Vo vesmíre je skryté obrovské bohatstvo kozmických objektov. Sú od nás veľmi ďaleko, a preto ich väčšinou nemôžeme pozorovať priamo, ale len sprostredkovane na obrazových záznamoch. Ich mnohotvárnosť a farebnosť často vzbudzujú obdiv a hlboký estetický zážitok, aký pociťujeme pri každom stretnutí s krásami prírody. Astronómia je teda veda o vesmíre; zaoberá sa vznikom, vývojom, stavbou, pohybom a vzájomnými interakciami vesmírnych telies a ich sústav.
Predmetom výskumu astronómie sú všetky objekty vesmíru: slnečná sústava, jej telesá a objekty (Slnko, planéty s mesiacmi, medziplanetárna hmota zahŕňajúca kométy, asteroidy, meteoroidy a medziplanetárny prach), hviezdy a všetky ostatné telesá našej hviezdnej sústavy- Galaxie (dvojhviezdy, hviezdokopy, hmloviny a medzihviezdna hmota), hviezdne sústavy a sústavy hviezdach sústav (galaxie, supergalaxie, Metagalaxia), ako aj všetky druhy ožiarenia vo vesmíre (kozmické, reliktové, neutrína) a sám vesmír ako celok.
Dejiny astronómie
Astronómia je jedna z najstarších vied. Ako prírodná veda sa začala rozvíjať až v 16.storočí prácami Kopernika, neskôr Galileiho, Keplera a Newtona. Ale počiatky astronómie siahajú až do 2.polovice 5.storočia, keď pytagorovec Filolaos sformuloval svetový systém s centrálnym ohňom v strede vesmíru, okolo ktorého obieha Zem, hypotetická Protizem presne na opačnej strane ohňa, Slnko, Mesiac a všetky planéty. Vyslovil myšlienku, že Zem sa otáča okolo svojej osi. Podľa gréckeho filozofa Aristotela je Zem stredom vesmíru a okolo nej obiehajú po kruhových dráhach na koncentrických pevných sférach Mesiac, Slnko, a päť dovtedy známych planét (Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn). Aristotelov svetový systém s jednoduchými kruhovými dráhami planét okolo Zeme nebol schopný vysvetliť pozorované chyby planét na oblohe. Preto sa Herakleides z Pontu usiloval utvoriť takú svetovú sústavu, ktorá by bola v lepšom súlade s pozorovaniami. Jeho sústava sa od Aristotelovej líši najmä tým, že Merkúr a Venuša obiehajú okolo Slnka a spolu s ním okolo Zeme. Vyslovil vetu o rotácii Zeme.
Aristarchos zo Samosu, jeden z najvýznamnejších astronómov antického sveta, vyslovil prvý heliocentrickú predstavu, že Zem sa pohybuje okolo nehybného Slnka. Meraniami určil pomerné rozmery a vzájomné vzdialenosti Slnka, Mesiaca a Zeme. Zistil a tiež dokázal, že Slnko je 19-násobne vzdialenejšie než Mesiac, a aj oveľa väčšie. Slnko je podľa jeho meraní 6,75-násobne väčšie ako Zem, Mesiac 2,8-násobne menší ako Zem.
Objekty slnečnej sústavy
Často sa stretávame s otázkami: “čo je v kozmickom priestore okolo nás blízko a čo ďaleko? Aká je stavba vesmíru a aké úlohu v ňom hraje Zem?“
Už v období absolútnej neznalosti bolo možné triediť nebeské objekty na tri druhy: Slnko, Mesiac a hviezdy. Sústavným pozorovaním hviezdnej oblohy ale viedlo k objavu ďalšieho druhu, piatich jasných hviezd, ktoré sa pohybovali veľmi zvláštne vzhľadom k ostatným hviezdam. Boli to Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn. Neskôr sa ukázalo, že v dešifrovaní zložitých pohybov týchto piatich planét je kľúč k poznaniu skutočného postavenia Zeme- ona je totiž tiež planéta obiehajúca okolo Slnka. Až nedávno bol obraz slnečnej sústavy konečne dokreslený. Pozostáva z jednej hviezdy, deviatich planét a veľkého množstva malých telies a teliesok. Planéty obiehajú okolo Slnka zhruba v jednej rovine a ich dráhy sú elipsy, ktoré sú málo odlišné od kružníc. Planéty sa rozdeľujú na dve skupiny: planéty zemského typu (terestrické planéty, Merkúr-Mars) a planéty typu Jupitera (veľké planéty, Jupiter-Neptún). Pluto sa zaraďuje do veľkých mesiacov planét typu Jupitera. Planéty zemského typu majú veľkú hustotu, skladajú sa najmä z hornín, kovov a množstva plynov v tenkej vrstve atmosférického obalu. Planéty typu Jupitera sú podstatne hmotnejšie a väčšie. Ich stredná hustota je podobná hustote vody a chemickým zložením sa veľké planéty podobajú skôr Slnku ako Zemi. Sú zložené hlavne z vodíka a hélia, so zmiešaninami metánu a ďalších zlúčenín v mohutných atmosf. obaloch. Ich pevné jadro, zložené z hornín, je dosť malé vzhľadom k celkovej veľkosti planéty.
Kedy a ako vznikla slnečná sústava? Jej kolískou bol veľký oblak medzihviezdného prachu a plynu, ktorý sa pôsobením svojej vlastnej gravitácie a určitého vonkajšieho podnetu zrútil. Postupne sa z neho utvoril rotujúci disk, v ktorom bola väčšina hmoty sústredená v strede. Z centrálneho zhustenia potom vznikla ďalším spájaním hviezda nazývaná Slnko. Rozžiarila sa naplno vtedy, keď teplota a tlak v jej vnútri dosiahli hodnoty potrebné k „zapáleniu“ termojadernej reakcie vo vnútri Slnka, kedy sa palivo, vodík, mení na hélium. Zo zostávajúcich častí protoplanetárneho disku vznikli postupným zlučovaním plynného a prachového materiálu planéty, ich mesiace a iné telesa. Stalo sa to pred 4,6 mil. rokov.
Zem
Má tvar rotačného elipsoidu, obieha okolo Slnka v strednej vzdialenosti asi 150 mil. km., pri pohľade zo sev. pólu proti smeru hod. ručičiek. Táto vzdialenosť je mierkou vzdialeností v sln. sústave a v menších kozmických rozmeroch, nazýva sa astronomická jednotka. Dráha Z tvorí elipsu podobnú kružnici. Dĺžka dráhy Z okolo S je 939 833 000 km, stredná rýchlosť Z na dráhe je 29,8 km/s. Z sa otáča okolo svojej osi, prechádzajúcej geografickými pólmi. Rotačná doba Z je 1 deň, rotácia však nie je konštantná. Rotačná rýchlosť bodu na rovníku 465,12 ms-1 , príslušné odstredivé zrýchlenie v danom bode je 0,0339 ms-1 . podstatnú časť Z tvorí jadro (1,9 . 1024 kg), a plášť (4,1 . 1024 ), na zem.kôru pripadá 2,3 . 1022 kg, na hydrosféru 1,4 . 1021 kg a na atmosféru 5,3 . 1018 kg. Hmotnosť celej atmosf. Z je 5,29 . 1018 kg. Chem. zloženie suchého vzduchu : dusík (78,084%), kyslík (20,946%), argón (0,934%), o. uhličitý (0,033%) a ostatné prvky a zlúčeniny. V malých výškach majú na zložení vzduchu výrazný podiel vodné pary a o. uhličitý, ktorých množstvo sa zvyšuje aj vplyvom industrializácie. Keďže tieto zložky neprepúšťajú väčšie vlnové dĺžky v infračervenej oblasti spektra, zodpovedajúce vyžarovaniu Zeme - vzniká skleníkový efekt, zvyšujúci teplotu pri povrchu Zeme. Ozón je zastúpený len v malom množstve. So vzrastajúcou výškou sa teplota zvyšuje a vo výške 140km dosahuje okolo 700K.
Merkúr
Nachádza sa 58 mil. km od Slnka a jeho obeh trvá 68 dní. Je najmenší z pozemských planét - má priemer 4880 km. Nemá atmosféru, lebo nie je dosť hmotný, aby si udržal plynný obal. Hmotnosť M. je 0,0553 hmotnosti Zeme a stredná hustota je 5 534 kg.m-3 . Os M je presne kolmá na rovinu obežnej dráhy, preto na ľubovoľnom mieste povrchu M. je deň rovnako dlhý a zodpovedá 176 pozemským dňom. Povrch M. veľmi pripomína mesačný povrch. Sú na ňom rozsiahle planiny, údolia, panvy, brázdy a najmä krátery. Merkúr nemá zatiaľ žiadne známe mesiace.
Venuša
Je vzdialená od Slnka 108 mil. km a obehne ho za 225 dní od východu na západ - teda opačným smerom ako všetky ostatné planéty. Stredná dráhová rýchlosť je 35km.s-1 .Venuša je svojím priemerom 12 000km trocha menšia ako Zem, ale jej atmosféra je veľmi odlišná. Tvorí ju 96% kysličníka uhličitého a 3,5% dusíka. Na Venuši je vysoká teplota. Kysličník uhličitý nahromadený v atmosfére pôsobí tak, že na planéte vznikol skleníkový efekt: teplota na povrchu Venuše dosahuje až 460°C. Povrch Venuše pokrývajú sopečné planiny, niektoré sopky sú aj činné. Tak ako Merkúr ani Venuša nemá mesiace.