Источник: Большая Советская Энциклопедия, 2-е изд.
(от греч. "астро" - звезда и "номос" - закон) - наука о строении и развитии небесных тел и Вселенной (Солнца, планет, комет, звёзд, туманностей). Астрономия изучает также материю, находящуюся в пространстве между звёздами и планетами. Это пространство заполнено материальными частицами - отдельными атомами, молекулами, их совокупностями, а также и электронами. Астрономия изучает способы использования небесных явлений для практических нужд человечества. Сюда относится, например, определение точного времени и местоположения на земной поверхности по небесным светилам, определение фигуры Земли астрономическими методами, определение широты и долготы различных мест для построения карт, исследование морских приливов и отливов, вызываемых притяжением Луны и Солнца, изучение влияния происходящих на Солнце процессов на некоторые земные явления и многое другое. Изучение небесных тел расширяет опытную базу механики, физики и химии.
В истории науки известны многие случаи, когда те или иные законы (например, закон всемирного тяготения), те или иные вещества (например гелий), или процессы и состояния (например сверхплотное "вырожденное" состояние газа) обнаруживались сперва при наблюдении небесных тел и лишь позднее наблюдались или осуществлялись на Земле, а в некоторых случаях ещё не получили своего подтверждения на Земле.
Советские астрономы и примыкающие к ним прогрессивные учёные зарубежных стран используют каждое новое открытие, каждую вновь познанную закономерность природы для углубления и укрепления наших знаний о материальном мире и законах его развития.
I. Разделение астрономии
Вплоть до середины 19 в. главной задачей астрономии было точное определение положения небесных тел. Методы измерения положения и размеров небесных тел, методы обработки этих измерений и связанные с этим специальные дисциплины составляют область астрометрии. Многочисленные наблюдения положений Солнца, Луны и планет привели к вскрытию закономерностей в их движениях => разработка теории движения тел в солнечной системе, а затем и в других двойных и множественных системах звёзд. Эти исследования составляют область небесной механики. Исследование закономерностей в распределении, движении и развитии звёзд и их систем, применение к изучению этих закономерностей статистических методов составляют предмет звёздной астрономии...
С изобретением фотографии и спектрального анализа, с успехами техники, а также с развитием современной физики началось быстрое развитие астрофизики, занимающейся изучением физической природы небесных тел.
Астрометрия может быть разделена на несколько разделов. Так, сферическая астрономия разрабатывает математические методы для решения задач точного определения видимого расположения светил на небесной сфере, теорию определения точного времени и географических координат на земной поверхности, теорию перехода от видимого положения светил к их истинному положению.
Другой раздел астрометрии - практическая астрономия занимается описанием различных астрометрических инструментов, служащих для точного определения положения светил на небесной сфере, астрометрических часов и хронометров. Практическая астрономия разрабатывает методику наблюдений и способы учёта инструментальных (зависящих от несовершенства инструментов) и личных (зависящих от физиологических особенностей наблюдателя) ошибок при определении координат точек на земной поверхности (геодезическая астрономия). Кроме того, важным ответвлением практической астрономии являются мореходная астрономия и авиационная астрономия, в которых методика наблюдений и инструменты специально приспособлены к определению точного положения корабля в море и самолёта в воздухе.
Небесная механика, пользуясь математическим анализом, изучает движение небесных тел под действием сил притяжения и отталкивания. Она изучает также общую задачу устойчивости движения и в частности задачу гравитационного взаимодействия трёх и более тел. В первую очередь рассматриваются движения тел солнечной системы, происходящие по закону всемирного тяготения. Изучение движений тел солнечной системы под действием одной лишь силы притяжения Солнца, когда сравнительно небольшим взаимным притяжением планет пренебрегают, составляет содержание теоретической астрономии, которая является как бы введением в небесную механику. Теоретическая астрономия рассматривает, таким образом, задачу двух взаимно тяготеющих тел. Важными частями небесной механики являются теория фигур небесных тел и теория приливов.
Астрофизика занимается изучением физического состояния и химического состава небесных тел. Астрономия не может ограничиваться лишь анализом механических движений и гравитационного взаимодействия небесных тел. Целый ряд важных проблем современной физики тесным образом связан с изучением материи в мировом пространстве. К числу таких проблем относятся исследования космических лучей, радиоизлучения звёзд и Солнца и превращения атомной энергии в лучистую энергию. Не только успехи физики способствуют дальнейшему развитию астрофизики, но и наоборот, успехи астрофизики играют важную роль в развитии современной физики. Астрофизика может быть разделена на практическую [астрофотография, астрофотометрия, астроспектроскопия], разрабатывающую методы наблюдения, и теоретическую (исследование звёздных атмосфер, внутреннего строения звёзд и Солнца, межзвёздной среды и метеоритного вещества) объясняющую результаты полученных наблюдений.
Звёздная астрономия занимается изучением строения и развития звёздных систем. Звёздная астрономия изучает закономерности в движении звёзд. Она сопоставляет обнаруженные закономерности с физическими особенностями небесных тел, что способствует правильному решению вопросов развития небесных тел и их систем.
Раздел астрономии, специально занимающийся вопросами происхождения и развития небесных тел, называется космогонией. Познание основных общих закономерностей строения доступной исследованию части бесконечной Вселенной составляет предмет ещё одного раздела астрономии - космологии.
II. История развития астрономии
Астрономия в древности
Первые начатки астрономических знаний возникли из потребностей материальной жизни общества в связи с тем, что деятельность человека обычно регулируется сменой дня и ночи и времён года. Наивная фантазия первобытного человека наделила светила божественными свойствами. В их честь стали слагать песни и легенды и зажигать жертвенные огни.
Счисление времени явилось одной из самых первых научно-практических задач, которую должны были решать древнейшие народы. Для счёта времени необходимо было использовать регулярно повторяющиеся явления, которые были бы легко доступны наблюдению. Такими явлениями были вращение Земли вокруг оси, вызывающее смену дня и ночи, и обращение Земли вокруг Солнца, вызывающее смену времён года.
Первоначально счёт времени в течении суток начинался от восхода и кончался на заходе Солнца. Например, у древних египтян день делился на четыре части. С усложнением общественной жизни потребовалось разделение дня на более мелкие части. Древние люди обнаружили, что продолжительность дня в течение года не остаётся постоянной, но что сокращение продолжительности дня сопровождается удлинением ночи.
Скотоводство и земледелие, два главнейших производства древних, были связаны с сезонными изменениями погоды. Они требовали ведения счёта времени в течение длинных промежутков.
Для этого, в первую очередь, служила Луна, смена фаз которой происходит со средним периодом в 29,53 суток, установленном в самом раннем периоде истории Астрономии. Промежуток времени между двумя последовательными новолуниями с древнейших времён носит название месяца. После суток месяц являлся следующей по длине единицей отчёта времени. Для измерения ещё больших промежутков времени служил год.
В странах, где земледелие не играло особенно большой роли и где времена года были лишь слабо выражены, в основе исчисления времени лежал т.н. лунный год, продолжительностью в 12 лунных месяцев, или 354 дня (солнечный год 365 дней) => Египет, Вавилон, Древний Китай и Индия => дожди и наводнения, дождливые сезоны и разливы рек.
В некоторых странах было установлено, что периоду дождей непосредственно предшествует появление перед восходом Солнца определённых ярких звёзд (гелиакический восход звезды)...
С древней астрономией была связана также астрология - ложное учение о предсказании событий и судьбы людей по движению небесных светил. У некоторых народов имела большое распространение вера в "небесные знамения" - необычные небесные явления (лунные и солнечные знамения, появление ярких комет, звёздных дождей, ярких метеоритов, выпадение метеоритов и т.д.). Считалось, что небесные знамения являются предвестниками народных бедствий: войны, голода, эпидемий и т.д. В 4 в. до н.э. китайский астроном Ши Шен составил первый каталог звёзд, который содержал 800 объектов.
К 6 в. до н.э. астрономия достигает уже значительного развития. Так, китайцам и вавилонянам становится известным так называемый сарос - период повторений солнечных и лунных затмений, который позволил предсказывать их наступление.
Больших успехов достигла астрономия в Древней Греции. Особенности общественного строя Древней Греции способствовали развитию науки. Греки были экономически связаны с далёкими странами и совершали дальние путешествия. Они не только переняли достижения науки Египта и Вавилона, но и значительно развили их, особенно в направлении создания наивно-материалистической картины мира. В своих выводах они опирались на данные повседневной практики.
Фалес из Милета (624-547 до н.э.) ещё считал Землю плоским диском, плавающим на воде. Но немного позднее школа Пифагора (6 в. до н.э.) уже положила в основу всей созданной ею картины мира учение о шаровидности Земли. Пифагорийцам же принадлежит заслуга создания первых космологий.
Они учили, что Земля, а вместе с ней и все остальные небесные светила движутся вокруг воображаемого "центрального огня", причём круговое движение объявлялось ими "совершенным", вследствие чего светила, по их мнению, должны двигаться по окружности. Каждая планета прикреплена к поверхности некоей хрустальной сферы, и её круговое вращение объясняется движением этой сферы. Эти сферы вложены одна в другую. Дальше планет находится сфера неподвижных звёзд, оборот которой совершается за сутки.
Однако учение пифагорейцев было чисто умозрительным. Математическую теорию видимых планетных движений с помощью концентрических сфер разработал греч. геометр Евдокс Книдский (408-355 до н.э.). С накоплением наблюдений планет число сфер, необходимых для описания особенностей в их движениях (прямые и попятные движения, стояния), стало быстро расти.
Аристотель (384-322 до н.э.) создал общую систему строения мира. В системе мира Аристотеля ярко выражены идеалистические и метафизические черты.
Земля по своей природе занимает в ней центральное положение, затем идут вода и воздух и, наконец, огонь, который заполняет всё пространство между воздухом и хрустальной сферой ближайшего к Земле небесного тела - Луны. Область небесных светил заполнена особым, легчайшим и совершеннейшим элементом - эфиром, из которого и состоят эти тела. Область эфира снаружи ограничена сферой неподвижных звёзд, за которой начинается область "первого двигателя" - первоисточника движения, под которым Аристотель понимает дух.
Аристотелю принадлежат астрономические доказательства шарообразности Земли, основанные на изменении вида звёздного неба при передвижении наблюдателя с севера на юг или в обратном направлении, и на круглой форме края тени, отбрасываемой Землёй на Луну во время лунных затмений.
Начиная с 3 в. до н.э. центр античной науки переносится в Александрию. Александрийские учёные возобновили систематические наблюдения неба, причём на передний план вновь выдвигаются запросы практики.
Эрастосфен (276-194 до н.э.) определил размеры земного шара. Гиппарх (2 век до н.э.) производил наблюдения при помощи своих точных угломерных инструментов.
Гиппарху астрономия обязана составлением звёздного каталога, в котором были указаны положения на небе около 1000 наиболее ярких звёзд. Он определил продолжительность солнечного года с ошибкой, не превышающей 6 минут. Ему принадлежит открытие предварения равноденствия, или прецессии, т.е. медленного перемещения точки весеннего равноденствия по эклиптике. Гиппарх определил довольно точно расстояние до Луны и её размеры.
Сочинения Гиппарха до нас не дошли. О них мы знаем из труда Клавдия Птоломея (2 век н.э.). Этот труд известен под его арабским названием - "Альмагест". Он представляет собой энциклопедию той эпохи.
Согласно Птоломею, Земля неподвижна и находится в центре Вселенной. Вокруг неё по окружностям, называемым деферентами, двигаются центры других окружностей, называемых эпициклами. Сами планеты движутся по эпициклам:
Таким образом, видимое движение планет, по теории Гиппарха, является сочетанием двух круговых движений. Эта система мира называется системой Птоломея. Помимо системы мира в "Альмагесте" помещены другие данные по астрономии, свидетельствующие о высоком её развитии в Александрии. На это указывают также труды Аристарха Самосского (сер. 3 в. до н.э.). Как сообщает Архемид, Аристарх учил, что в центре мира находится Солнце, вокруг которого по окружностям движутся Земля и остальные планеты. Видимое суточное движение звёзд по небу объясняется вращением Земли вокруг оси.
Астрономия в средние века
В 7-12 вв. наблюдается расцвет науки и культуры в странах Ближнего и Среднего Востока, в Персии и Индии. В 9 в. в Багдаде и Дамаске были сооружены две астрономические обсерватории. Астрономы имели инструменты: стенные квадранты и астролябии, с которыми они производили систематические наблюдения и иногда достигали более высокой точности, чем греки. Им же принадлежат более точные таблицы движения планет, построенные на основе системы мира Птоломея.
Персидский астроном Суфи переиздал звёздный каталог Птоломея, учтя влияние прецессии за несколько столетий.
К 1-й половине 11в. относится расцвет деятельности великого хорезмийского энциклопедиста Абу-Рейхана Бируни (973-1048). Ему принадлежит трактат о летоисчислении народов мира. Он написал свыше 40 работ по астрономии, определил длину окружности Земли, измерив угол понижения горизонта с вершины одной из гор. Бируни настойчиво выражал мнение о возможности движения Земли и наряду с Аристархом Самосским по праву может быть назван предшественником Коперника.
В конце 11 и в начале 12 вв. таджикский учёный Омар Хайям (1040-1123) высказал много глубоких идей о бесконечности мира во времени и пространстве, о познаваемости мира. В 14 в. в Азербайджане в окрестностях г.Мараге была основана астрономом Насирэддином (1201-74) большая и хорошо оборудованная обсерватория. В результате многолетней работы были составлены так называемые Ильханские таблицы планет, которые применялись в течении целого столетия во всех странах Востока.
Ещё большего развития астрономия достигла позднее, в 15 в. в Самарканде в царствовании Углуг-бека (1394-1449), который собрал при своём дворе более ста учёных и основал исключительную по своему оборудованию астрономическую обсерваторию. Секстант этой обсерватории имел радиус ок.40 м. Особенно большое научное значение имеет составленный на его обсерватории новый каталог положений 1019 звёзд. Особая научная ценность каталога заключается в том, что он впервые за 16 столетий, протекших после Гиппарха, даёт положение звёзд, целиком наново определённые. После Ши Шена и Гиппарха только Углуг-беку, понимавшему важность звёздных каталогов для науки, удалось создать новый звёздный каталог. После Углуг-бека составление звёздных каталогов сделалось одной из обычных задач астрономии.
Некоторое развитие получила астрономия в 13 веке в Испании, когда кастильский король Альфонс X (1226-1284) построил возле города Толедо астрономическую обсерваторию и собрал группу лучших астрономов того времени. По его указаниям в Толедо были составлены новые планетные таблицы, которые превосходили по точности все прежние и получили широкое распространение в Европе.
Уже в 15 в. Николай Кузанский (1401-64) учил, что Земля не может быть неподвижной, но что её движение остаётся для нас незаметным.
Развитие торговли с заморскими странами привело к тому, что моряки, путешествуя из северного полушария в южное, наблюдали смену созвездий, которые могут быть видимы на различных широтах, и тем самым на собственном опыте убеждались в шарообразности Земли. Открытие Америки (1492) и первое кругосветное путешествие (1519-22) окончательно доказали, что Земля-шар.
Борьба за гелиоцентрическое
мировоззрение в астрономии
и закон всемирного тяготения
Революционным актом, которым был брошен вызов церковному авторитету в области естествознания, явился выход в свет в 1543г. творения польского учёного Николая Коперника "Об обращении небесных кругов".
Именно в том, что Земля не является центром мироздания, а лишь одной из планет, заключается революционный смысл теории Коперника.
Появились смелые умы, которые делали далеко идущие выводы из этого учения, а многие пропагандировали его в университетах и популяризировали среди широких масс.
Одним из глубоких и разносторонних последователей учения Коперника был блестящий итальянский поэт и философ Джордано Бруно (1548-1600), сожжённый католической церковью на костре за свои передовые взгляды. Он учил о бесконечности Вселенной и бесчисленности населённых миров - планет, обращающихся вокруг солнц. Если планеты такие же тела, как и Земля, то они могут быть обитаемы. Далёкие "неподвижные" звёзды представляют собой такие же громадные раскалённые светила, как и наше Солнце, и около них имеются бесчисленные населённые миры, подобные нашему.
Тем самым ниспровергается христианское миропонимание, основанное на том, что человек - венец творения бога и что вся Вселенная создана для человека.
Научные открытия Галилео Галилея (1564-1642) явились блестящей физической и философской аргументацией в пользу учения Коперника. Открытый Галилеем закон инерции опроверг один из главнейших доводов, проводимых против возможности вращения Земли.
Согласно Галилею, все тела на Земле должны участвовать в её вращении, а не отставать от неё, как учил Аристотель. Галилей наблюдал в 1604г. вспышку "новой" звезды, что дало ему повод выступить против схоластического учения о неизменности небес.
В 1609г. Галилей впервые в истории человечества направил на небо построенную им зрительную трубу. Он увидел в неё горы на Луне и пятна на Солнце - новый довод против противопоставления "совершенного неба" "грешной земле". Открытые им четыре спутника Юпитера Галилей воспринял как пример планеты, движущейся вокруг Солнца со своими лунами - новое возражение противникам Коперника, бездоказательно утверждавшим невозможность одновременного движения Луны вокруг Земли, а Земли с Луной - вокруг Солнца.
В 1616г. учение Коперника было официально запрещено католической церковью, и были запрещены все книги, пропагандирующие это учение. Однако Галилей в 1632г. выпустил "Диалог о двух главнейших системах мира - птоломеевой и коперниковой", в котором он снова доказывает правильность учения Коперника.
Открытия Галилея доказывали правильность учения Коперника, но они не объясняли причины, заставляющей планеты двигаться вокруг Солнца с такой удивительной правильностью. Положив в основу своего учения правильную идею о движении Земли, Коперник не мог ещё полностью освободиться от схоластических идей. Он продолжал считать, что планеты могут двигаться только по окружностям и притом равномерно. А так как в действительности планеты движутся по своим орбитам неравномерно, а их орбиты по своей форме отличаются от окружностей, то Копернику пришлось сохранить птоломеевы эпициклы, но не для объяснения петлеобразных движений, а лишь для представления сравнительно небольших неравномерностей в движении планет по их орбитам.
Заслуга в уточнении теории Коперника, обнаружение закономерностей в планетных движениях, принадлежит немецкому астроному Иоганну Кеплеру (1571-1630). В течение полутора лет Кеплер был помощником датского астронома-наблюдателя Тихо Браге (1546-1601), жившего в то время в Праге. Многолетние ряды наблюдений звёзд и планет, произведённые Браге, перешли после его смерти в распоряжение Кеплера. Последний в течение 12 лет плодотворно работал в Праге. Все свои способности Кеплер посвятил поискам подлинных законов движения планет, т.к. ему было ясно, что теория Коперника ещё далека от совершенства. После девятилетних упорных поисков он в 1609г. открыл свои первые два знаменитых закона.
1-й закон: каждая планета движется по эллипсу, причём Солнце находится в одном из фокусов эллипса.
2-й закон: планета движется по эллипсу так, что отрезок прямой, проведённый из Солнца к планете, в равные промежутки времени описывает равные площади. Поэтому движение планеты происходит быстрее, когда она проходит ближайшую к Солнцу часть своей орбиты, и медленнее при своём удалении от Солнца.
Наконец, ещё через 10 лет, в 1619г., Кеплер опубликовал свой 3-й закон, устанавливающий зависимость между периодами обращения планет вокруг Солнца и размерами их орбит:
3-й закон: квадраты времён обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам их средних от него расстояний.
В последовавший затем период дальнейшего накопления капитала, период роста классового сознания буржуазии, период начавшихся со второй половины 17в. буржуазных революций, потребности материальной жизни общества, способствовали дальнейшему и быстрому развитию механики.
В частности, начал развиваться новый раздел механики - небесная механика.
Исаак Ньютон (1643-1727), открывший закон всемирного тяготения, впервые доказал, что причиной движения планет по эллипсам является сила притяжения Солнца. Исходя из сформулированных им законов механики, Ньютон строго математически вычислил, что сила притяжения Солнца убывает пропорционально квадрату расстояния от него. Далее Ньютон показал, что сила притяжения не только обратно пропорциональна квадрату расстояния от притягивающего тела, но и прямо пропорциональна массе этого тела.
Закон всемирного тяготения не только объяснил все особенности в движениях планет, но также и ряд других явлений, как, например, движения комет, особенности движения Луны, приливы и отливы и пр.
Триумфом механики Ньютона явилось открытие в 1845-46гг. независимо двумя астрономами - теоретиками Леверье во Франции и Джоном Адамсом в Англии новой, неизвестной планеты, названной Нептуном. Они нашли эту планету путём вычислений, основываясь на неправильностях в движении другой планеты - Урана, открытой в 1781г.
Развитие астрономии в 18 и 19вв.
Появились научные обсерватории. Были введены различные технические усовершенствования, значительно повышающие точность наблюдений. Эта точность оказалась достаточной для обнаружения в 1718г. т.н. свободных движений звёзд, т.е. изменений их координат на небесной сфере, происходящих от их перемещения в пространстве.
Развивалась новая отрасль астрономии - звёздная астрономия, наука о строении, движении и развитии звёздных систем.
До середины 19в. интересы астрономов по необходимости ограничивались главным образом изучением движения планет и других членов солнечной системы, причём звёзды служили неподвижным фоном. Наблюдения и анализ движений звёзд не носили ещё систематического характера, но уже в конце 18в. были обнаружены взаимные движения двойных звёзд, совершавшиеся в соответствии с законом всемирного тяготения.
В конце 18в. Вильям Гершель показал, что Солнце тоже движется (вместе со всеми планетами) в межзвёздном пространстве в определённом направлении относительно окружающих звёзд. Он же высказал некоторые идеи о строении Млечного Пути.
III. Астрономия в 20в.
Особенно глубокие изменения во взглядах на природу небесных светил и на вопросы их развития произошли в конце 19 и в начале 20вв. Открытия в физике того времени и прежде всего открытия сложного строения атома и его распада привели к разработке новых физических теорий. Эти новые теории заставляли по-новому смотреть на процессы, которые мы наблюдаем на Солнце и на звёздах.
В 1927г. голландский астроном Оорт подтвердил выводы, сделанные в 60-х гг. 19в. русским астрономом М.А. Ковальским. Оорт на основе богатого материала показал, что Галактика вращается, причём вращательное движение происходит параллельно плоскости её наибольшего сечения (экваториальной плоскости). Угловая скорость вращения больше во внутренних частях Галактики и непрерывно падает к краям. На расстоянии, где находится Солнце, период вращения Галактики составляет ок.200 млн. лет.
В 1930г. было окончательно подтверждено, что межзвёздное пространство заполнено разреженной поглощающей материей. Дальнейшее исследование показало, что тёмная материя, состоящая в основном из мельчайшей твёрдой пыли, а отчасти из газов, распределяется преимущественно вдоль экваториальной плоскости Галактики, образуя сравнительно тонкий слой.
Исследованиями советских астрономов было твёрдо установлено, что строение этого слоя в высшей степени неравномерно. Была также найдена общая масса тёмного вещества, по-видимому составляющая сравнительно небольшую массу всей Галактики.
Сгустки тёмного вещества местами проектируются на яркий звёздный фон Млечного Пути в виде более или менее очерченных тёмных пятен, называемых тёмными туманностями. Когда поблизости от сгущения тёмного вещества находится какая-нибудь очень яркая звезда-гигант, то она освещает твёрдые частицы и газ, тогда мы наблюдаем причудливой формы светлую галактическую туманность.
Распределение звёзд внутри Галактики далеко от равномерности. Звёздные сгущения делятся на рассеянные звёздные скопления, шаровые скопления и облака.
Рассеянные скопления представляют собой небольшие группы звёзд, числом от нескольких десятков до нескольких сотен, которые встречаются всегда неподалёку от средней линии Млечного Пути. (Например, группа Плеяд). Шаровые скопления насчитывают в своём составе многие десятки тысяч звёзд и имеют почти правильную форму. Наконец, звёздные облака состоят из многих миллионов звёзд и имеют неправильную форму. (примеры: яркие облака в созвездиях Стрельца, Щита, Лебедя).
Современные данные показывают, что мировое пространство за пределами Галактики не пусто. Ещё в 18в. был открыт целый ряд особых небесных объектов, названных туманностями, т.к. напоминали описанные выше галактические газовые туманности. Однако в отличие от последних, они имели форму правильных эллипсоидов. Часть из них имевшая такую форму и была названа эллиптическими туманностями, другая часть имела форму очень сильно сплющенных двояковыпуклых чечевиц.
В центре таких туманностей наблюдалось плотное сгущение, из противоположных мест которого исходят в противоположных направлениях две ветви, закрученные затем вокруг ядра наподобие спирали => спиральные туманности, они состоят из множества звёзд. Каждая такая туманность аналогична нашей Галактике и находится на расстоянии, измеряющемся многими сотнями и миллионами световых лет.
Галактики за пределами нашей Галактики образуют громадную систему - Метагалактику. В настоящее время мы можем считать, что Метагалактика нам известна до расстояний в 1000 млн. световых лет во все стороны, и пока каких-либо её границ обнаружить не удалось. Бесконечное мировое пространство, возможно, заполнено другими метагалактиками. Бесконечный во времени и в пространстве мир принято называть Вселенной.
Для современной астрономии характерны попытки решения вопросов эволюции Вселенной.
Во 2-й половине 18в. немецкий философ Кант (1755) и французский астроном Лаплас (1796) создали первые гипотезы происхождения солнечной системы, первые космогонические теории. Согласно гипотезе Лапласа, первоначально имелась вращавшаяся газовая туманность, имевшая форму сплющенного с полюсов и уплотнённого к центру сфероида. В силу охлаждения и сжатия угловая скорость вращения возрастала до тех пор, пока под действием центробежной силы с экватора массы не оторвалось газовое кольцо, затем другое, третье и т.д. Каждое кольцо разрывалось на части, которые поглощали одна другую до тех пор, пока наибольшая из них не поглощала остальные... Так, из каждого кольца образовались планеты. Затем с ней повторялись в уменьшенном размере процесс отрыва колец, который привёл к образованию спутников. Оставшаяся в центре масса, сжавшись, образовала Солнце.
Недостатки теории Лапласа:
1) Ещё сам Лаплас указывал, что его теория требует, чтобы все планеты и все спутники двигались непременно в одну и ту же сторону. Между тем, нам известны спутники, а также несколько комет с обратным движением.
2) Распределение т.н. момента количества движения между Солнцем и планетами.
(Если планеты образовались в соответствии с теорией Лапласа, то общая сумма моментов количества движения Солнца и планет должна была бы сохранить ту величину, которую имела туманность до отделения колец).
Отмеченные выше недостатки гипотезы происхождения солнечной системы Лапласа заставили искать новых путей. Одна из теорий, получившая особенно широкое распространение, была разработана англ. учёным Джинсом в 1917г.
Если идеи Канта и Лапласа можно в общем охарактеризовать как идеи внутреннего развития материи без воздействия внешних факторов, то идеи Джинса, наоборот, могут быть охарактеризованы как идеи развития под воздействием внешних сил.
Согласно теории Джинса, планеты образовались в результате близкой встречи Солнца с другой звездой, которая в силу своего притяжения отделила от Солнца часть материи, распавшейся затем на планеты и спутники. Но эта теория имеет свои недостатки.
Джинс является также автором попытки построения теории происхождения звёзд и галактик (1928г.). Согласно этой теории, галактики образуются из первоначального вещества, которое находилось в хаотическом движении, но более или менее равномерно заполняло мировое пространство. Постепенно внутри этой материи образовались сгущения, причём часть из них приобретала устойчивость и сохранялась на долгое время.
Наряду с этими теориями астрономами (советскими) были разработаны другие теории происхождения звёзд и планет. Здесь можно упомянуть исследование (1949г.) "звёздных ассоциаций" астрономами В.А. Амбарцумян и Б.Е. Маркарян (в этих ассоциациях, представляющих собой очень молодые образования, изобилуют двойные, тройные и кратные звёзды, отсюда вывод о происхождении планетных систем исходя из закономерностей развития звёздного мира как целого); теорию О.Ю. Шмидта о происхождении планет основанную на том, что при прохождения Солнца в своём движении по Галактике сквозь облака мелкой пыли, часть её оно захватывает (планеты могли образоваться из частичек этой пыли); теорию В.Г. Фесенкова, в которой важную роль играют ядерные реакции (физика атома).