Czym zajmuje się astronom? Na czym polega praca astronoma?

Astronom to profesja czasami mylona z kosmonautą czy astrologiem. Bardziej teoretyczna niż ta pierwsza i bardziej naukowa niż ta druga, należy bez wątpienia do najbardziej perspektywicznych zawodów przyszłości. Kto i dlaczego powinien rozważyć karierę astronoma? Jakie nadzieje można z nią wiązać?

Słowo astronomia pochodzi z języka greckiego i oznacza dosłownie naukę zajmującą się prawami, które rządzą gwiazdami. W nieco bardziej współczesnym i szerszym pojęciu chodzi o poznawanie wszechświata i praktyczne wykorzystywanie pozyskanych informacji. Jeśli wierzyć popularnym filmom science-fiction, astronomowie mogą kiedyś ochronić ludzkość przed zagładą!

Kim jest astronom?

Astronom to fizyk, którego przedmiotem zainteresowań są zagadnienia wykraczające poza sferę ziemską. Rozróżnia się przy tym dwa kierunki naukowej astronomii: obserwacyjną, która polega na oglądaniu gwiazd i galaktyk i zbieraniu danych na ich temat oraz teoretyczną, czyli wykorzystującą posiadaną już wiedzę do objaśniania zjawisk zachodzących w kosmosie.

Nietrudno wyobrazić sobie wyzwania stojące przed astronomami – wszechświat jest wszak nieskończony, a zachodzące w nim procesy sięgają miliardów lat wstecz. Sama obserwacja czarnej przestrzeni wokół nas stwarza niemałe trudności, a zrozumienie praw rządzących ciałami niebieskimi wymaga szerokiej wiedzy multidyscyplinarnej. Bazą dla pracy astronoma są oczywiście prawa fizyki – od słynnej teorii względności Einsteina po mechanikę kwantową. Ponadto potrzebna jest dogłębna znajomość chemii, optyki, inżynierii mechanicznej i elektrycznej, a także technik komputerowych, które są podstawowym narzędziem pracy dzisiejszego astronoma.

Jak inne dziedziny wiedzy, i astronomia dzieli się na poszczególne specjalizacje. Obejmują one badanie innych planet, gwiazd, całych galaktyk, ale także genezy wszechświata i jego prawdopodobnej przyszłości. Można śmiało powiedzieć, że trudno o bardziej kompleksową i istotną naukę, choć dla większości ludzi na świecie pozostanie ona zawsze pewnego rodzaju abstrakcją.

Historia astronomii

Astronomia jest jedną z najstarszych nauk przyrodniczych. Początkowo była spójną częścią obserwacji biologicznych, fizycznych, chemicznych i meteorologicznych. Poruszanie się ciał niebieskich od zawsze fascynowało człowieka i było ściśle związane z kształtowaniem się wierzeń religijnych – motyw Słońca jako postaci boskiej pojawia się w bardzo wielu tradycyjnych kulturach.

Już ok. 1600 lat p.n.e. Babilończycy zaczęli systematyzować metody obserwacyjne dążąc do zrozumienia ich cykliczności. To od nich właśnie pochodzi najstarszy tekst astronomiczny dotyczący ruchów Wenus i to oni stwierdzili regularną powtarzalność zaćmień Księżyca.

Gwiazdami fascynowali się także starożytni Egipcjanie i Chińczycy, ale największy wkład w rozwój nauki jako takiej mieli Grecy. Jako pierwsi zaczęli używać trójwymiarowych geometrycznych modeli kosmosu i zasugerowali, że Ziemia obraca się wokół własnej osi. W II w. p.n.e. w Grecji powstał tzw. „mechanizm z Antykithiry” będący złożonym narzędziem do obliczania pozycji Słońca, Księżyca i innych ciał niebieskich. O kompleksowe podsumowanie antycznej wiedzy astronomicznej pokusił się żyjący w I w. n.e. Klaudiusz Ptolemeusz. Jego dzieło „Almagest”, złożone z trzynastu ksiąg, na długie wieki ugruntowało geocentryczną wizję budowy wszechświata.

To właśnie wznowione wydanie „Almagestu”, które ukazało się w pod koniec XV w., rozbudziło renesansowe zainteresowanie astronomią. Tutaj pojawia się oczywiście postać naszego wybitnego rodaka, Mikołaja Kopernika, który „zatrzymał Słońce, a ruszył Ziemię”. Jego przełomowe dzieło „O obrotach ciał niebieskich” stało się podstawą heliocentrycznej teorii wszechświata i uznawane jest do dziś za jedną z najważniejszych rewolucji naukowych w dziejach świata.

Prace Kopernika zainspirowały rzesze kolejnych astronomów prowadząc do coraz bardziej precyzyjnych opisów Układu Słonecznego. Na uwagę zasługują osiągnięcia Galileusza, który jako pierwszy użył teleskopu do obserwacji nieba i udowodnił istnienie plam na Słońcu, Johannesa Keplera, który sformułował prawa ruchu planet, oraz Izaaca Newtona, czyli ojca teorii grawitacji. Wiek XVIII był z kolei epoką wielkich odkryć obserwacyjnych. Szczególnie wsławił się wówczas William Hershel, konstruktor teleskopów oraz człowiek, który znalazł kolejną planetę w naszym układzie – Uran. James Bradley zaobserwował aberrację światła, co pozwoliło wytłumaczyć pozorny ruch gwiazd. Astronomia nabrała rozpędu, wykraczając daleko poza granicę ludzkiej wyobraźni.

W XX w. astronomowie zaczęli wykorzystywać fotografię i spektroskopię, wnikając coraz głębiej w teorię ewolucji gwiazd i Wielkiego Wybuchu. Nauczyliśmy się oglądać coraz bardziej oddalone ciała niebieskie, precyzyjnie badać odległości, a nawet analizować, z jakich pierwiastków składa się wszechświat. Ukoronowaniem tych ponad 3-tysiącletnich studiów nieba było wysłanie człowieka na Księżyc, a następnie łazików na Marsa. A i na tym nie koniec wielkich odkryć i przełomów – w 2006 r. Międzynarodowa Unia Astronomiczna odebrała na przykład Plutonowi status planety!

Na czym polega praca astronoma?

Sporą część zadań w profesji astronoma stanowi obserwacja. Wykorzystuje się do niej zaawansowane technicznie teleskopy optyczne i radiowe (umieszczone zarówno na Ziemi, jak i w kosmosie), sondy i kamery, z których gromadzi się setki tysięcy danych. Na ich podstawie wyciąga się wnioski o trendach, ruchach ciał niebieskich, składzie chemicznym czy współzależnościach rządzących wszechświatem. Przykładowe specjalizacje obejmują np. poszukiwanie nowych planet i asteroidów, analizowanie cyklu życia gwiazd i powstawania czarnych dziur, badania aktywności Słońca czy zgłębianie struktury Drogi Mlecznej. Skala badanych problemów może obejmować cząstki elementarne lub całe galaktyki.

Teoretyczni astronomowie wykorzystują natomiast stworzone wcześniej modele, matematyczne formuły i dane empiryczne, aby rozwijać wyjaśnienia określonych zjawisk, określać genezę ciał niebieskich i formułować prognozy. Ten aspekt pracy realizowany jest przede wszystkim za pomocą komputerów i złożonych programów analityczno-prognostycznych. Wyniki znajdują przełożenie na wiele dziedzin – od meteorologii po kosmonautykę, więc bardzo wiele projektów ma charakter multidyscyplinarny i gromadzi ekspertów z różnych gałęzi nauki oraz inżynierii.

Naturalnie, w opisie stanowiska pracy bardzo często znajdują się również zadania typowe dla całej sfery badawczo-naukowej, np. aplikowanie o granty, prowadzenie wymiany doświadczeń, przygotowywanie publikacji i prezentacji.

Gdzie pracuje astronom?

Szacuje się, że ponad połowa astronomów znajduje zatrudnienie na uczelniach wyższych i związanych z nimi instytutach. Łączą oni pracę dydaktyczną z naukową, prowadząc obserwacje i publikując nowe analizy. Astronomowie są cenionymi członkami kadry wydziałów Fizyki oraz prowadzącymi studiów doktoranckich. Ponadto praca czeka na nich również w obserwatoriach, planetariach i innych placówkach badawczych zajmujących się ściśle obserwacją kosmosu. Niektóre mają charakter międzynarodowy i gromadzą ekspertów z różnych krajów.

Ok. 10% astronomów pracuje w sektorze prywatnym. Zatrudniają ich przede wszystkim firmy specjalizujące się w produkcji statków kosmicznych, teleskopów czy sprzętów wykorzystywanych w kosmonautyce. Jako eksperci oni biorą udział w przygotowaniu nowych projektów, testach i rozwiązywaniu problemów technologicznych. Mogą również rozwijać oprogramowanie sterownicze czy analityczne.

Jak zostać astronomem?

Aby pracować jako astronom należy ukończyć co najmniej pięcioletnie kierunkowe studia magisterskie; studia doktoranckie na wielu pozycjach mogą być również wymagane. Kierunek Astronomia oferują w Polsce: Uniwersytet im. Mikołaja Kopernika w Toruniu, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Uniwersytet Jagielloński, Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Zielonogórski oraz Uniwersytet Wrocławski.

Wymagana jest szeroka wiedza i talent do przedmiotów ścisłych, zwłaszcza matematyki, fizyki i chemii.
Ponadto kandydat na astronoma powinien cechować się wysokim poziomem intelektu, cierpliwością, dociekliwością oraz metodycznym, racjonalnym i analitycznym sposobem myślenia. Wielkim atutem są umiejętności komputerowe, zwłaszcza w zakresie programowania, i techniczne – praca z zaawansowanym sprzętem jest nieunikniona.

Bez astronomii nie byłoby systemu GPS, zaawansowanych prognoz pogody, łączności satelitarnej ani podboju kosmosu. Jest to więc profesja dla wizjonerów i pragmatyków, ludzi głodnych wiedzy o szerokim kontekście istnienia życia.