В древности постройки были, конечно, предельно просты и нефункциональны по сравнению с современными. Древнейшие обсерватории были найдены археологами и историками в странах Мексики, на территориях Вавилона и Персии, Перу и Ассирии, Древнего Китая и Египта и многих других странах. Небо наблюдали жрецы, их можно считать первыми астрономами.
Одной из старейших известных и узнаваемых во всем мире обсерваторий является легендарный Стоунхендж, который находится недалеко от Лондона. Он был создан в каменном веке, здание предназначалось для проведения религиозных церемоний и наблюдения за небом, то есть совмещало в себе функции храма и обсерватории. Человечество не могло сразу понять другую цель. Исследователи заметили, что огромные плоские камни расположены в определенной последовательности, и сделали такие выводы.
Стоунхендж был святилищем друидов, касты жрецов среди кельтских народов. Эти жрецы хорошо разбирались в астрономии, имели представление о размерах нашей планеты и других, знали, как они устроены и как движутся, знали о разных космических явлениях. Откуда они это узнали — величайшая загадка человечества.
По одной из гипотез, этому их научили строители Стоунхенджа, могущественные существа, возможно, внеземного происхождения.
Еще одна древняя обсерватория находится на территории Армении, она была создана около пяти тысяч лет назад. В Самарканде в 15 веке выдающийся астроном Улугбек создал не только обсерваторию, но и необыкновенный для того времени прибор - гигантский квадрант, измеряющий угловые расстояния космических объектов.
Люди делали это из любопытства и для науки. Благодаря древним деятелям у нас много информации о космосе, но неизвестного еще больше, поэтому освоение космоса не прекращается.
В современном виде первое здание появилось в Александрии, созданное Птолемеем II Филадельфом. Здесь работали Аристарх, Гемин, Аристилл и многие другие известные ученые. Именно здесь впервые были использованы инструменты с разделенными кругами. Аристарх стал использовать медный круг, он помещал его в плоскости экватора, чтобы видеть прохождение солнца через точки равноденствия.
Первая астролябия была произведением Гиппарха. Это инструмент, работающий на основе стереографической проекции, он состоит из двух окружностей, расположенных перпендикулярно друг другу, а также из диоптр. Птолемей придумал квадранты и начал размещать их с помощью отвеса. Переход от сплошных кругов к квадрантам был, по сути, шагом назад, но все прислушивались к авторитету Птолемея. Квадранты использовались до времен Ремера, который только что доказал, что круги более точны. Их использовали до начала 19 века.
В Европе период строительства обсерваторий начался после изобретения телескопа, это произошло в 17 веке. Первой была Парижская государственная обсерватория, основанная в 1667 году. Он также работал с квадрантами и другими древними устройствами, а также с большими телескопами-рефракторами. В 1975 году недалеко от Лондона начала работать Королевская Гринвичская обсерватория. Сейчас в мире насчитывается более 500 современных космических обсерваторий. Из них около двадцати расположены на территории нашей страны.
Есть еще одна обсерватория, случайно найденная в 1991 году в Германии. Он называется «кругом Гозека» и обнаружен интересным образом. Представители земельного управления провели плановый осмотр хлебных полей самолетами. Пролетая над местностью, они заметили на земле странные круглые следы и тут же сообщили об этом местным ученым. Но только спустя 9 лет археологи приступили к раскопкам находки.
Специалисты пришли к выводу, что это один из самых уникальных объектов, когда-либо найденных на Земле. Задача проектирования состояла в том, чтобы определить летнее и зимнее солнцестояние.
Сооружение состоит из нескольких кольцевых рвов гигантских размеров, оборудованных по периметру тремя воротами. Через определенное время через нее проходили солнечные лучи, поэтому в самый короткий день свет оказывался точно посередине ворот. Древний комплекс был построен еще в каменном веке и служил святилищем: здесь совершались магические ритуалы.
И хотя обсерватория была построена местными фермерами, они были высокообразованны и хорошо разбирались в следующих науках:
Математика.
Астрономия.
Геометрия.
В первоначальном виде обсерватория включала в себя 4 яруса, одну насыпь, несколько расставленных в разных направлениях рвов и ворот. Для наблюдения за небесным телом древние астрономы использовали всего 2 воротных сооружения. До сих пор неизвестно, какую роль сыграл третий. При раскопках рядом были найдены осколки керамики, возраст которых достиг 7 тысяч лет.
Археологи были удивлены, обнаружив останки животных и скелеты обезглавленных людей. Не исключено, что в здании приносились кровавые жертвы. Здесь нет упоминаний о стихийных бедствиях, катастрофах или войнах, поэтому сложно объяснить, почему обсерватория была заброшена. Через некоторое время археологи нашли возле Гозек странный диск, показывающий представления древних астрономов о космосе.
Первая государственная обсерватория была построена в 1637-1656 годах в Копенгагене. До пожара 1728 года у него была башня высотой 115 датских футов (1 датский фут = 0,3138 м) и 48 в диаметре. Сама обсерватория располагалась на вершине башни, куда вела спиральная дорога, слегка возвышавшаяся внутри стен. Известно, что в 1716 году по этой дороге проезжали Петр Великий, а Екатерина I в карете, запряженной шестеркой лошадей. Рёмер также заметил недостатки этой высокой башни для установки приборов и установил изобретенный им транзитный инструмент в своей частной обсерватории на уровне земли и вдали от дороги.
Это удивительное место находится в центре Плодородного полумесяца, региона Ближнего Востока, исторически считающегося родиной земледелия и письменности. Однако Гёбекли-Тепе был построен до того, как местные жители начали заниматься сельским хозяйством.
На первый взгляд Гёбекли-Тепе выглядит как обычная возвышенность. Впервые он был исследован в 60-х годах прошлого века, когда на вершине холма были обнаружены несколько скудных каменных построек, но затем деятельность была прекращена, так как было решено, что там ничего нет. В 1994 году, когда Клаус Шмидт из Немецкого археологического института заканчивал раскопки в близлежащем поселении, он решил повторно исследовать вершину холма Гёбекли-Тепе.
В последующие годы стали очевидны поразительные масштабы его открытия. Весь холм был построен людьми. Вся эта грязь скрывает десятки зданий, разбросанных на площади шириной около 500 метров.
Открытие шокировало археологическое сообщество, потому что Гёбекли-Тепе не мог быть построен фермерами. В то время сельского хозяйства еще не было. К тому же без домашних животных или металлических инструментов это было почти невозможно.
Большинство колонн здания украшены декоративной резьбой в виде животных, таких как змеи, лисы, кабаны, птицы и другие существа. Люди верили, что все живое имеет духов и поклонялись им.
Здесь находилась первая русская обсерватория.
В 1692 году на звоннице в Холмогорье, близ Архангельска, по инициативе архиепископа Афанасия в специально выделенном помещении для наблюдения за звездным небом была оборудована первая в России астрономическая обсерватория.
Халдеи строили зиккураты или храмы-обсерватории; Китайцы, как отделения математического двора, с незапамятных времен имели обсерватории в Пекине, Лояне и других городах; египетские пирамиды, судя по ориентации их сторон по сторонам света, также возводились с целью производства известных астрономических наблюдений; следы бывших обсерваторий обнаружены в Индии, Персии, Перу и Мексике. Помимо крупных государственных обсерваторий, в древности строились и частные, например обсерватория Евдокса в Книде, имевшая большую известность.
Одним из самых необычных сооружений является обсерватория Эль-Караколь, расположенная в Мексике. Он был построен примерно в 900-х годах, когда легендарная цивилизация майя была на пике своего развития. Главной задачей здания было следить за движением Венеры, которая считалась важным священным объектом для народа майя.
Психологический эксперимент раскрывает эффективность маскировки Супермена
Представители народности даже называли ее «планетой войны» или сестрой божества Кукулькана. Современные ученые утверждают, что майя с идеальной точностью определили время полного цикла планеты — 584 дня. Теорию подтвердили следы, найденные в обсерватории Эль-Караколь. Местное население знало происхождение 20 из 29 ключевых для Западного полушария небесных явлений.
Здание было найдено в культурном центре майя и тольтеков, который находится на территории современной Мексики, а его название переводится с испанского как улитка. Это объясняется сходством внутренней винтовой лестницы с раковиной. Здание имеет высокую башню и маленькие окна, направленные в сторону определенных объектов на звездном небе. Не исключено, что асимметрия в расположении окон связана с оригинальным проектом, придуманным представителями древней цивилизации. В настоящее время здание является крупнейшим доисторическим комплексом, найденным на полуострове Юкатан.
Обсерватория прекрасно сохранилась до наших дней, демонстрируя высочайший уровень развития майя. Ученые предполагают, что в этом здании был составлен знаменитый календарь «Судного дня» с датой окончания 2012 года. «Эль-Каракол» выполнял множество функций для местного населения:
Наблюдение за звездами.
Выполнение сложных астрономических расчетов.
Прогноз солнечных затмений, равноденствий.
Определение изменений Луны.
Под воздействием эрозии и других природных процессов верхняя часть здания была разрушена, поэтому оно стало похоже на здание с куполом. Но первоначальный проект подразумевал цилиндрическую конструкцию.
Китайская астрономическая обсерватория или Небесный глаз
Крупнейшая в мире астрономическая обсерватория на сегодняшний день расположена в отдаленном месте на юго-западе Китая, что очень усложнило ее строительство. Строительство началось в 2011 году. Стоимость строительства самого большого радиотелескопа на нашей планете составила 180 миллионов долларов.
Строительство телескопа под названием Сферический радиотелескоп с пятью сотнями апертур (FAST). Понадобилось пять лет, в результате инженеры смогли построить 500-метровую антенну, состоящую из 4400 алюминиевых пластин.
Инженерам и строителям пришлось годами жить в одном из горных ущелий вдали от цивилизации, где поначалу не было электричества. Именно этот заброшенный участок был выбран из 400 вариантов: естественная долина в горах на высоте около 1000 м над уровнем моря была идеальным размером и являлась естественной защитой от радиопомех.
При этом не стоит забывать, что работа с FAST не лишена проблем — например, главная проблема — это хранение невероятно большого количества данных, которые этот радиотелескоп соберет в ближайшие несколько лет.
Согласно Nature, FAST будет сканировать в два раза большую площадь, чем радиотелескоп обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Китайский радиотелескоп может обнаруживать даже самые слабые радиоволны, исходящие от небесных тел, таких как пульсары и целые галактики. Также специалисты не исключают, что его можно использовать для обнаружения далеких миров, где может существовать жизнь.
Он представляет собой систему из четырех основных антенн диаметром 8,2 м и четырех вспомогательных антенн диаметром 1,8 м, соединенных в астрономический интерферометр. Это чудо техники расположено в Андах на высоте более 2,5 км в чилийской пустыне Атакама. Такое положение телескопа имеет большое преимущество: в этом районе почти круглый год можно наблюдать безоблачное небо, а разреженная атмосфера позволяет избежать искажений, вызванных движением воздушных масс. Поэтому обсерватория принимает сигнал в оптическом и среднем инфракрасном диапазоне, а полученный материал обрабатывается суперкомпьютером, способным выполнять до семнадцати квадриллионов операций в секунду.
Над этим телескопом работают ученые из Европейской южной обсерватории».
Астрономическая обсерватория Аресибо расположена в Пуэрто-Рико, в 15 км от Аресибо, на высоте 497 м над уровнем моря.
Корнельский университет и Национальный центр астрономии и ионосферы США проводят здесь исследования. Диаметр зеркала радиотелескопа составляет 304,8 м, а глубина зеркала — 50,9 м. Поверхность рефлектора покрыта 38 778 алюминиевыми пластинами, каждая из которых имеет размер примерно 1х2 метра. Само зеркало находится в естественном углублении, а подвижный излучатель подвешен на тросах к трем опорным фермам, положение которых определяет, какая часть неба будет в фокусе.
Интересно, что прозрачный для солнечного света рефлектор телескопа используется как теплица для выращивания сельскохозяйственных культур.
Радиотелескоп, установленный в Аресибо, в настоящее время является крупнейшим в мире (из тех, что используют одну апертуру). Телескоп используется для исследований в области радиоастрономии, физики атмосферы и радиолокационных наблюдений за объектами Солнечной системы.
Расположен на вершине потухшего вулкана Мучачос на высоте около 2400 метров над уровнем моря, на канарском острове Пальма. Наряду с обсерваториями на Гавайях и в Чили это одно из лучших мест на Земле с точки зрения астроклимата. Он расположен над атмосферным слоем, для которого характерно интенсивное облачное образование, что позволяет почти всегда вести наблюдения при ясном небе.
В 2007 году был запущен Большой Канарский Телескоп, оптический телескоп-рефлектор с самым большим зеркалом в мире. Его главное шестигранное зеркало с эквивалентным диаметром 10,4 метра состоит из 36 шестиугольных сегментов, изготовленных из стеклокерамики Zerodur производства Schott G. Оснащен активной и адаптивной оптикой. Он видит объекты в миллиард раз тусклее, чем те, что видны невооруженным человеческим глазом.
Он расположен недалеко от индийского города Пуна. Этот крупнейший радиотелескоп, работающий в метровом диапазоне, состоит из тридцати антенн с рефлекторами по 45 метров, весом около 80 тонн каждая. 14 антенн расположены на площади 1 квадратный километр, а остальные 16 образуют Y-образную конфигурацию длиной 25 километров.
Математическая обработка информации о 435 возможных парах комбинаций расположения антенн позволяет утверждать, что эта система интерферометров по эффективности эквивалентна одиночной антенне диаметром 25 километров. Однако расчет корреляций занимает несколько часов.
Расположен на вершине Мауна-Кеа (4145 метров над уровнем моря), на острове Гавайи, США. Телескопы обсерватории были самыми большими в мире с 1993 по 2007 год, до ввода в эксплуатацию Большого Канарского телескопа GTC (10,4 м).
Имеют возможность работы в режиме астрономического интерферометра, для увеличения разрешающей способности. Оснащен активной и адаптивной оптикой. Астроклимат обсерватории — один из лучших в мире.
Самое большое количество экзопланет, обнаруженных в этой обсерватории с помощью спектрометра высокого разрешения
Обсерватория Кека имеет два телескопа-рефлектора, эквивалентный диаметр шестиугольных главных зеркал составляет 10 метров. Каждое зеркало состоит из 36 маленьких шестиугольных зеркал. Эти телескопы являются одними из крупнейших в мире.
В России самый большой телескоп установлен в специальной астрофизической обсерватории в Карачаево-Черкесской Республике на Северном Кавказе. Благодаря тому, что он размещен на высоте чуть более 2000 метров, достигается высокое качество изображения
Диаметр главного зеркала рефлектора составляет 6 метров, что делает максимальную звездную величину для этого инструмента впечатляющей +25 метров! До 1993 года он оставался самым большим в мире, пока не была построена обсерватория Кека. В настоящее время телескоп проходит глубокую модернизацию – главное зеркало разобрано и отправлено на завод-изготовитель для повторной полировки. Дополнительно будет установлено новое электронное оборудование системы слежения и наведения.
Первая отечественная обсерватория начала работать в 1692 году в Архангельской области, она была частной. Впоследствии, при Петре Великом, он приказал создать государственное заведение, которое было открыто в Москве в 1701 году при Штурманском училище. В 1839 году начала действовать Пулковская обсерватория под Санкт-Петербургом, в ней было новейшее оборудование, позволявшее получать самые точные данные. Его называют астрономической столицей мира. Сейчас он остается одним из самых технологичных в мире.
Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория Российской академии наук (ГАО РАН)
Пулковская обсерватория (ГАО РАН) — главная астрономическая обсерватория Российской академии наук. Открыт 7 (19) августа 1839 года. Расположен в 19 км к югу от центра Санкт-Петербурга в Пулковском районе на Пулковской плато (Пулковская гора).
Научная деятельность Обсерватории охватывает практически все приоритетные направления фундаментальных исследований современной астрономии: небесную механику и звездную динамику, астрометрию (геометрические и кинематические параметры Вселенной), Солнце и солнечно-земные связи, физику и эволюцию звезд, внегалактическую астрономию, аппаратуру и методы астрономических наблюдений.
Обсерватория имеет одну действующую наблюдательную станцию — горную астрономическую станцию Кисловодск, а также два телескопа, которые работают в зоне действия других астрономических обсерваторий.
5 июня 2018 года Президиум РАН принял решение о переносе астрономических наблюдений из Пулково на другие наблюдательные базы, расположенные в более благоприятных астроклиматических условиях, в течение 5 лет.
Один из крупнейших в России. Он был основан в 1956 году и на сегодняшний день является одним из самых оснащенных: радиотелескоп РТ-22, меридиональный радиотелескоп с двумя антеннами ДКР-100 и БСА. Он расположен в Пущине Московской области, его координаты 54°49″ северной широты и 37°38″ восточной долготы.
Интересен тот факт, что в ветреную погоду можно услышать «пение» телескопа. Говорят, что в фильме «Война и мир» Сергей Бондарчук использовал запись именно этой надрывной песни.
В центре Казани, на территории студенческого городка, находится старинная обсерватория, основанная при кафедре астрономии в 1833 году. Это невероятное здание в стиле классицизма неизменно пользуется популярностью у гостей города.
Сегодня это региональный центр по обучению и использованию спутниковых навигационных систем. Основными приборами этой обсерватории являются рефрактор Мерца, гелиометр Репсольда, трубка Джорджа Доллона, экваториальные и точные часы.
Это самая молодая обсерватория, открытая в 1980 году. Он расположен в месте с уникальным микроастроклиматом — местные антициклоны и небольшие восходящие потоки с Байкала создают здесь уникальные условия для наблюдения. Он принадлежит Институту солнечно-земной физики РАН и оснащен уникальным оборудованием: большим солнечным вакуумным телескопом (крупнейшим в Евразии), полнодисковым солнечным телескопом, хромосферным телескопом и фотогелиографом.
Современные обсерватории представляют собой башни с телескопами в форме цилиндра или многогранника. В них работают оптические телескопы, они расположены в закрытых купольных сводах. Применяются также радиотелескопы, они собирают световое излучение, обрабатывают его фотографическими или фотоэлектрическими методами, результатом анализа являются важные сведения о космических телах.
Обычно эти заведения находятся за городом. Место заранее рассчитано, подходят горные плато с небольшой атмосферной турбулентностью. Такие условия подходят для изучения инфракрасного излучения, которое поглощается нижними слоями атмосферы. Крайне важно, чтобы в выбранном месте была низкая облачность, иначе она будет мешать наблюдению.
Основными приборами древних обсерваторий были: гномон для систематических наблюдений за полуденными высотами Солнца, солнечные часы и клепсидры (водяные часы) для измерения времени; без помощи приборов наблюдали Луну и ее изменения, планеты, моменты восходов и заходов светящихся тел, их прохождение через меридиан, затмения Солнца и Луны.
Цель обсерватории, которую она осуществляет по сей день, была ясно и определенно выражена в указе английской королевы: составить точные каталоги звезд и таблицы движений Луны, Солнца и планет, чтобы улучшить искусство навигации. Обсерватории в Париже и Гринвиче были обильно снабжены самыми точными для своего времени приборами в самом начале и послужили образцами для строительства других, более поздних обсерваторий в городах: Лейденской (1690 г. - Лейденская обсерватория), Берлинской (1711 г.), Болонья (1714 г.), Утрехт (1726 г.), Пиза (1730 г.), Упсала (1739 г. - Упсальская обсерватория), Стокгольм (1746 г.), Лунде (1753 г. - Лундская обсерватория), Милан (1765 г.), Оксфорд (1772 г.), Эдинбург (1776 г.), Дублин (1783 г.) и другие.
Для проведения исследований в узкоспециализированных областях метеорологии или радиационной астрономии строятся горные станции, оборудованные по принципу обсерваторий. Освоение космоса позволяет выводить за орбиту Земли мощную телескопическую аппаратуру. Наблюдения за небесными телами производятся непосредственно с бортов космических аппаратов. Знаменитый научный аппарат TESS, работающий в околоземном космосе, за 2 года открыл около 2,1 тысячи новых космических объектов и планет.
Следующий доисторический объект, построенный для наблюдения за небесными светилами, — Макотржаский квадрат, расположенная на территории европейского континента. Она была обнаружена в Чехословакии в 1961 году. Археологи считают, что возраст обсерватории составляет 5,5 тысячи лет. Древние астрономы использовали в своих расчетах фиксированную единицу измерения, которая спустя многие тысячелетия стала называться мегалитическим двором. В структуре проводились сложные расчеты, создавались календари и определенные закономерности в движении небесных тел.
Современные ученые определили примерный возраст здания с помощью магнитометра. После долгих исследований им удалось определить, что он берет свое начало с конца каменного века и изначально имел квадратную форму. С обеих сторон обсерватории были двери, а линии, соединяющие выход с восточной стороны, имели длину 302 метра. Такое указание сравнимо с числом в 365 мегалитических ярдов, что является прямым указанием на продолжительность земного года.
На Макотражском квадрате обнаружена еще одна интересная деталь: если провести линию через центральные части ворот, то она укажет на место, где около 6000 лет назад была обнаружена ярчайшая звезда созвездия Ориона Бетельгейзе.
Собрав множество фактов, археологи пришли к выводу, что обсерваторию строили не рядовые строители, а профессиональные ученые с хорошим знанием геометрии и астрономии. Но «квадрат» до сих пор скрывает от людей массу тайн, которые ставят современную науку в неудобное положение.
Есть обсерватории для более узких целей, например для наблюдения за Солнцем или сопровождения наблюдений за космонавтами. При наблюдении с поверхности Земли невозможно зарегистрировать лучи ультрафиолетового, инфракрасного, гамма- и других видов космического происхождения. Для работы с ними в космос стали запускать телескопы, каждый из них — отдельная обсерватория. Таким образом, ученым удалось шагнуть в эпоху изучения внеатмосферной астрономии, то есть преодолеть ограничения, налагаемые атмосферой.
инфракрасный. Они изучают этот спектр излучения в космосе, обрабатывают и передают данные ученым Земли. Первый такой телескоп с другим необходимым оборудованием полетел в космос в 1983 году, и его сделали специалисты из США и Европы в рамках проекта IRAS. Такое оборудование всегда есть на межпланетных станциях;
ультрафиолет. Озоновый слой нашей планеты поглощает ультрафиолетовое излучение нашего Солнца и других звезд, поэтому для их изучения также необходимо вывести в космос оборудование;
рентгеновский снимок. Позвольте исследователям узнать о мощных процессах, происходящих в космосе. Детекторы изменений просты и легки по сравнению с другими устройствами. Их можно использовать в верхних слоях атмосферы Земли и в космосе;
гамма-обсерватория. Он использует методы, похожие на рентген, но у них есть одна особенность: они более точно отображают информацию о том, что происходит внутри атомных ядер, лучше анализируют превращения элементарных частиц.
В чем причина создания космических обсерваторий, их совершенствования, внедрения новой техники? Это представляет не только научный интерес, есть и практическое значение: понимая, что происходит в космосе, мы больше узнаем о нашей планете.
Гиппарх изобрел астролябию с двумя взаимно перпендикулярными кругами и диоптриями для наблюдения. Птолемей ввел квадранты и разместил их с помощью отвеса. Переход от полных кругов к квадрантам фактически был шагом назад, но Птолемеев авторитет сохранял квадранты в обсерваториях до времен Рёмера, доказавшего, что полные круги более точны для наблюдения, но полностью от квадрантов отказались только в начале XIX в.
После разрушения Александрийского музея со всеми его коллекциями и приборами обсерватории стали переделывать арабы и покоренные ими народы; появились обсерватории в Багдаде, Каире, Мараге (Наср-Эддин), Самарканде (Улуг-бек) и р. арабский ученый Гебер создал старейшую в Европе обсерваторию в Севилье. С начала XVI века в Европе стали строиться обсерватории, сначала частные, а затем государственные: Региомонтан построил обсерваторию в Нюрнберге, Вильгельм IV, ландграф Гессенский — в Касселе (1561).