mechanickej stránke dopracoval heliocentrický systém, keď opustil predstavu kruhového obehu okolo Slnka a formuloval tri Keplerove zákony pohybu planét. Tieto zákony neskôr odvodil z gravitačného zákona Isaac Newton.
Heliocentrizmus ako učenie protirečiace Biblii bolo dlhú dobu cirkvami prenasledované. Popierali ho a neuznávali pápeži, Luther aj Ján Kalvín. Kopernikova kniha De revolutionibus orbium coelestium bola 5. marca 1616 daná na index zakázaných kníh, Galileo bol za heliocentrizmus odsúdený na domáce väzenie a Giordano Bruno bol zaň upálený. Mnohí ďalší učenci sa potom báli otvorene k heliocentrizmu prihlásiť
O astronomických poznatkoch Sumerov je pomerne málo správ. Vieme že pred viac ako 5000 rokmi pomenovali už niektoré súhvezdia zvieratníka (napr. Škorpión), ich mená sa používajú dodnes, a skatalogizovali najjasnejšie hviezdy. Všimli si, že sa cez ne premieta pohyb Slnka, planét a Mesiaca po oblohe.
Každá planéta (dokonca Slnko aj Mesiac) pre nich predstavovala boha alebo bohyňu. Od Sumerov prevzali túto mytológiu aj iné národy. Slnko bolo bohom slnka a v Sumeri sa nazývalo Utu. Merkúr bol bohom vedomostí a komunikácie nazvaný Enki, Venuša bohyňou lásky Inanna, Zem bola bohyňou zeme a Sumeri ju volali Ki alebo tiež Ninhursag. Mesiac bol bohom alebo bohyňou mesiaca s menom Nanna, červenú planétu Mars, boha smrti a vojny, nazvali Sumeri Gugalanna. Najvyšším bohom, a zároveň bohom oblohy a búrok, bol Enlil. Saturn, boha roľníctva, nazvali Sumeri Ninurta. Rímski bohovia mali takmer presne rovnaké vlastnosti, len iné mená.
Sumeri boli pravdepodobne prvými ľuďmi, ktorí zostavili kalendár. Používali lunárny kalendár zosúladený so solárnym rokom s ročnými obdobiami. Mal 12 lunárnych mesiacov, a aby vyplnili rozdiel medzi lunárnym a solárnym rokom, vsunuli približne každé 3 roky jeden mesiac navyše. Mesiac začínal pri západe Slnka najtenším kosáčikom nového Mesiaca, ktorý bol viditeľný asi 18 hodín po konjunkcii so Slnkom a asi 36 hodín po vymiznutí kosáčika starého Mesiaca (za určitých okolností 22 až 24 hodín, ak je čisté nebo nad západným horizontom). Deň sa začínal pri západe Slnka a mal 12 hodín. Nový rok oslavovali Sumeri v deň novu po skončení starého lunárneho roka približne v období jarnej rovnodennosti. Pri tejto príležitosti sa konal posvätný svadobný obrad. V starovekom Sumeri boli dve "obdobia" počas sumerského roka: "letné" obdobie Emeš, ktoré začínalo v deň jarnej rovnodennosti, a "zimné" obdobie Enten, ktorého začiatok bol v deň jesennej rovnodennosti. Od Sumerov prevzali tento kalendár Egypťania, Babylončania a semitské kmene. V hebrejskom kalendári je niekoľko podobností so sumerským kalendárom: Hebrejská Pascha začínala približne v období sumerského Nového roku a Sabat začínal po západe Slnka. Elementy dráhy
Elementy obežnej dráhy
Elementy dráhy sú súbor šiestich veličín a jedného časového údaju, ktoré jednoznačne definujú dráhu kozmického telesa v danom časovom okamžiku kozmickým priestorom. Určenie elementov dráhy je hlavnou úlohou nebeskej mechaniky.
V klasickej nebeskej mechanike sa ako elementy dráhy zvyčajne používajú nasledujúce veličiny:
• Veľká polos a, zodpovedajúca strednej vzdialenosti telesa od hmotného stredu (ťažiska) sústavy, vyjadrená v astronomických jednotkách (AU);
• Excentricita čiže výstrednosť dráhy e, udávajúca typ obežnej dráhy (druh kužeľosečky) a jej tvar;
• Uhol sklonu dráhy i k základnej rovine sústavy súradníc, vyjadrený v uhlových stupňoch alebo v radiánoch;
• Dĺžka výstupného uzla Ω, udávajúca uhlovú vzdialenosť výstupného uzla od osi x sústavy súradníc vyjadrená v uhlových stupňoch alebo v radiánoch;
• Argument perihélia ω, udávajúcí uhlovú vzdialenosť perihélia od výstupného uzla vyjádrenú v uhlových stupňoch alebo v radiánoch;
• stredná anomália M, udávajúca okamžitú polohu telesa na dráhe vzhľadom k perihéliu tejto dráhy v danom okamžiku, vyjadrenú v uhlových stupňoch alebo v radiánoch.
Niekedy (najmä pri popise dráh komét a planétok) sa za zvolený časový okamžik berie čas prechodu telesa perihéliom; v tomto prípade sa medzi elementy dráhy neuvádza stredná anomália M, pretože sa definitoricky rovná nule (M = 0).
Namiesto argumentu perihélia sa niekedy používa ako alternatívny element dĺžka perihélia π, pre ktorú platí vzťah:
π = Ω + ω.
