Астрономията като наука

Астрономията е онази част от физиката, която предлага фундаментални изследвания за природата на Вселената, в която живеем. Изследванията имат за цел да отговорят на някои от най-големите въпроси, които можем да зададем, като например, как се е създала Вселената, колко е голяма, на колко години е и каква е нейната съдба? Като наука, астрономията осигурява информационна рамка за това къде сме ние и нашата планета, на която живеем във Вселената, но също така, тя е важна част от културата на цялото човечество. Всеки лишил се от общите насоки на астрономическите познания е културно увреден, подобно на всеки който не се е докосвал до литературата, музиката или изкуството. Когато астрономите съобщават нови открития за Вселената, те обогатяват интелектуално живота на милиони. От зората на цивилизацията, астрономията предоставя важен трамплин за човешкия прогрес. Календарът и календарните дни са дошли от астрономията. Тригонометрията е създадена от Хипарх, гръцки астроном. Въвеждането на логаритмичното смята е свързано с нуждите на астрономическите изчисления. Математиката, в основата на цялата съвременна наука и инженерство, е предложена първоначално от сър Исак Нютон за астрономически изчисления. Астрономията ни предлага навигационните техники, които използват мореплаватели и летци при изследване на нашата планета. Радиоастрономията, развива радиоприемници за работа на ниско ниво на шум, които направиха възможни сателитните комуникации. Различни техники за обработка на изображения, разработени от астрономите вече са част от приложната медицина, които позволяват неинвазивно изследване на вътрешните органи на пациентите. Високите изисквания на астрономите в съвременните обсерватории, налагат развитието на по-добри инструменти, разработвани в области извън астрономията, като електрониката, машиностроенето и компютърни науки. Астрономията винаги е била крайъгълен камък на технологичния напредък в цялата човешка история. Сега не бихме могли да кажем докъде ще стигне нейното развитието, но при фундаменталните изследвания не винаги стигаме до краен задоволителен отговор – най-вероятно ние ще останем изненадани.

Изследванията провеждани в Института по астрономия с Национална астрономическа обсерватория (ИА с НАО) са свързани с изучаването на основните закони и процеси във Вселената и имат фундаментален характер. Познанията по астрономия разкриват качествено нови възможности за науката и технологиите и разширяват границите на нашето познание за Вселената. От огромно значение за човешкото познание е обстоятелството, че на този етап от развитието на науката, само със съвременните методи на астрофизиката е възможно изследването на процеси протичащи при недостъпни за земните лаборатории условия: огромни плътности и температури, почти абсолютен вакуум, мощни гравитационни и магнитни полета, релативистични скорости и температури близки до абсолютната нула. Изучаването на физическите процеси при небесните тела допринася и за развитието на редица важни области на науката с практическо приложение, като ядрената физика, физика на плазмата, неутринна физика и магнитохидродинамиката. Нашите познания по астрономия допринасят за предпазването на Земята от глобални катастрофи и за обяснението на климатичните промени. Изучаването на процесите в Слънцето и слънчевата активност, откриването и проследяването на преминаващите в опасна близост до нашата планета астероиди и комети, изследването на потоците от космически лъчи бомбандиращи Земята, са пряко свързани с двете горещи теми на последното десетилетие – космическият климат и космическият риск, които са от непосредствено значение, както за широк клас технологични дейности, така и пряко за живота на Земята. През последните няколко десетилетия намираме връзката на астрономията с актуалният проблем на човечеството, отнасящ се до глобалните климатични изменения на нашата планета. Определящо значение за климата на Земята имат астрономичните и орбиталните фактори. Глобални изменения в климата могат да се дължат и косвено на гравитационни резонанси, създавани от големите планети в слънчевата система и Слънцето, или при преминаването на слънчевата система през плоскостта на Млечния път. Тези фактори са свързани също със светимостта на Слънцето; положението на Земята в Слънчевата система; с въртенето на Земята около своята ос и около Слънцето; на Слънчевата система около галактичния център; на взаимодействието на системите Земя–Слънце и Земя–Луна; взаимодействието с други планети в Слънчевата система и особености в орбиталното движение на Земята. Те влияят пряко или косвено върху еволюционният процес на Земята: вътрешна земна динамика, динамика на кората, геоидална евстазия, гравитационни и магнитни потенциали, динамика на климата, евстатичните колебания на морското ниво, еволюцията на биосферата и др. Най-общият белег на астрономичните и орбиталните въздействия върху Земята се изразява от цикличния характер на основните геоложки процеси (в т.ч. и климатичните), които моделират Земята. ИА с НАО създава конкурентна научна продукция в областта на астрономията и работи за качествено образование в тази фундаментална област на познанието. Съществена част от мисията на ИА е поддържането и ефективното експлоатиране на Националната Астрономическа Обсерватория (НАО) Рожен, нейното развитие и модернизиране като национален, регионален и европейски астрономически център за научни изследвания и образование. НАО Рожен е включена в базата данни за европейските научни инфраструктури, изграждана от Европейската комисия, под номер 838 (http://www.riportal.eu).

Кратко за развитието на астрономията в България

Всеки народ и всяка култура, носят в себе си легенди и митове, които неизбежно са свързани с различни небесни явления. Дали това са впечатляващите слънчеви и лунни затъмнения, комети или „падащи звезди“, нашата българска история също има следи в едни или други записки на природни феномени. Множество небесни явления са определяли изхода на сражения, те са определяли възкачването или свалянето от власт на велики личности. Сега, в нашата история ние можем много точно да датираме тези събития, защото астрономията, чрез езика на математиката, позволява този точен прочит през времето. Пример за важно историческо събитие и съпътстващо го небесно явление, можем да открием в препис от Проф. Йордан Иванов от 1914г., на Паисиевата „История“ – 1765г. Там се споменава за появата на две комети, преди битката при Адрианопол през 813г., между войските на хан Крум и император Михаил I Рангаве (Rodgers, R. F.: Newly-discovered Byzantine Records of Comets, JRASC, 1952, Vol. 46, pp. 177-180). Може би това е едно от първите небесни явления останали в историята от създаването на Българската държава. Изучаване на астрономия в България започва през 1815г. в град Свищов, където отваря първото елитно българско училище от Емануил Васкидович, с преподаване на физика. Там, уроците започват по гръцки учебник на Константинос Вардалахо, като в него има две описателни глави посветени на астрономията. Астрономия се преподава и в уроците по физика в Априловото училище в Габрово (1835). Първият български астроном по образование е Димитър Коюв Витанов (~1846-1877), започнал своето образование в Санкт Петербург, Русия и специализирал в обсерваторията на остров Малта. Но може би, най-значимото българско име, свързано с естествените науки и астрономията, от времето преди Освобождението на България, е това на д-р Петър Берон. Неговият „Рибен буквар“ е първият български учебник за модерно образование, негов е и първият известен у нас телескоп. Берон поръчва изработването на първите звездни карти в България през 1854-1855, които са гравирани във Франция. Съвременната история на астрономията в България започва с откриването на първият ни университет през 1888г. (със статут на университет от 1904г.) – Софийски университет „Св. Климент Охридски“. Астрономията е въведена като наблюдателна дисциплина във физико-математическия факултет на университета. Ръководител на Катедра астрономия в Софийски университет е Проф. Марин Бъчеваров, завършил астрономия в Московския университет, Русия. През 1897г. той създава първата обсерватория в България, която е към университета в София. Под негово ръководство, в тази обсерватория започват и първите регулярни астрономически наблюдения в България, свързани с наблюдения на слънчевите петна (Фиг.1).

Постепено във времето астрономията в България се развива. Има не малко последователи на тази дисциплина и започват все по-настойчиви опити за изграждане на нова и съвременна обсерватория. По този повод, през декември 1941г. Проф. Никола Бонев казва следното: ”…Стига се е говорило за ”бедност“ на държавата! Стига сме култивирали чувство за малоценност у нас! Трябва най-после да се създаде нещо достойно за България… Ние трябва да достигнем и надминем поне нашите съседи и както имаме една Съдебна палата, един Народен театър, една Народна банка и пр., каквито не всички страни имат, така можем да имаме и трябва да имаме и една достойна за нас и нашето централно място на Балкана средно обзаведена Астрономическа обсерватория…“. През 1952г. е създадена Секция по астрономия към Физически факултет на Българска академия на науките, а през 1958г. е създадена Самостоятелна секция по астрономия към БАН. Като правоприемник на тази секция през 1995г. е създаден Института по астрономия към академията. С усилията на не малко утвърдени вече български астрономи се стига до 1981г., когато отваря врати за астрономически изследвания нашата Национална астрономическа обсерватория Рожен (Фиг. 2). България се нарежда сред модерните държави, притежаващи свой собствен ресурс за изследване на големия Космос! Самата обсерватория в сегашния си вид все още е най-големият астрономически комплекс на Балканите и въобще в този район на Югоизточна Европа. Инвестицията от над 12 млн. лв. (по курса от 70-те години), от които около половината за 2-м телескоп, изглежда скромна на фона на средствата, нужни за закупуване, например, на само един изтребител, но същевременно това е най-голямата дотогава еднократна инвестиция на България в научна инфраструктура! Сравнена със средствата за един върхов телескоп от клас 8-10 м, нашата инвестиция изглежда незначителна, но за нас тя изпълнява изключително важна мисия: страната ни днес е в състояние да следи, да разбира и да участва равноправно в усилията на света за изучаване на процесите във Вселената!

Общонационални и оперативни дейности обслужващи държавата, разположени на територията на НАО Рожен

На територията на НАО Рожен са разположени Метеорологична станция на НИМХ, БАН, Сеизмологична станция на НИГГГ, БАН и Фонова екологична станция на Министерството на екологията и водите. НАО подпомага дейността на тези научни станции, като им предоставя част от инфраструктурата на обсерваторията и необходимите им комуникации. От 2012 г. е в сила договор с Държавно предприятие „Ръководство на въздушното движение“ за построяването и експлоатацията на кула с радиомаяк на територията на НАО Рожен. Целта на договора е подобряване на сигурността на полетите, чрез използване на инфраструктурата и благоприятното географско положение на обсерваторията.

Ползи за обществото от извършените дейности

Астрономията е една от най-популярните науки с голямо значение за формирането на общественото отношение към природните науки. Дейностите по обучението на студенти и ученици спомагат за тяхната по добра подготовка и нагледно показват ползата от научните изследвания за обогатяване на нашите познания за Вселената. В НАО Рожен ежегодно се провеждат ученически летни школи за деца от кръжоците по астрономия и студентски практики с научна цел, които все повече засилват връзките на ИА с НАО с университетите. Не прекъсва интереса към посещения в НАО Рожен на граждани организирани групи от ученици и суденти. Посетителите разглеждат научната апаратура, запознават се с предмета на нашите научни изследвания и изслушват лекция за историята и постиженията на българската астрономия. Посетителите имат възможност да задават въпроси на професионалните астрономи по интересуващи ги теми и да обсъждат с тях актуални научни въпроси. По този начин НАО Рожен се превръща в най-големия форум за популяризиране на българската наука и в частност на научните изследвания провеждани в БАН. През 2015 г. в НАО Рожен са проведени общо 15 ученически школи, студентски практики и наблюдателни експедиции на любители астрономи, които имат важно значение за обучението по природни науки. Интервютата по актуални астрономически теми в телевизионни и радио предавния, във вестници и електронни сайтове на сътрудници на института надхвърлят сто и двадесет. Обсерваторията Рожен е посетена от над 15 000 туристи през 2015 г.

През последните три години, Националната обсерватория е домакин на практическите занятия на студенти по социология към Пловдивски университет „Паисий Хилендарски“, Катедра “Приложна и институционална социология”. Тези практически занятия, при които обектите на изследване стават самите астрономи, са една нова и странна на пръв поглед изследователска задача, но проучванията носят своята ценна информация за връзката между астрономите и наблюдателните технологии. Също така, подобни изследвания дават една реална оценка за значимостта на астрономията и това до колко тя е разпознаваема в социалните взаимоотношения на нашето общество. Що се отнася до световните процеси на развитие на астрономията, ние сме свидетели на бурно развитие на технологиите и комуникациите, в това число и на астрономията. На орбита около Земята са изстреляни спътникови системи, обслужващи астрономията, с параметри на прецизност, немислими до скоро. Успешно бяха реализирани космически мисии до обекти в слънчевата система, които от своя страна бяха разглеждани до сега като чиста научна фантастика. Най-вероятно, през следващите 10-15 години, ще бъдем свидетели на абсолютно нови достижения на нашата цивилизация. Те са свързани с нашият стремеж за развитие и усъвършенстване, но неизбежно с космическите изследвания. До няколко години ще заработят нови наземни супер телескопи – 18 метровият телескоп Магелан, 30 метров телескоп на НАСА, и телескопът на Европейската космическа агенция, с диаметър от 39 метра. Всеки поотделно е на стойност над 1 милиард долара, снабден с възможно най-съвършените технологии за управление, приемна апаратура и компютърно оборудване. Познаването и овладяването на космическото пространство е неделима част от нашето бъдеще. Но все още, необятната Вселена не разкрива своите тайни, свързани с появата и еволюцията й. Къде е мястото на човека в необятния космос, каква е неговата роля, какво е човешката мисъл, са една само малка част от многото въпроси на които искаме отговор.

НП