کاوش در فضا به ما کمک می کند تا جایگاه خود در جهان و عملکردهای اساسی کیهان را درک کنیم. این گستره وسیع فراتر از جو زمین مملو از اشیاء و پدیده های جذاب است. بیایید سفری را برای درک برخی از مفاهیم کلیدی در نجوم آغاز کنیم.
جهان یک گستره وسیع و به ظاهر بی پایان است که شامل همه چیز از کوچکترین ذرات تا بزرگترین کهکشانها است. این کهکشان از میلیاردها کهکشان تشکیل شده است که هر کدام حاوی میلیون ها یا حتی میلیاردها ستاره، سیاره و سایر اجرام آسمانی است. جهان همچنین حاوی مواد اسرارآمیز مانند ماده تاریک و انرژی تاریک است که حدود 96٪ از کل محتوای انرژی جرمی را تشکیل می دهد.
منظومه شمسی ما بخش کوچکی از کهکشان راه شیری است. از خورشید ، نزدیکترین ستاره ما، و هر چیزی که از نظر گرانشی به آن متصل است، شامل هشت سیاره ، قمرهای آنها، و تعداد بی‌شماری سیارک، دنباله‌دارها و سیارات کوتوله است. چهار سیاره درونی (عطارد، زهره، زمین و مریخ) به دلیل ترکیبات سنگی خود به عنوان سیارات زمینی شناخته می شوند. چهار سیاره بیرونی (مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) غول‌های گازی نامیده می‌شوند که مشتری و زحل عمدتاً گاز هستند و اورانوس و نپتون «غول‌های یخی» هستند.
ستاره ها کره های عظیم و درخشانی از پلاسما هستند که توسط گرانش در کنار هم قرار گرفته اند. آنها از ابرهای غبار و گاز در فرآیندی به نام همجوشی هسته‌ای تشکیل می‌شوند \(: 4 \textrm{ اچ} \rightarrow \textrm{او} + \textrm{انرژی}\) انرژی این فرآیند به ستاره ها نور و گرما می دهد.
کهکشان ها منظومه های عظیمی از ستارگان، بقایای ستاره ها، گازهای بین ستاره ای، غبار و ماده تاریک هستند که توسط گرانش به یکدیگر متصل شده اند. راه شیری، کهکشان ما، تنها یکی از میلیاردها در جهان است. این کهکشان مارپیچی با قطر حدود 100000 سال نوری است که بیش از 100 میلیارد ستاره دارد.
تلسکوپ ها نقش مهمی در درک ما از کیهان دارند. با جمع آوری تابش الکترومغناطیسی از اجرام آسمانی، تلسکوپ ها به ما اجازه می دهند تا ستارگان، سیارات و کهکشان های دوردست را فراتر از توانایی های چشم انسان رصد کنیم.
تلسکوپ‌های نوری نور مرئی را جمع‌آوری می‌کنند، آن را بزرگ می‌کنند و برای ایجاد تصویر متمرکز می‌کنند. در همین حال، تلسکوپ‌های رادیویی امواج رادیویی ساطع شده توسط اجرام در فضا را شناسایی می‌کنند و تلسکوپ‌های فضایی ، مانند تلسکوپ فضایی هابل، در خارج از جو زمین عمل می‌کنند تا تصاویر واضح‌تری نسبت به تلسکوپ‌های زمینی ارائه دهند.
جستجوی حیات در فراسوی زمین یکی از جذاب ترین فعالیت های نجوم است. دانشمندان از روش‌های مختلفی برای جست‌وجوی سیارات فراخورشیدی استفاده می‌کنند که سیاراتی خارج از منظومه شمسی ما هستند که به دور ستارگان دیگر می‌چرخند. ماموریت کپلر، همراه با تلسکوپ‌های دیگر، هزاران سیاره را شناسایی کرده است، که برخی از آنها در منطقه قابل سکونت ستاره خود قرار دارند، جایی که ممکن است شرایط برای وجود آب مایع - و احتمالا حیات - مناسب باشد.
سیاهچاله ها یکی از مرموزترین اجرام در جهان هستند. آنها مناطقی از فضا هستند که کشش گرانشی آنقدر قوی است که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند فرار کند. مرزی که هیچ چیز نمی تواند از آن خارج شود، افق رویداد نامیده می شود. سیاهچاله ها زمانی به وجود می آیند که ستارگان پرجرم در پایان چرخه زندگی خود تحت تأثیر گرانش خود فرو می ریزند. سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز کهکشان راه شیری، معروف به قوس A*، جرمی معادل حدود چهار میلیون برابر خورشید دارد.
نظریه بیگ بنگ مدل کیهانی غالب است که توسعه اولیه کیهان را توصیف می کند. بر اساس این نظریه، کیهان در حدود 13.8 میلیارد سال پیش از حالت بسیار چگالی و دمای بالا منبسط شد و از آن زمان تاکنون در حال انبساط بوده است. این نظریه توسط مشاهداتی مانند تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی، فراوانی عناصر نور، و انتقال به سرخ کهکشان‌های دور پشتیبانی می‌شود.
امواج گرانشی موج هایی در بافت فضازمان هستند که توسط برخی از خشن ترین و پرانرژی ترین فرآیندهای جهان ایجاد می شوند. آلبرت انیشتین وجود آنها را در سال 1916 به عنوان بخشی از نظریه نسبیت عام خود پیش بینی کرد. امواج گرانشی به طور مستقیم برای اولین بار در سال 2015 توسط رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری (LIGO) شناسایی شد و یکی از آخرین پیش بینی های نظریه انیشتین را تایید کرد.
اکتشاف فضایی، اکتشاف فیزیکی فضای بیرونی، هم توسط فضانوردان انسانی و هم توسط فضاپیماهای روباتیک است. در طول چند دهه گذشته، بشریت ماموریت های مختلفی را برای کشف منظومه شمسی ما و فراتر از آن انجام داده است. ماموریت های قابل توجه شامل فرودهای ماه آپولو، فضاپیمای وویجر که اکنون وارد فضای بین ستاره ای شده اند و مریخ نوردها که سطح مریخ را کاوش می کنند، می باشد.
درک شگفتی های فضا از طریق نجوم نه تنها بینشی را به ما می دهد که از کجا آمده ایم، بلکه به کجا می رویم. مطالعه نجوم منجر به اکتشافات و پیشرفت های تکنولوژیکی قابل توجهی شده است. همانطور که به کاوش در گستره های وسیع جهان ادامه می دهیم، ممکن است پاسخ هایی برای برخی از قدیمی ترین سؤالات بشریت پیدا کنیم و شاید حتی سؤالات جدیدی را برای پرسیدن کشف کنیم. جهان پر از رازهایی است که منتظر کشف هستند و نجوم کلید کشف این اسرار است.
