ખગોળશાસ્ત્ર

પ્રાસ્તાવિક; ખગોળશાસ્ત્રનો ઉદભવ; ખગોલીય ઉપકરણો; ખગોળશાસ્ત્રની આધુનિક શાખાઓ; ખગોળસૃષ્ટિપરિચય; ખગોળશાસ્ત્ર : શોખ તરીકે; વ્યવહારોપયોગી ખગોળશાસ્ત્ર; ખગોળશિક્ષણ અને સંશોધન માટેની ભારતીય સંસ્થાઓ.

પ્રાસ્તાવિક

સૂર્ય, ચંદ્ર, તારકો, ગ્રહો અને બીજા ખગોલીય પિંડોની ગતિ અને પ્રકૃતિના અભ્યાસ વિશેનું શાસ્ત્ર. વિશ્વમાં આવિર્ભાવ પામતાં દ્રવ્ય અને ઊર્જાનું વિજ્ઞાન, તે ખગોળશાસ્ત્ર. ખગોલીય પિંડરૂપી જ્યોતિઓનું વિજ્ઞાન હોવાને કારણે તેને યથાર્થપણે જ્યોતિર્વિજ્ઞાન નામ પણ આપવામાં આવેલું છે. ગણિતશાસ્ત્રીઓ, રસાયણશાસ્ત્રીઓ અને ભૌતિક વિજ્ઞાનીઓના જ્ઞાનરાશિનો ઉપયોગ તો ખગોળશાસ્ત્રીઓ હજારો વર્ષથી કરતા આવ્યા છે; પરંતુ તાજેતરમાં તેમને મળેલ ભૂસ્તરશાસ્ત્રી, હવામાનશાસ્ત્રી અને જીવશાસ્ત્રીઓનો સહકાર પણ ખૂબ ફળદાયી નીવડ્યો છે.

વીસમી સદીના પૂર્વાર્ધ સુધી તો ખગોળશાસ્ત્રીનો મુખ્ય ઝોક અવલોકન ઉપર હતો; પરંતુ અંતરીક્ષયુગના આગમન સાથે ઉપલબ્ધ થયેલા માનવસર્જિત ઉપગ્રહો અને અંતરીક્ષયાનોએ ખગોળશાસ્ત્રીઓને એક એવી તક પૂરી પાડી, જેને કારણે પોતાનાં ઉપકરણો અંતરીક્ષી પ્રયોગશાળા દ્વારા ખગોળમાં મોકલીને, ખગોલીય પિંડનો ખૂબ નજીકથી અભ્યાસ કરી શકે. આમ અંતરીક્ષયુગમાં, ખગોળશાસ્ત્ર માત્ર અવલોકન-આધારિત વિજ્ઞાન ન રહેતાં, પ્રયોગાત્મક વિજ્ઞાન બન્યું છે.

ખગોળશાસ્ત્ર પ્રાચીન વિજ્ઞાનો પૈકીનું એક સુપ્રસિદ્ધ વિજ્ઞાન છે અને નિત્ય નવા જ્ઞાનસંચયથી વધારે ને વધારે સમૃદ્ધ બનતું રહે છે. પ્રાગૈતિહાસિક કાળથી ખગોળશાસ્ત્રીઓ ખગોલીય જ્યોતિપિંડોની ગતિ અને ખગોળમાં તેમનાં સાપેક્ષ સ્થાનનાં અવલોકન નિયમિતપણે લેતા આવ્યા છે, જેનો વિવિધલક્ષી ઉપયોગ સમસ્ત માનવજાતિના હિત માટે થતો રહ્યો છે. તેના મુખ્ય ઉપયોગમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે :

1. સમયમાપન તથા તિથિપત્ર અથવા પંચાંગ(calendar)ની રચના; 2. ગ્રહણોની આગાહી; 3. વ્યક્તિ અને/અથવા સમષ્ટિ વિશેનું ભવિષ્યકથન; 4. ખેતરવાવણીના સમય નક્કી કરવા; 5. યાત્રા-દિશા તેમજ નૌકાનયન. ખગોળશાસ્ત્રના રોજબરોજના વ્યાવહારિક પ્રશ્નો ઉકેલવા માટેના સિદ્ધાંતો અને પદ્ધતિઓ ઘણા સમય પૂર્વે નિશ્ચિત થયાં હતાં. અત્યાધુનિક સમયની વધારે ચોકસાઈ-વિષયક માગણીઓને સંતોષવા માટે ટૅકનિક અને ઉપકરણોની સૂક્ષ્મતામાં જરૂરી વધારા થવા છતાં, વ્યાવહારિક ખગોળશાસ્ત્રના આ ઉદ્દેશોમાં તાજેતરમાં ખાસ કંઈ ફેરફાર થયો નથી.

રોજિંદાં ખગોલીય અવલોકનોનો કાર્યભાર સામાન્ય રીતે રાષ્ટ્રીય વેધશાળાના ટૅકનિકલ (વૈજ્ઞાનિક) કર્મચારીઓ સંભાળે છે, જ્યારે ખગોળશાસ્ત્રીઓ વિશ્વની સંરચનાવિષયક સૈદ્ધાન્તિક અને/અથવા પ્રયોગાત્મક અભ્યાસમાં વ્યસ્ત રહે છે. યુનિવર્સિટીઓ અને સરકાર-સ્થાપિત વેધશાળાઓમાં અદ્યતન ઉપકરણો વડે વ્યાવસાયિક ખગોળશાસ્ત્રીઓ પોતપોતાના સંશોધનક્ષેત્રે કાર્યરત રહે છે; પરંતુ એક મુદ્દા ઉપર ખગોળશાસ્ત્ર અન્ય વિજ્ઞાનોથી જુદું પડે છે. ખગોળશાસ્ત્ર એક એવું આધુનિક વિજ્ઞાન છે જેમાં હજારો ખગોળશોખીનો (amateur astronomers) પણ નિયમિત રૂપે પોતાનો નોંધપાત્ર ફાળો આપતા રહે છે. રૂપવિકારી તારકોની તેજસ્વિતામાં થતા ફેરફારો, નોવા/સુપરનોવા વિસ્ફોટ, માનવસર્જિત ઉપગ્રહની ભ્રમણકક્ષા, ઉલ્કા, ધૂમકેતુઓ, સૂર્યકલંકો તેમજ સૌર જ્વાળાઓ, ધ્રુવપ્રકાશ જેવી ઘટનાઓ અને ચંદ્ર તથા ગ્રહોનાં બિંબ ઉપર થતા ફેરફારોની ખગોળપ્રેમીઓએ કરેલી વ્યવસ્થિત નોંધ પણ ખગોળશાસ્ત્રમાં એક અતિ મહત્વનું પ્રદાન છે.

ખગોળશાસ્ત્રનું વિજ્ઞાન તરીકે મૂલ્યાંકન : કોઈ કુદરતી ઘટના અથવા તેની લાક્ષણિકતા કે વિશિષ્ટ પરિમાણ અંગે એકત્રિત કરવામાં આવેલી માહિતી(data)ના સંચય માત્રને વિજ્ઞાન કહી શકાય નહિ. કુદરતને સમજવા માટે તેમજ તે કેવી રીતે વર્તે છે તે જાણવા માટેના પદ્ધતિસરના પ્રયાસો અને તેમની હકીકત-આધારિત ચકાસણી એ વિજ્ઞાન છે. વૈજ્ઞાનિક પરિકલ્પના(hypothesis)નાં વિવિધ અંગોને ચકાસી જોઈને તેના ખરાપણા વિશે ખાતરી કર્યા બાદ તેમના અન્યોન્ય અવિરોધીપણાની ચકાસણીમાં તારવેલાં ‘અંગો’ની વ્યવસ્થિત ગૂંથણી દ્વારા સિદ્ધાંત (theory) ઉદભવે છે. વિજ્ઞાન એક એવી વિશિષ્ટ પદ્ધતિ છે જે સ્વયં સુસંગતપણે કુદરતને સંપૂર્ણ સમજાવે છે. સાચી વૈજ્ઞાનિક પરિકલ્પના તેને કહેવાય જેના વડે કોઈ વિશિષ્ટ ઘટના કે પ્રયોગના પરિણામને સંગતપણે સમજી શકાય તથા કોઈ પણ અવલોકન કે પ્રયોગનું ઉલ્લંઘન કર્યા વગર હકીકતનું હસ્તામલકવત્ વિવરણ મળતું હોય. જે પરિકલ્પનાને કસોટીની એરણ ઉપર ચકાસી શકાય નહિ તેને વૈજ્ઞાનિક પરિકલ્પના કહેવાય નહિ. જેમ જેમ કસોટી દ્વારા વધારે ને વધારે ચકાસણી થાય તેમ તેમ વૈજ્ઞાનિક પરિકલ્પના વધારે ને વધારે રૂઢ અને વધુ શ્રદ્ધેય બનતી જાય છે. પ્રત્યેક સાચા વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાન્તે જે ક્ષેત્રને માટે તેનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હોય તે ક્ષેત્રવિષયક બધી જ ઘટનાઓને કાર્યકારણની સમજૂતી આપવા સાથે, સંતોષકારક રીતે સમજાવવી જરૂરી છે. સંભવત: ભવિષ્યમાં તે કોઈ તદ્વિષયક અવલોકનને સમજાવવા માટે અસમર્થ બને તો તેવા વિશિષ્ટ સંજોગોને માટે આના કરતાં વધારે વ્યાપ્ત એવા વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાન્તની આવશ્યકતા જણાય. દાખલા તરીકે કોઈ પદાર્થનો વેગ, પ્રકાશના વેગની સાથે સરખાવી શકાય તેટલી માત્રાનો બને ત્યારે ન્યૂટને રજૂ કરેલ યાંત્રિકી (mechanics) પર્યાપ્ત નથી; પરંતુ આઇન્સ્ટાઇનનો સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત વાપરવો વધુ ઉચિત જણાય છે. સામાન્ય રોજિંદા વ્યવહારમાં જોવા મળતા પદાર્થના વેગમાન માટે ન્યૂટન યાંત્રિકી વાપરવી પર્યાપ્ત છે.

વાસ્તવમાં કેટલાક સિદ્ધાંતો સત્યની ખૂબ નજીક આવે છે, જેમ કે ગ્રહણો અંગેની આપણી સ્વીકૃત સમજૂતી. તદુપરાંત આપણે ઘણા સિદ્ધાંતોને સત્ય માનીએ છીએ; જેમ કે, પૃથ્વીનું ધરીભ્રમણ અને કક્ષાભ્રમણ. ન્યૂટનના સિદ્ધાંત અનુસાર પૃથ્વીની ગતિને હકીકત માનવી પડે છે. ન્યૂટન-સ્થાપિત સિદ્ધાંત ઘણીબધી ઘટનાઓને સુસંગતપણે સમજાવી શકે છે. ન્યૂટનનો સિદ્ધાંત જ આધુનિક ટૅક્નૉલૉજીનો પાયો છે. વિજ્ઞાનના જે નિયમો આપણે સમજ્યા છીએ (જેમ કે, સંવેગ-સંરક્ષણ અને ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના નિયમો) તેને આધારે આપણે કહી શકીએ કે અમુક ઘટનાનું બનવું કે પરિસ્થિતિનું સર્જન થવું અશક્ય છે. દાખલા તરીકે, કોઈ પદાર્થનો વેગ પ્રકાશના વેગ કરતાં વધારે થવો, ધૂમકેતુ અથડાતાં પૃથ્વીનું ધરીભ્રમણ ક્ષણિક રોકાઈ જવું, સૂર્યના અંતરાલમાં પોલાણ હોવું અને ત્યાં શીતળતા હોવી વગેરે. તેવી જ રીતે આ વિજ્ઞાન આપણને કુદરતની કામગીરી અને કાર્યશૈલી સમજવા માટેની ર્દષ્ટિ આપે છે જેને કારણે આપણે જાણીએ છીએ કે અમુક વસ્તુઓ બનવી શક્ય છે; એટલું જ નહિ; પરંતુ તે બની ચૂકી છે. દાખલા તરીકે, અવકાશયાત્રીઓની ચંદ્રયાત્રા, અંતરીક્ષમાં ફરતી વેધશાળાઓ અને અવલોકનમથકો વગેરે. મંગળ ઉપર સમાનવ અંતરીક્ષયાનનું સુરક્ષિત ઉતરાણ અને પરત આવવું – એ આવા કાર્યક્રમનો હવે પછીનો તબક્કો છે.

અંતરીક્ષ ખગોળશાસ્ત્ર એ ખગોળશાસ્ત્રની એક પ્રશાખા છે. તાજેતરમાં વિકસેલી અનેક પ્રશાખાઓને કારણે જ્યોતિર્વિજ્ઞાને અનેક વિદ્યાશાખા સાથે સંકલન સ્થાપિત કર્યું છે અને ફળસ્વરૂપે ગઈ કાલની સંભવિત પરિકલ્પનાઓ આજની સ્વીકૃત હકીકતો બની છે. સર્વાંગસત્ય કદી અન્ય સત્યનું ઉલ્લંઘન કરતું નથી. તે રીતે ખગોળશાસ્ત્રનો કોઈ પણ સ્વીકૃત સિદ્ધાંત અન્ય કોઈ વિજ્ઞાને સ્થાપેલા સિદ્ધાંતનું ઉલ્લંઘન કરતો નથી; પરંતુ તેને પુષ્ટિ આપે છે.

ખગોલીય વિશ્વ : વિરાટ અને વયાતીત : વિશ્વ એક અતિ ભવ્ય અને જટિલ રચના છે, જેનું સીમાંકન થઈ ન શકે તેટલું વિરાટ છે. વિશ્વની વિરાટતાનો પરિચય આપવા માટે પૃથ્વીથી શરૂ કરીને ક્રમશ: આગળ જઈએ. પૃથ્વી ગોલક જેવી છે, જેનો વ્યાસ આશરે 13,000 કિમી. છે. પ્રકાશનો વેગ 3 લાખ કિમી./સેકન્ડ છે. તેથી એક સેકન્ડમાં પ્રકાશ પૃથ્વીની ફરતે આશરે 7 પરિભ્રમણ પૂરાં કરી શકે છે, જે અંતર વિમાનનો પ્રવાસી આશરે 2 દિવસમાં અને અંતરીક્ષયાત્રી આશરે 100 મિનિટમાં કાપી શકે. પૃથ્વી નજીકનો ખગોલીય પાડોશી ચંદ્ર (વ્યાસ ~3,500 કિમી.) લગભગ 3,84,000 કિમી. દૂર આવેલો છે જે અંતર કાપતાં પ્રકાશને લગભગ 1.3 સેકન્ડ જેટલો સમય લાગે છે. પૃથ્વી-ચંદ્ર-અંતર ચંદ્રના વ્યાસ કરતાં આશરે 110 ગણું છે. સૂર્યમંડળનો સૌથી મોટો ગ્રહ ગુરુ, સૂર્યથી લગભગ 75 કરોડ કિમી. અંતરે રહીને સૂર્યની આસપાસ આશરે 11 વર્ષ 10 માસ જેટલા સમયમાં એક પરિભ્રમણ પૂરું કરે છે. ગુરુનો વ્યાસ પૃથ્વીના કરતાં 10 ગણો મોટો; પરંતુ સૂર્ય કરતાં 10 ગણો નાનો છે. સૂર્યપ્રકાશને ગુરુ સુધી પહોંચતાં આશરે 40 મિનિટ જેટલો સમય લાગે છે. સૂર્યમંડળનો નવમો ગ્રહ પ્લૂટો, સૂર્યથી સરેરાશ 6 અબજ (6 x 10⁹) કિમી. અંતરે રહીને પરિભ્રમણ કરે છે. સૂર્યપ્રકાશને ત્યાં પહોંચતાં લગભગ 5 કલાક 30 મિનિટ જેટલો સમય લાગે છે. સૂર્ય પોતે એક સામાન્ય તારક છે જેનો વ્યાસ લગભગ 13 લાખ 92 હજાર કિમી. છે. સૂર્ય-પૃથ્વી સરેરાશ અંતર 14 કરોડ 96 લાખ કિમી. હોઈ, અંતર અને વ્યાસનો ગુણોત્તર લગભગ 107 જેટલો છે.

સૂર્યમંડળમાંનાં અંતરો દર્શાવવા માટે પૃથ્વી-સૂર્ય-અંતરને એકમ તરીકે લેવામાં આવે છે. તેને ખગોલીય એકમ (astronomical unit, AU) કહે છે. (1 AU = 14 કરોડ 96 લાખ કિમી.). સૂર્ય-ગુરુ-અંતર લગભગ 5 AU, સૂર્ય-પ્લૂટો-અંતર લગભગ 40 AU છે, જ્યારે સૂર્યમંડળથી સૌથી નજીકનો પાડોશી તારક ‘પ્રોક્સિમા સેન્ટૉરી’ – સમીપ-નરાશ્વ 3,00,000 AU અંતરે આવેલો છે. એક સૌર વર્ષની કુલ સેકન્ડ 3 કરોડ 15 લાખ 60 હજાર જેટલી છે. તેથી 3 લાખ કિમી./ સેકન્ડના વેગથી ગતિ કરતો પ્રકાશ એક વર્ષમાં 9.46 x 10¹² કિમી. અંતર કાપે છે, જેને 1 પ્રકાશવર્ષ (પ્ર.વ.) light year, (l.y.) કહે છે. તારકો વચ્ચેનાં અંતર દર્શાવવા માટે પ્ર.વ. એક ઉપયોગી એકમ છે. સમીપ-નરાશ્વનું અંતર 4.3 પ્ર.વ. (41 x 10¹² કિમી.) છે. પ્ર.વ. જેવો જ બીજો ઉપયોગી એકમ ‘પાર્સેક’ (parsec = વિકળા લંબ, ટૂંકમાં pc) છે; પાર્સેક એટલે એવું અંતર જ્યાંથી 1 ખગોલીય એકમ (AU), 1 વિકળા (second of arc) જેટલો લંબનકોણ રચે છે. (1 pc = 3.26 પ્ર.વ. = 30.8 x 10¹² કિમી.) સમીપ નરાશ્વનું સૂર્યથી પાર્સેકમાં અંતર 1.31 Pc છે, જ્યારે જય (α – centaur)નું અંતર 1.33 pc (4.336 પ્ર.વ.) છે.

આકાશગંગા કે મંદાકિની નિહારિકા (તારાવિશ્વ) ચપટી તકતી જેવી જણાય છે જેનો વ્યાસ લગભગ 10⁵ પ્ર.વ. છે અને આપણું સૂર્યમંડળ તારાવિશ્વ-કેન્દ્રથી લગભગ 30 હજાર પ્ર.વ. દૂર આવેલું છે. તારાવિશ્વમાં આશરે 10¹¹ તારકો છે. આપણી તારાવિશ્વની નજીકમાં આવેલી દેવયાની (Andromeda) તારાવિશ્વ સર્પિલ પ્રકારની છે, તેનો વ્યાસ 2 x 10⁵ પ્ર.વ., અંતર 22 x 10⁵ પ્ર.વ. અને તેમાં લગભગ 3 x 10¹¹ તારકો આવેલા છે. સૌથી દૂર દેખાયેલો ક્વાસાર, 1.8 x 10¹⁰ પ્ર.વ. અંતરે આવેલો છે. પૃથ્વી ઉપરથી જોતાં પૃથ્વીસ્થિત ટેલિસ્કોપને ર્દષ્ટિમર્યાદા છે, જ્યારે વિશ્વની વાસ્તવિક સીમા તો તેનાથી પણ ખૂબ દૂર આવેલી છે. તેથી કહી શકાય કે વિશ્વનો વિસ્તાર અસીમ છે.

વિશ્વના વ્યાપની જેમ જ તેની વયના આંકડા પણ ઘણાબધા મોટા છે. પૃથ્વી તથા ઉલ્કાના ખડકોની વય 5 x 10⁹ વર્ષ છે, જ્યારે તારકોની વય 10⁶ અને 10¹⁰ વર્ષની વચ્ચે અંદાજવામાં આવેલી છે. વિશ્વની વયનો અંદાજ (10થી 20) x 10⁹ વર્ષનો છે. આમ ખગોલીય વિશ્વ વિરાટ તો છે જ, તદુપરાંત તેની વયગણનામાં, કરોડ (107) અને અબજ (10⁹) વર્ષના એકમ વાપરવા પડે છે.

ખગોળશાસ્ત્રનો ઉદભવ

ખગોળશાસ્ત્ર એક પ્રાચીન શાસ્ત્ર છે. એની શરૂઆત ક્યાં, ક્યારે અને કોણે કરી અથવા તો કઈ પ્રાચીન પ્રજાએ કરી તે અંગે કશું નિશ્ચયાત્મક કહેવું મુશ્કેલ છે; પરંતુ એટલું ખરું કે આ શાસ્ત્ર ઓછામાં ઓછું પાંચેક હજાર વર્ષ પુરાણું તો છે જ. માનવી લખતાંવાંચતાં શીખ્યો તે પૂર્વે એની કથા શરૂ થાય છે. હકીકતે, આકાશનિરીક્ષણનો આરંભ તો, સંસ્કૃતિનિર્માણ પહેલાં જ થઈ ચૂક્યો હતો.

આદિમાનવ કે પ્રાગૈતિહાસિક માનવ રખડુ જીવન ગાળતો ત્યારે એને અમુક આકાશી તારાઓ કે ઊગતો અને આથમતો સૂર્ય તથા અમુક અંશે ચંદ્ર, દિશા અંગે માર્ગદર્શન પૂરું પાડતા. આમ દિશાજ્ઞાન માટે આકાશી પિંડોની ગતિવિધિઓનું નિરીક્ષણ શરૂ થયું. પણ એ વખતે એને આ પિંડો શું છે તેની ખાસ સમજ ન હતી. પછી અગ્નિની શોધ થઈ અને આદિમાનવે વિચાર્યું કે સૂર્ય પણ અગ્નિની જેમ ગરમી આપે છે, અજવાળું આપે છે, એટલે એ પણ અગ્નિનો ગોળો હોવો જોઈએ. ચકમક ઘસતાં અગ્નિના તણખા ઝરતા જોઈને તેણે નિબિડ અંધકારમાં ચમકતા તારાઓને પણ અગ્નિકણો માન્યા હશે. તો વળી ક્યારેક થતી ઉલ્કાવર્ષા જોઈને એણે વિચાર્યું હશે કે તારારૂપી અગ્નિકણો પૃથ્વી પર વરસે છે. ધૂમકેતુઓ જેવા આકાશી પિંડો અથવા અમુક ખગોલીય ઘટનાઓ જોઈને એ ભયભીત પણ થયો હશે. આમ આકાશી નિરીક્ષણે એની કુતૂહલવૃત્તિને ઉત્તેજી હશે.

કાળે કરી માનવ, વનસ્પતિનું ખોરાક તરીકે મહત્વ સમજ્યો હશે અને એને કારણે ધીરે ધીરે ખેતી કરતો થયો હશે. ખેતી માટે વરસાદનું મહત્વ સમજાયું હશે. ક્યારે વર્ષાનું આગમન થશે અથવા તો ક્યારે ઋતુપરિવર્તન થવાનું છે, ક્યારે જૂનું વર્ષ સમાપ્ત થઈને નવાનો આરંભ થવાનો છે વગેરે જાણકારી એને માટે અનિવાર્ય બની રહી હશે. ઋતુઓ આવર્તક હોય, તો એ માટે ગણિત પણ જરૂરી જણાયું હશે; પરંતુ કાળને કોઈ મર્યાદા નથી. એનું યોગ્ય માપન કરવાની પદ્ધતિ ન હોય તો નિરવધિ કાળમાં આ બધું જાણવું મુશ્કેલ બની જાય. ટૂંકમાં, દિવસ અને રાત, પક્ષ અને માસ તેમજ ઋતુ અને વર્ષ જેવાં કાળનાં મુખ્ય અંગોની જાણકારી કૃષિ-નિર્ભર પ્રજા માટે જરૂરી બની ગઈ. આ બધી જાણકારી અથવા તો સમયના એકમોની જાણકારી આકાશી પિંડોના અભ્યાસથી મળી. આ રીતે દિશાજ્ઞાન અને સમયજ્ઞાન જેવી બે મહત્વની બાબતો આદિમાનવે અવકાશી પિંડોના અવલોકનથી મેળવી.

એ પછી નદીઓના કાંપવાળા ફળદ્રૂપ પ્રદેશોમાં આદિમાનવે સ્થાયી વસવાટ કરવા માંડ્યો. દુનિયામાં આ રીતે અમુક નદીઓને કાંઠે સંસ્કૃતિનું પારણું બંધાયું. આજના ઇરાકમાં આવેલી યુફ્રેટિસ અને ટાઇગ્રિસ નદીઓ વચ્ચેના મેસોપોટેમિયા તરીકે ઓળખાતા પ્રદેશમાં વિવિધ કાળે વિવિધ સંસ્કૃતિઓ વિકસી. તેવી રીતે, પુરાણા ઇજિપ્તની નાઇલ નદીને કાંઠે મિસર-સંસ્કૃતિ વિકસી, તો ભારતમાં સિંધુ નદીને કિનારે અને ચીનમાં પણ નદીકાંઠે ઉચ્ચતમ સંસ્કૃતિઓ વિકસી. ઠીક ઠીક સદીઓ બાદ મધ્ય અમેરિકા અને દક્ષિણ અમેરિકાના ઉત્તર ભાગમાં પણ કેટલીક સંસ્કૃતિઓ વિકસી. આ ઉપરાંત દુનિયાના અન્ય પ્રદેશમાં પણ કેટલીક સંસ્કૃતિઓ પાંગરી. ઈ. પૂ. આશરે 2500થી ઈ. પૂ. 2300માં ઇજિપ્ત, બૅબિલોન (મેસોપોટેમિયા), ભારત અને ચીનમાં ખગોળનો પદ્ધતિસરનો અભ્યાસ ચાલુ થવાની સાબિતીઓ પ્રાપ્ત થઈ છે.

આ સંસ્કૃતિઓના વિકાસની સાથે સાથે એમની અમુક ધાર્મિક ક્રિયાઓ પણ વિકસતી ગઈ. અમુક પ્રજા, દા.ત., ભારતીય પ્રાચીન પ્રજા યા આર્યો અમુક યજ્ઞો કરતા. એની વેદીનું સ્થાન મંડપની અમુક ચોક્કસ દિશામાં જ રાખવાનો આગ્રહ રખાતો. તો વળી, અમુક વિધિઓ અથવા યજ્ઞો એક કે એકથી વધુ દિવસ ચાલતા, કોઈક અમુક માસ કે એકાદ વર્ષ ચાલતા તો વળી કોઈક પાંચ વર્ષ સુધી ચાલતા. આ બધા માટે સમયની અવધિ જાણવી જરૂરી હતી; પરંતુ, મોટા ભાગની પ્રજા આવું કશું સમજતી ન હતી એટલે જરૂરી સમયોનું જ્ઞાન પ્રજાની અમુક વ્યક્તિઓના હાથમાં રહેતું હતું. આ વ્યક્તિઓ એટલે ધર્મગુરુઓ, ઋત્વિજો કે પુરોહિતો. આ લોકો માટે આકાશ-નિરીક્ષણ અગત્યનું બની રહ્યું. ગ્રહણો જેવી અમુક ખગોલીય ઘટનાઓની આગાહી કરવાની ધર્મગુરુઓની ક્ષમતાને કારણે સમાજમાં તેમજ શાસકો ઉપર એમનો પ્રભાવ વધ્યો અને કેટલાક ધર્મગુરુઓને રાજજ્યોતિષીઓનો દરજ્જો મળ્યો. ધર્મગુરુઓ માનતા કે જે શક્તિ આકાશી પિંડો પર આધિપત્ય જમાવે છે તે જ શક્તિ પૃથ્વી પર બનતા બનાવો ઉપર પણ આધિપત્ય ધરાવે છે. આમ કાળે કરી, આવી માન્યતા કે ઉટપટાંગ કલ્પનામાંથી ખગોળવિજ્ઞાન અને ગણિતની સાથે સાથે ભવિષ્ય ભાખતા શાસ્ત્ર ફલજ્યોતિષનો પણ જન્મ થયો.

ટૂંકમાં, પ્રાચીન પ્રજાઓને આકાશ-નિરીક્ષણ યા ખગોળજ્ઞાનની જરૂર મુખ્યત્વે આ ત્રણેક કારણે પડતી હોવાનું માની શકાય : (1) મુસાફરી દરમિયાન દિશા જાણવા, (2) વરસાદના તેમજ અન્ય ઋતુના આરંભ તેમજ અંત જાણી ખેતીનું સમયપત્રક બનાવવા, અને (3) વિવિધ યજ્ઞોના આરંભ તેમજ સમાપ્તિકાળ નિર્ધારિત કરવા માટે.

ઉપરની ત્રણ બાબતો પૈકી પહેલી બાબત દિશાજ્ઞાન સાથે સીધી રીતે સંકળાયેલી છે, જ્યારે બીજી અને ત્રીજી બાબત સમય જ્ઞાન સાથે પંચાંગસ્વરૂપે સંકળાયેલી છે. આ ઉપરાંત, યજ્ઞવેદીઓના નિર્માણમાં એમની ચોક્કસ દિશા જાણવા, ગ્રહણો વગેરેની આગાહી કરવા, વ્યક્તિગત અથવા સમાજનું ભવિષ્યકથન કરવા જેવાં અન્ય ગૌણ કારણો પણ ખગોળવિકાસ માટે કલ્પી શકાય. આમ, દિશાજ્ઞાન અને સમયજ્ઞાન ઉપર ખગોળજ્ઞાનનો જે પાયો નંખાયો તે ધીરે ધીરે વિકસતો રહ્યો અને નિરીક્ષણો દ્વારા પ્રાપ્ત થયેલું ખગોળજ્ઞાન ખગોળશાસ્ત્રમાં પલટાવા લાગ્યું. ક્રમે ક્રમે તે વ્યવસ્થિત બની આખરે ખગોળવિજ્ઞાનમાં પરિણમ્યું. તેનો યશ મેસોપોટેમિયા (સુમેર, બૅબિલોન, ખાલ્ડિયા વગેરે), ઇજિપ્ત, ચીન અને ભારત એમ પ્રાચીન જમાનાના ચાર દેશોને ફાળે જાય છે.

આ તબક્કે ઇંગ્લૅન્ડ, ફ્રાન્સ તથા કેટલાંક અન્ય સ્થળોએ જોવા મળતી વિશાળ પાષાણોની રચનાઓનો ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ. ‘સ્ટોનહેન્જ’ (stonehenge) તરીકે ઓળખાતી વિવિધ આકારની આ સંરચનાઓ કોણે બાંધી, ક્યારે બાંધી અને શા માટે બાંધી તે હજીય ચર્ચાનો વિષય છે; પરંતુ કેટલાકના મતે ગ્રહણોની આગાહી કરવા, સૂર્યચંદ્રની ગતિઓ જાણવા, ઋતુઓના નિર્ધારણ વગેરે અન્ય ખગોલીય પ્રવૃત્તિઓ માટે એનો ઉપયોગ થતો હોવાનું જણાય છે. આ પ્રાચીન (પ્રાગૈતિહાસિક કે નવ-પ્રસ્તર અથવા કાંસ્ય) કાળની વેધશાળાઓનું ખગોળની પ્રગતિમાં ભલે કોઈ મહત્વ ન હોય; પરંતુ એનો ઉલ્લેખ ઐતિહાસિક ર્દષ્ટિ પૂરતો પણ અહીં કરવો ઉચિત છે.

દુનિયાની લગભગ તમામ પ્રાચીન પ્રજાઓએ બ્રહ્માંડ તથા પૃથ્વી અંગે કલ્પનાઓ કરી છે. તેવી જ રીતે, પોતપોતાની રીતે દિવસ, મહિના અને વર્ષના સમય-એકમો પણ વિકસાવેલા છે. સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્તમાંથી જ સહુ પ્રથમ દિવસરાતનો એકમ મળ્યો. પછી એથી વધુ લાંબા સમય-એકમની જરૂરિયાત ઊભી થતાં ચંદ્રની કળાઓની નિયમિત વધઘટ પર ધ્યાન અપાયું. એમણે જોયું કે ચંદ્રની વધઘટ પુનરાવર્તી છે. વળી, એક પૂનમથી બીજી પૂનમ કે એક અમાસથી બીજી અમાસ વચ્ચેનો સમયગાળો પણ એકસરખો જ રહે છે તેની પણ નોંધ લીધી. આમ માસ(મહિના)નો અવધિ નક્કી થયો. ‘માસ’ શબ્દનો એક અર્થ છે : ‘ચંદ્ર’. ‘પૂર્ણમાસી’ શબ્દનો અર્થ છે : ‘પૂર્ણચંદ્ર’ (પૂનમ). સંભવત: બધી પ્રાચીન પ્રજાઓનું પંચાંગ ચંદ્ર-આધારિત હતું. પછી તેમણે જોયું હશે કે દિવસના જેમ પ્રકાશ (દહાડો) અને અંધકાર (રાત) એવા બે વિભાગ છે તેમ માસના પણ કૃષ્ણપક્ષ અને શુક્લપક્ષ એવા બે સ્વાભાવિક વિભાગ છે અને આ રીતે, પખવાડિયાનો એકમ મળ્યો હશે.

તેમણે શોધી કાઢ્યું કે એક અમાસથી બીજી અમાસ દરમિયાન સૂર્યનો ત્રીસ વખત ઉદયાસ્ત થાય છે. આથી બંને વચ્ચેનો સંબંધ પ્રસ્થાપિત કર્યો હશે. ચંદ્રનો ગતિકાળ કે ભ્રમણકાળ નક્કી થઈ જવાથી ઋતુપરિવર્તનનો હિસાબ રાખવો બહુ સરળ થઈ ગયો; જેમ કે, એક શિયાળો વીતી ગયા પછી બીજો શિયાળો આવે ત્યાં સુધી કેટલી વાર સૂર્યનો ઉદયાસ્ત થાય છે, એનો હિસાબ રાખવો વધુ સરળ છે. આ રીતે ક્રમશ: પ્રાચીન કૃષિ-નિર્ભર પ્રજાએ સૌપ્રથમ દિવસ, પખવાડિયું, મહિનો અને વર્ષ જેવા સમયના એકમોનો ખ્યાલ મેળવ્યો હશે.

સવારે ક્ષિતિજથી ઉપર ઊગતો સૂર્ય ઊગીને માથે આવે ત્યારે મધ્યાહન થાય, અને પછી પશ્ચિમે ઢળતો ઢળતો ક્ષિતિજની વધુ પાસે જતો જાય ત્યારે સાંજ પડે. આવા નિરીક્ષણે ક્ષિતિજથી સૂર્યની ઊંચાઈ એટલે કે ઉન્નતાંશનું મહત્વ સમજાવ્યું હશે. આમાંથી કાળે કરી ક્ષિતિજથી સૂર્યની ઊંચાઈને માપીને દિવસના કલાક જેવા એકમો મેળવવામાં આવ્યા હશે. આ પ્રયત્નોમાંથી જ આગળ જતાં છાયાયંત્ર યા ધૂપઘડી કે છાયાશંકુ જેવાં સમયમાપક ઉપકરણો અસ્તિત્વમાં આવ્યાં હશે.

પ્રારંભિક ખગોળ : પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓમાં ખગોળનો પાયો અને ખગોળનો વિકાસ : મેસોપોટેમિયા (બૅબિલોન) અને મિસર(ઇજિપ્ત)માં ઈ. પૂ. 2500થી પણ પહેલાં ખગોળપ્રવૃત્તિઓનો આરંભ થઈ ચૂક્યો હતો અને ખગોલીય પિંડો-આધારિત પંચાંગો તૈયાર કરવામાં આવ્યાં હતાં. પ્રાચીન મેસોપોટેમિયામાંના પ્રત્યેક મુખ્ય કેન્દ્રમાં ઈંટો વડે બનાવેલી ઊંચી ઇમારતો આવેલી હતી. આ મિનારા ‘ઝિગુરત’ તરીકે ઓળખાતા હતા. આવી એક જાણીતી ઇમારત બૅબિલોન ખાતે આવેલી હતી, જે ‘ટાવર ઑવ્ બેબલ’ તરીકે ઓળખાતી. આ ઊંચી ઇમારતો ધાર્મિક વિધિઓ કે પૂજાપાઠ માટેનાં માત્ર મંદિરો જ નહિ, ખગોળનિરીક્ષણો માટેની એમની વેધશાળાઓ પણ હતી. આ ઇમારતો આજે તો નામશેષ થઈ છે; પરંતુ મિસરના લોકોએ બાંધેલા પિરામિડ બચ્યા છે. કેટલાક સંશોધકોના મતે પિરામિડ બાંધવા પાછળ એક ઉદ્દેશ્ય તારાઓની ગતિ – ખાસ કરીને ધ્રુવતારાની સ્થિતિ જાણવાનો પણ હતો.

બૅબિલોનવાસીઓના પંચાંગમાં 30 દિવસનો એક મહિનો અને 12 મહિના અથવા 360 દિવસનું એક વર્ષ હતું. આજે આપણે જાણીએ છીએ કે પૃથ્વીને સૂર્યની આજુબાજુની એક પ્રદક્ષિણા પૂરી કરતાં જે સમય લાગે છે તે વર્ષ છે. આ પરિક્રમાને કારણે ઋતુપરિવર્તન જોવા મળે છે. આપણું વ્યવહારનું વર્ષ ઋતુવર્ષ કે સાયનવર્ષ નામથી ઓળખાય છે. એ વર્ષની લંબાઈ બૅબિલોનવાસીઓએ માનેલી 360 દિવસની નહિ પણ આશરે 365 ¼ દિવસની છે. જરા ચોકસાઈથી કહીએ તો એની વાસ્તવિક લંબાઈ 365.24219 દિવસની છે. ચંદ્રની ગતિ યા ભ્રમણકાળ અનુસાર જો વર્ષનો હિસાબ રાખવો હોય તો કેટલાંક વર્ષો બાદ અનુભવાશે કે ઋતુઓના આગમનના સમય અનિયમિતપણે આગળપાછળ થાય છે. 360 દિવસના વર્ષની અવધિમાં તેનો તાળો મળશે નહિ. આ રીતે, ચંદ્રના બાર માસના વર્ષનો ઋતુવર્ષ સાથે મેળ ખાશે નહિ. મુશ્કેલી ઊભી કરનારી આવી વિસંવાદિતાથી પ્રાચીન બૅબિલોનવાસીઓ પહેલેથી જ પરિચિત હતા. સૌર માસની સાથે ચાંદ્ર માસ(lunation)ની આવી અસંગતિને દૂર કરવા માટે એમણે કેટલાંક વર્ષના ગાળે એક-એક વધારાના માસની યુક્તિ વિચારી કાઢી. તદનુસાર વચ્ચે વચ્ચે 13 મહિનાની પદ્ધતિ અમલમાં મૂકી. તેને ‘અધિક માસ’ કે ‘મલ માસ’ કહે છે. આ રીતે, આ પ્રજાનું પંચાંગ સૌર-ચંદ્ર પંચાંગ બન્યું. કયા વર્ષમાં વધારાનો મહિનો મૂકવો એનો નિર્ણય રાજપુરોહિતોની સલાહથી, રાજા પોતે જ જાહેર કરતા.

બૅબિલોનવાસીઓએ સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણો દ્વારા એક ચાંદ્ર માસમાં કેટલા દિવસ હોય એનો આંકડો પણ મેળવ્યો, જે આધુનિક આંકડા સાથે ઘણું સામ્ય ધરાવે છે; જેમ કે, ઈ. પૂ. 500માં નબરિયાન્નૂ અને ઈ. પૂ. 383માં કિદિન્નૂ નામના બૅબિલોનના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ ચાંદ્ર માસના મેળવેલા આંકડા અનુક્રમે 29.530614 અને 29.530594 દિવસ છે, જ્યારે આધુનિક ચાંદ્ર માસમાં દિવસોનો આ આંકડો 29.530596 જેટલો છે. તદુપરાંત, આજે જેને આપણે ઈ. પૂ. પાંચમી સદીમાં થઈ ગયેલા ગ્રીક ખગોળશાસ્ત્રી મેટનની શોધ પરથી ‘મિટન-ચક્ર’ (Metonic cycle) તરીકે ઓળખીએ છીએ તેનો એટલે કે 19 વર્ષના ચાંદ્ર-સૌર ચક્રનો પણ આ લોકોને ખ્યાલ હતો. 19 વર્ષની આ અવધિ (અર્થાત્ 6,939 દિવસો કે જે દરમિયાન 235 ચાંદ્ર માસ આવી જાય છે.) બાદ ચંદ્રની કળાઓનું અગાઉની જેમ જ એટલે કે એ જ માસના, એ જ દિવસોમાં પુનરાવર્તન થતું જોવા મળે છે. આની મદદથી ગ્રહણોની આગાહી કરવામાં સરળતા રહે છે. આજે પણ ઈસ્ટરના તહેવારની તારીખ શોધવામાં તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

બૅબિલોનવાસીઓની ખગોળની ર્દષ્ટિએ થોડી ઓછી મહત્વની અન્ય શોધ તે, રાશિચક્ર યા રાશિવિભાગ, સાત વાર અને સાત વારથી બનતા અઠવાડિયાની શોધ અને આ બધાના સમન્વયથી ફલજ્યોતિષની શોધ ગણાવી શકાય.

સૂર્ય, ચંદ્ર અને ગ્રહો આકાશમાં અમુક નિર્ધારિત માર્ગે જ ગતિ કરે છે અને તે દરેકની ગતિ વધતીઓછી હોય છે તેની એમને ખબર હતી. આ માર્ગને આજે ‘ક્રાંતિવૃત્ત’ યા ‘રવિમાર્ગ’ કહેવામાં આવે છે. આ પિંડોના માર્ગ પર જે તારાઓ કે તારાઓનાં જૂથ આવેલાં છે તેમને અંકિત કરીને તથા એ દરેકનાં ભિન્ન નામ આપીને બૅબિલોનના ખગોળવેત્તાઓએ એક રાશિચક્ર(zodiac)ની કલ્પના કરી અને આ રાશિચક્રના બાર ભાગ પાડ્યા. દરેક મહિને સૂર્ય આ પ્રત્યેક ભાગમાં બદલાતો રહે છે અને એક વર્ષ બાદ મૂળ સ્થાને પાછો આવે છે. ચંદ્ર અને ગ્રહો પણ વધતીઓછી ગતિએ આ બાર ભાગોમાં સરકતા રહે છે. આ રાશિચક્રના પ્રત્યેક ભાગના મુખ્ય મુખ્ય તારાઓને જોડતી કાલ્પનિક રેખાઓથી ઊપસતાં ચિત્રો યા આકૃતિઓને અનુરૂપ નામો પણ તેમણે આપ્યાં. આ નિતાંત કાલ્પનિક નામો કાળે કરી લોકોના મનમાં એવાં તો સજ્જડ બેસી ગયાં કે રાશિચક્રનાં તારામંડળોનાં આ પુરાણાં નામોમાંથી મોટા ભાગનાં આજે પણ વપરાશમાં છે. અલબત્ત, ક્યાંક, કોઈક દેશોમાં, જીવજંતુઓને બદલે તે દેશના પૌરાણિક વીરો યા દેવદેવીઓનાં નામો પણ આપવામાં આવેલાં છે. આમ, રવિમાર્ગ અને એને રાશિમાં વિભાજિત કરવાની શોધ એ બૅબિલોનની નીપજ છે, અને એમણે રાશિઓનાં આપેલાં નામો પૈકી કેટલાંક આજે પણ પ્રચલિત છે.

ઈ. પૂ. 400ની આસપાસ સૂર્યચંદ્ર અને પાંચ ગ્રહો થઈને મળેલા સાતના આંકડાને આધારે આ લોકોએ સાત વાર અને એ વડે બનતા સપ્તાહને જન્મ આપ્યો. આ સાતેસાત દિવસને દેવોનાં નામ આપવામાં આવેલાં અને પ્રત્યેક દિવસને 24 કલાકમાં વહેંચેલો. આમ જોવા જઈએ તો પંચાંગની રચનામાં વારનું કોઈ મહત્વ નથી; પરંતુ સમય જવાની સાથે સમસ્ત દુનિયામાં તે એવા તો ફેલાઈ ગયા છે કે વર્ષ અને માસની જેમ કાળ-નિર્ધારણમાં પણ હવે તો એક માપદંડ તરીકે સ્વીકારાયા છે અને એવી સ્થિતિ થઈ છે કે બધી પ્રજાઓની તારીખો યા તિથિઓમાં આજે પણ એકવાક્યતા લાવી શકાઈ નથી; પરંતુ વાર તો આખી દુનિયામાં એકસરખા જ – સાત જ છે.

ભારતના સંદર્ભે વાત કરીએ તો આજે પ્રચલિત સાત વારોનાં નામ વૈદિક સાહિત્ય, વેદાંગ-જ્યોતિષ તથા મહાભારતમાં ક્યાંય જોવા મળતાં નથી. ભારતમાં વારનો પહેલવહેલો ઉલ્લેખ ગુપ્ત સમ્રાટ બુધગુપ્તના એરણ(મધ્યપ્રદેશ)ના એક પથ્થર પર અંકિત (પ્રસ્તર) લેખ પર જોવા મળે છે. આ લેખ ગુપ્ત સંવત 165(અર્થાત્ ઈ. સ. 484)નો છે. આમાં ગુરુવારનો ઉલ્લેખ ‘‘आषाढमास शुक्ल-द्वादश्यां सुरगुरोर्दिवसे…’’ એ રીતે કરેલો જોવા મળે છે. આ દર્શાવે છે કે ભારતમાં સાત વારની પદ્ધતિનો ઉપયોગ સંભવત: ઈસુની આરંભિક સદીઓમાં થયો અને એને પ્રચલિત થતાં ઠીક ઠીક સમય લાગ્યો હોવો જોઈએ. વારની સાથે જ સંભવત: ફલજ્યોતિષ અને રાશિચક્રનો પણ ભારતમાં પ્રવેશ થયો. આને કારણે જ આજના પ્રચલિત ફલજ્યોતિષ સાથે મુખ્યત્વે રાશિ-વિભાજન અને સાત વાર સંકળાયેલા જોવા મળે છે.

બૅબિલોનવાસીઓએ ગ્રહોની ગતિઓ સંબંધી કરેલાં સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણો આશ્ચર્યજનક છે; જેમ કે, શુક્ર ગ્રહ 8 વર્ષમાં પાંચ વાર બરાબર એક જ સ્થાને જોવા મળે છે, આ હકીકતની જાણકારી આ લોકોને ઈસુના જન્મ પૂર્વે આશરે બે હજાર વર્ષ પહેલાં હતી ! તેવી જ રીતે બુધ, શનિ, મંગળ અને ગુરુ પણ પોતાના મૂળ સ્થાન પર અનુક્રમે 46, 59, 79 અને 83 વર્ષે પાછા ફરે છે તેની જાણકારી તેમને હતી. આ ઉપરાંત, માટીની તકતીઓ પર ખોદેલા અક્ષર રૂપે પંચાંગ દર વર્ષે તેઓ બહાર પાડતા હતા, જેમાં ખગોલીય પિંડોની માહિતીઓ આપતા હતા.

સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણો દ્વારા આ લોકોએ શોધી કાઢ્યું હતું કે દર 6,585 દિવસે અથવા તો 18 વર્ષ દિવસના સમયાન્તરે સૂર્યગ્રહણ થતું જોવા મળે છે. સૂર્યગ્રહણના આવા પુનરાવર્તી ચક્રનું નામ ‘ચાંદ્રચક્ર’ (saros) યા ગ્રહણચક્ર છે. આ ચક્રની શોધને કારણે બૅબિલોનવાસીઓ સૂર્યગ્રહણ અંગેની આગાહી કરી શકતા હતા. પાછળથી ગ્રીકોએ બૅબિલોનવાસીઓ પાસેથી આ પદ્ધતિ શીખી અને સંભવત: આ જ પદ્ધતિની મદદથી ઈ. પૂ. સાતમી સદીમાં થઈ ગયેલો ગ્રીકનો પ્રથમ ખગોળશાસ્ત્રી થેલ્સ સૂર્યગ્રહણની આગાહી કરી શકતો હતો. આ લોકોએ ગ્રહણોની વ્યવસ્થિત નોંધ પણ રાખી છે.

સામાન્ય રીતે, અયનગતિ યા વિષુવગતિ(precession of equinoxes)ની શોધ સાથે ઈ. પૂ. બીજી સદીમાં થઈ ગયેલા ગ્રીક ખગોળશાસ્ત્રી હિપાર્કસનું નામ જોડવામાં આવે છે; પરંતુ એનાથી આશરે 200 વર્ષ પહેલાં બૅબિલોનના ખગોળશાસ્ત્રી કિદિન્નૂ દ્વારા આ મહત્વની શોધ થઈ ચૂકી હતી.

આમ, ચાંદ્ર માસના દિવસોનું નિર્ધારણ, ગ્રહની ગતિઓ, ગ્રહણચક્રની શોધ અને તેની મદદથી સૂર્યગ્રહણોની સચોટ આગાહીઓ અને તેમની વ્યવસ્થિત નોંધ, વિષુવગતિની શોધ વગેરે જેવી ખગોલીય પ્રવૃત્તિઓ સાથે આ પ્રજા સંકળાયેલી હતી તો ફલજ્યોતિષના ઉદભવ તથા તેની સાથે સંકળાયેલી 12 રાશિઓના વિભાગ, રાશિચક્ર અને 7 દિવસ અને 7 દિવસના સપ્તાહની શોધનો યશ પણ પ્રાચીન બૅબિલોન યા ખાલ્ડિયાના લોકોને ફાળે જાય છે.

અલબત્ત, આટલાં સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણો કરનારી પ્રજાએ બ્રહ્માંડ અંગેની કરેલી કલ્પનાઓ એમનું વિચાર-દારિદ્ર્ય છતું કરે છે એ પણ સ્વીકારવું જોઈએ. જોકે કેટલાક બૅબિલોનના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ પૃથ્વી ગોળાકાર હોવાની કલ્પના કરેલી છે ખરી, પણ મોટા ભાગનાએ પૃથ્વીને એક બંધ પટારારૂપે જ કલ્પી છે. આ પટારાની મધ્યે પૃથ્વીનો ભૂભાગ છે અને આ ભૂભાગના કેન્દ્રમાંથી એક વિશાળ પહાડ ઊંચકાયેલો છે, જેના પરથી યુફ્રેટિસ નદી નીકળે છે. આ ભૂભાગની ચારે તરફ સમુદ્ર આવેલો છે.

અહીં એ નોંધવું જોઈએ કે આ પ્રજાનાં નિરીક્ષણોને કારણે જ, હિપાર્કસ, ટૉલેમી જેવા ગ્રીક ખગોળવિદોને ભૂ-કેન્દ્રીય પરિકલ્પનાની રચનામાં સફળતા મળી હતી.

પ્રાચીન મિસરના લોકોએ ચાંદ્ર માસને આધારે વર્ષની ગણતરી કદાચ બૅબિલોનવાસીઓથી પણ પહેલાં કરી હોવાનું મનાય છે એટલું જ નહિ, ચાંદ્ર વર્ષ અને સૌર વર્ષ (યા ઋતુવર્ષ) વચ્ચેની વિસંગતિ કદાચ એમની ર્દષ્ટિમાં બૅબિલોનવાસીઓની સરખામણીમાં ઠીક ઠીક વહેલી જ આવી ગઈ હતી. કારણ કે નાઇલ નદીમાં આવતા નિયમિત પૂર સાથે એમના ચાંદ્ર માસનો મેળ બેસતો ન હતો અને ચાંદ્ર માસને આધારે પૂર અંગે કરેલી આગાહીઓમાં ફેર પડી જતો હતો. આવી અસંગતિની જાણકારી હોવા છતાંય ઘણા લાંબા સમય સુધી આ લોકોએ પંચાંગ-સંસ્કારના કોઈ પ્રયત્નો કર્યા ન હતા; પરંતુ, પાછળથી, અંદાજે ઈ. પૂ. 2000 પછી, સૌર વર્ષ પ્રયોજવાનું એમણે ચાલુ કર્યું જણાય છે.

એ કાળે નાઇલ નદીમાં પહેલું પૂર જૂન મહિનામાં આવતું. મિસરવાસીઓએ જોયું કે બરાબર એ જ સમયે – 25મી જૂનની આસપાસ આકાશમાં સૉક્ટિસ નામના તારાનો ઉદય થતો હતો. આ તારાનું ગ્રીક નામ ‘સિરિયસ’ અને ભારતીય નામ ‘વ્યાધ’ કે ‘લુબ્ધક’ છે. એમણે આ તારાના ઉદયથી જ વર્ષની ગણતરી માંડવી શરૂ કરી.

આ સુધારા બાદ મિસરના સૌર વર્ષના 365 દિવસ નિશ્ચિત થયા; પરંતુ સાથે સાથે 30 દિવસનો એક મહિનો અને આવા 12 મહિનાના બનેલા એક વર્ષવાળી બાબત પણ ચાલુ જ રહી. બાકીના 5 દિવસ કોઈ મહિનામાં ન જોડતાં, વર્ષના અંતે ઉમેરવાનું ચાલુ થયું. આ વધારાના પાંચ દિવસને મિસરના લોકો ‘એપાગોમેના’ કહેતા. મિસરનાં વિવિધ દેવદેવીઓનાં પૂજન-અર્ચન માટે અને ઉત્સવ વગેરે માટે આ પાંચ દિવસો છોડી દેવાયા હતા.

પરંતુ, આમ કરવા છતાં પણ કેટલીક ત્રુટિઓ તો રહી જ. વાસ્તવિક સૌર વર્ષથી આ એક ચતુર્થાંશ અથવા 0.2422 દિવસ ઓછા છે. દર વર્ષે ¼ દિવસની ઘટ થવાને કારણે, 1,461 વર્ષોમાં પૂરા એક વર્ષની ઓટ આવે છે. અર્થાત્ ‘વ્યાધ’ તારાના ઉદયનો દિવસ થોડો થોડો પાછળ પડતો જશે અને 1,461 વર્ષ પછી ફરી પાછો એ વર્ષના પહેલે દિવસે પૂર્વવત્ દેખાશે. આ અવધિ કે કાલચક્રનું એક ‘સોથિક ચક્ર’ (Sothic cycle) છે. આ કાલચક્રની શોધ મિસરવાસીઓએ કરી હતી; પરંતુ આ અસંગતિને દૂર કરવા માટે એમણે 1,461 વર્ષો સુધી રાહ જોવાનું પસંદ ન કરતાં દર 4 વર્ષ બાદ, વર્ષના અંતે 5 દિવસને બદલે 6 દિવસ જોડવાનું શરૂ કર્યું અને આ રીતે વર્ષની સાથે ઋતુનું અથવા કહો કે નાઇલ નદીના પૂરનું સામંજસ્ય જાળવી રાખ્યું. એનો અર્થ એ થયો કે ખ્રિસ્તીઓ જે પંચાંગ આજે વાપરે છે અને જેમાં વધારાના દિવસવાળા વર્ષને ‘લીપ ઇયર’ (પ્લુત વર્ષ) કહે છે, તે આ ‘લીપ ઇયર’ની મૂળ શોધ પ્રાચીન મિસરવાસીઓની છે.

મિસરનું આ પંચાંગ સરળ અને વધુ વૈજ્ઞાનિક હોઈ પ્રાચીન ઘણી પ્રજાઓએ એની શ્રેષ્ઠતા સ્વીકારીને એને અપનાવ્યું હતું. આમાં જરૂરી સુધારો કરીને કૉપ્ટ, આર્મેની વગેરે પ્રજાઓ હજુ આજે પણ આ જ પંચાંગનો ઉપયોગ કરે છે.

આ પ્રજા રાશિચક્ર અને વિવિધ તારાઓ તથા તારામંડળોથી પણ પરિચિત હતી; પરંતુ આ તારામંડળોમાં આજનાં તારામંડળો સાથે થોડી સમાનતાના અપવાદ સિવાય એ ઠીક ઠીક અલગ હતાં. આવો એક તારા-નકશો નેપોલિયનના એક સેનાપતિને સન 1798માં મળી આવ્યો હતો. એમાં મૃગ અથવા કાલપુરુષ તારામંડળને આજની જેમ જ માનવ-આકૃતિ તરીકે દર્શાવેલું છે; તો ભારતીયોનું શર્મિષ્ઠા ઇજિપ્તવાસીઓ માટે હિપોપોટેમસ હતું; જ્યારે વીણા એમનું બાજ પક્ષી હતું.

આ પ્રજા તારામંડળોના નકશા ચીતરવામાં કેવી માહેર હતી એનો પુરાવો મિસરના દેંદેરા મંદિરની છત પર ચિત્રિત કરેલા રાશિચક્રના નકશા ઉપરથી મળી આવે છે. આ ચિત્રાંકન અંદાજે ઈ. પૂ. 100ની આસપાસના કાળનું હોવાનું મનાય છે. આમાં રાશિચક્રનો આરંભ વૃષભથી નહિ; પરંતુ મિથુનથી થતો દર્શાવેલો છે.

મિસરવાસીઓએ ધ્રુવતારાનો અને એની આસપાસના આકાશનો વધુ અભ્યાસ કરેલો જણાય છે. ધ્રુવતારાની મદદથી વાસ્તવિક ઉત્તર દિશા નક્કી કરીને અને સંભવત: ધ્રુવતારાની મદદથી યામ્યોત્તરવૃત્ત (meridian) નિર્ધારિત કરીને મિસરવાસીઓએ મંદિર યા પિરામિડોનું નિર્માણ કર્યું હોવાનું મનાય છે.

મિસરના લોકોની બ્રહ્માંડ સંબંધી કલ્પનાઓ કંઈક અંશે બૅબિલોનવાસીઓ સાથે મળતી આવે છે. પૃથ્વી એક લાંબી પેટી જેવી છે, એનું ભૂપૃષ્ઠ તદ્દન સમતલ ન હોતાં, સહેજ મોટા કટોરા જેવું છે અને મિસર દેશ એની મધ્યે આવેલો છે. એક વિશાળ નદી આ ભૂભાગની ચારે તરફ વીંટળાયેલી છે. આ નદીમાં એક હોડી સૂર્યને લઈને ફરતી રહે છે. નાઇલ નદી આ વિશાળ નદીની એક નાની અમથી શાખા છે. પેટીના ચારે ખૂણા પર ચાર પર્વતો આકાશને ધારણ કરતા ઊભા છે.

આવી જ, કેટલીક અન્ય કલ્પનાઓ પણ એમણે કરી હતી; જેમ કે, આકાશ એ ઢીંચણ અને કોણી પર પોતાના શરીરને ટેકવીને બેઠેલી સ્ત્રી છે અને તેની ઉપર તારાઓથી ભરેલી બીજી સ્ત્રી ઢળીને ઊભી છે અને તેની પીઠ પર સૂર્ય, ચંદ્ર અને ગ્રહો હોડીમાં સહેલગાહ કરતા રહે છે.

ચીનમાં ખગોળનો ઉદભવ ઈ. પૂ. 3000ની આસપાસ થયો હોવાનું માની શકાય, કારણ કે આશરે ઈ. પૂ. 2950માં ચીનાઓએ આકાશમાં તારાઓની ગતિવિધિઓને સમજવા માટે એક ખાસ પ્રકારના ગોળાનું નિર્માણ કર્યું હતું. એ પછી 600 વર્ષના ગાળામાં આવાં અન્ય ઉપકરણો પણ બન્યાં. આ ઉપરાંત હુઆંગ તિ નામના સમ્રાટે ઈ. પૂ. 2650માં એક વિરાટ વેધશાળા બાંધી હોવાના ઉલ્લેખો મળે છે. આ વેધશાળામાં શાહી ખગોળશાસ્ત્રીઓ સૂર્ય, ચંદ્ર તથા ગ્રહોની ગતિઓનો નિયમિત અભ્યાસ કરીને તેની નોંધ પણ રાખતા હતા. આમાં મૂળ ઉદ્દેશ ત્રુટિરહિત પંચાંગ તૈયાર કરવાનો હતો. આ હકીકત ચીની ખગોળની પ્રાચીનતા સિદ્ધ કરે છે.

મિસર, બૅબિલોન અને ભારતની જેમ ચીનમાં પણ સંભવત: આરંભમાં 30 દિવસનો મહિનો અને 360 દિવસનું વર્ષ નિર્ધારિત થયું હતું. તે પછી ઈ. સ. પૂ. 2360માં સમ્રાટ યાઓના શાસનકાળથી ચીનાઓએ વર્ષની લંબાઈ 365¼ દિવસની મૂકી હતી. અહીં ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ કે ચીની પ્રજાએ વૃત્તને 360ને બદલે 365 ભાગ અથવા અંશ(ડિગ્રી)માં વિભક્ત કરવાની પદ્ધતિ અખત્યાર કરી હતી. એક અહેવાલ અનુસાર આ રાજાના કાળમાં જ એટલે કે આજથી આશરે ચાર હજાર ત્રણસો વર્ષ પહેલાં ચીની ખગોળશાસ્ત્રીઓને એ ખબર હતી કે દિવસે પણ આકાશમાં તારાઓ તો હોય જ છે; પરંતુ સૂર્યના પ્રકાશને કારણે તે દેખાતા નથી.

વર્ષમાન (વર્ષની લંબાઈ) 365 દિવસનું નિર્ધારિત થયા પછી થોડા સમયમાં જ આ લોકોએ ‘દીર્ઘ-વર્ષ’ની રચના કરી. 365¼ દિવસોનું એક વર્ષ એવાં 19 વર્ષથી એક દીર્ઘવર્ષ બને, અને આવા એક દીર્ઘ-વર્ષમાં 235 ચાંદ્ર માસ આવે. એટલે કે એક ચાંદ્ર માસમાં 29.53 દિવસ આવે. ગ્રીક ખગોળશાસ્ત્રીઓએ આ દીર્ઘ-વર્ષનું નામ ‘મિટન-ચક્ર’ (Meton cycle) પાડ્યું, કારણ કે એની શોધ ઈ. પૂ. પાંચમી સદીમાં થઈ ગયેલા મેટન નામના ગ્રીક ખગોળવેત્તાએ કરી હતી; પરંતુ મિટનથી પણ અંદાજે દોઢ હજાર વર્ષ પહેલાં ચીની લોકોએ આ ચક્રની શોધ કરી હતી. બૅબિલોનવાસીઓએ પણ સૌર-ચાંદ્ર માસના 19 વર્ષના આ ચક્રની વાત કરી છે, તેવી જ રીતે ભારતીય ‘‘વેદાંગજ્યોતિષ’માં એક યુગ એટલે કે 5 વર્ષની અવધિમાં 62 ચાંદ્ર માસ થવાની વાત લખી છે, તે હિસાબે 19 વર્ષમાં 235 ચાંદ્ર માસ થાય. એટલે પ્રાચીન ભારતીય લોકોને પણ આ ચક્રનો અંદાજ હોવો જોઈએ; પરંતુ, એમણે વર્ષમાન 366 દિવસનું ગણ્યું છે અને તેથી તે ચીની કે બૅબિલોનવાસીઓ જેટલું સૂક્ષ્મ નથી. જો ચીની લોકોના આ તથ્યમાં કોઈ ભૂલ ન હોય તો એનો અર્થ એ થયો કે ઈ. પૂ. ત્રીજી સહસ્રાબ્દીમાં ખગોલીય નિરીક્ષણો અને વર્ષની ગણતરી, અર્થાત્ પંચાંગ-રચનામાં પ્રાચીન ચીની પ્રજાએ જે પ્રાવીણ્ય દેખાડ્યું છે, એ પ્રકારની દક્ષતાનો દાવો કોઈ બીજો દેશ કરી શકે તેમ નથી. બીજી રીતે કહીએ તો, ઈ. પૂ. ત્રીજી સહસ્રાબ્દીમાં દુનિયામાં પહેલવહેલી સંવત્સરગણના એટલે કે વર્ષની ગણના ચીને શરૂ કરી હતી.

ગ્રહોના અવલોકન સંબંધી ચીનનો ઇતિહાસ પણ બહુ પ્રાચીન છે. સમ્રાટ ચૌન સૂ(ઈ. પૂ. 2513થી ઈ. પૂ. 2436)ના શાસનકાળમાં એક વાર બુધ, શુક્ર, મંગળ, ગુરુ અને શનિ ગ્રહોની યુતિ થઈ હતી એવો ઉલ્લેખ જોવા મળે છે. પાંચ ગ્રહો પાસે પાસે આવી જાય અથવા પાસે આવેલા દેખાય એ ઘટના અતિ વિરલ કહેવાય. આધુનિક ગણતરીઓ અનુસાર આ નોંધમાં તથ્ય જણાયું છે.

પરંતુ દરેક પ્રાચીન નોંધ સાચી જ હોય તેવું નથી; જેમ કે, ઈ. પૂ. 2159માં સૂર્યગ્રહણની આગાહી અગાઉથી ન કરવાના અપરાધને કારણે બે શાહી ખગોળશાસ્ત્રીઓને દેહાંતદંડની સજા આપવાની જે ઐતિહાસિક વાત ચીનમાં પ્રચલિત છે, તેમાં બહુ તથ્ય જણાતું નથી. આ વાત જો સ્વીકારી લઈએ તો એનો અર્થ એ થયો કે ઈસુ પૂર્વે ત્રીજી સહસ્રાબ્દીના અંતિમ ભાગમાં ચીની ખગોળશાસ્ત્રીઓને ગ્રહણ અંગેનું ઉચ્ચ ગણિત માલૂમ હતું; પરંતુ ગ્રહણની તિથિ નક્કી કરવા માટે જે પ્રકારનું ઉચ્ચ ખગોળજ્ઞાન જરૂરી છે, એ જ્ઞાન ચીનાઓને અથવા અન્ય કોઈ પ્રજાને એટલા પ્રાચીન કાળમાં હતું એમ માનવું કઠિન છે. બૅબિલોનમાં ‘સારૉસ’ કાલચક્રની શોધ તો તેનાથી બહુ પછીની બાબત છે. ચીનમાં આવી પ્રચલિત કથાની પાછળ સત્ય કદાચ એટલું જ છે કે પંચાંગની રચનામાં કોઈ લાપરવાહી ચલાવી લેવાતી ન હતી.

પ્રાચીન ચીની પ્રજાએ ક્રાંતિવૃત્તના તિર્યક્ત્વનું માપ બહુ સૂક્ષ્મતાથી મેળવ્યું છે. આ ઉપરાંત, સંભવત: ઈ. પૂ. 611થી ધૂમકેતુઓનો અભ્યાસ કરવા ઉપરાંત તેની નોંધ પણ રાખેલી છે. ધૂમકેતુની પૂંછડી હંમેશાં સૂર્યથી વિરુદ્ધ દિશામાં રહેવાની વાત એમણે કરી છે. યુરોપના સંશોધકોને આ સત્યનું ભાન બહુ મોડું – છેક સન 1531માં થયું હતું. પાછળથી હેલીના ધૂમકેતુ તરીકે ખ્યાતિ પામેલા આવર્તી ધૂમકેતુના અગાઉના અનુક્રમે ઈ. પૂ. 467 અને ઈ. પૂ. 240નાં એવાં બે આગમનની વ્યવસ્થિત નોંધ આ લોકોએ કરી છે.

ધૂમકેતુને આ લોકો ‘અતિથિ-તારો’ કહેતા. તેવી જ રીતે, નોવા અથવા સુપરનોવા જેવી ઘટનાઓને પણ આ જ નામે સંબોધતા. તેમ છતાંય, નોવા/સુપરનોવા એ સ્થિર છે, જ્યારે ધૂમકેતુ ગતિ ધરાવે છે એવો ભેદ પણ એમણે નોંધેલો છે. આ પ્રજાએ નોવા ને સુપરનોવા જેવી વિશિષ્ટ ઘટનાઓનું વ્યવસ્થિત અવલોકન કરીને તેની નોંધ રાખેલી છે. આવી એક અતિ પ્રાચીન ‘અતિથિ-તારા’ની નોંધ ઈ. પૂ. 1300ની મળે છે, તો બીજી ઈ. પૂ. 352ની મળે છે. નોવા કે સુપરનોવાની કદાચ આ જૂનામાં જૂની નોંધ છે. આવું એક ઉદાહરણ કર્ક તારામંડળમાં 1054માં બનેલી સુપરનોવાની પ્રખ્યાત ઘટના છે. આરબો તેમજ કોરિયા, જાપાન વગેરે દેશો તથા ઍરિઝોનાની ઉત્તરે આવેલી ગુફામાં અમેરિકાના ઇન્ડિયનોએ પણ આની એક ચિત્ર દ્વારા નોંધ લીધી છે તો દુનિયાની અન્ય પ્રાચીન પ્રજાઓએ પણ નોંધ તો લીધી જ છે; પરંતુ એ સૌમાં તત્કાલીન ચીનાઓએ નોંધ લેવામાં દાખવેલી સૂક્ષ્મતાનો અભાવ વરતાય છે. પ્રાચીન ચીનના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ ટેલિસ્કોપની સહાય વગર, નરી આંખે જ કરેલાં કેટલાંક ખગોલીય અવલોકનો તો ખરેખર આશ્ચર્યજનક છે; જેમ કે, ઈ. પૂ. 365માં ચીનાઓએ ગુરુ ગ્રહના ઉપગ્રહ હોવાનું સ્પષ્ટપણે નોંધ્યું છે. તેવી જ રીતે, સૂર્યમાં રહેલાં કલંકોની નોંધ પણ તેમણે કરી છે અને એનો વર્ષો સુધી હિસાબ રાખ્યો છે. વળી તેમણે ધ્રુવજ્યોતિઓ(aurorae)ના નિરીક્ષણની નોંધ પણ કરી છે તો સૂર્યગ્રહણની પણ વ્યવસ્થિત નોંધ રાખી છે.

પ્રાચીન ચીની ખગોળશાસ્ત્ર કેટલીક બાબતોમાં પૂર્વના તેમજ પાશ્ચાત્ય દેશોના ખગોળશાસ્ત્ર કરતાં જુદું પડે છે. આવી એક બાબત તારામંડળ અંગેની છે. પ્રાચીન ચીની ખગોળશાસ્ત્રીઓએ તારા-નકશા બનાવવામાં બહુ કુશળતા દાખવી છે એ ખરું, પરંતુ કેટલાક અપવાદને બાદ કરતાં અન્ય દેશોનાં તારામંડળોથી એ ઠીક ઠીક અલગ પડે છે. પ્રાચીન અને મધ્યયુગીન યુરોપમાં તારામંડળોની કુલ સંખ્યા માત્ર 48 હતી, જેમાં પાંચ કરતાં વધારે તારાઓનો સમાવેશ કરવામાં આવતો હતો; જ્યારે તત્કાલીન ચીનમાં એની સંખ્યા 250 અને 300 વચ્ચેની હતી અને પ્રત્યેક તારામંડળમાં પાંચ તારાઓનો સમાવેશ થતો હતો.

આવી બીજી અલગ પડતી બાબત રાશિચક્ર અંગેની છે.

પ્રાચીન ચીની ખગોળશાસ્ત્રમાં સૂર્ય, ચંદ્ર અને ગ્રહોના ખગોળક ઉપરના ર્દષ્ટ માર્ગ એવા રાશિચક્ર પર ક્યારેય ખાસ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું નથી. તારાના સ્થાનનિર્ધારણ માટે તેમણે વિષુવવૃત્તીય નિર્દેશાંકો(equatorial co-ordinates)નો જ અનન્યપણે ઉપયોગ કરેલો છે. રાશિચક્રની 12 રાશિઓને સ્થાને પ્રાચીન ચીની ખગોળશાસ્ત્રમાં ખગોલીય વિષુવવૃત્તની તદ્દન નજદીકનાં તારાજૂથોને 28 ભાગમાં વિભાજિત કરી તેમને ‘ચાંદ્ર ભવનો’ (lunar mansions) એવું નામ આપવામાં આવ્યું હતું. આવા પ્રત્યેક ચાંદ્ર ભવનનો ઉપયોગ વિષુવાંશ(right ascension)નું ક્ષેત્ર નક્કી કરવા માટે થતો હતો.

ચીની ખગોળ પાશ્ચાત્ય ખગોળની જેમ ક્રાંતિવૃત્ત પર નહિ; પરંતુ ખગોલીય વિષુવવૃત્ત પર આધારિત હતું. અર્થાત્, એની યામ કે નિર્દેશાંક-પદ્ધતિ (co-ordinate system) ખગોલીય વિષુવવૃત્ત પર આધારિત હતી. આની બે અસર થઈ. ચીનાઓનાં વલયયંત્રો (armillaries) પાશ્ચાત્ય દેશોનાં આ જ પ્રકારનાં યંત્રો કરતાં વધુ સરળ હતાં, કારણ કે ચીનનાં વલયયંત્રોમાં ક્રાંતિવૃત્તના વધારાના વલયને સ્થાન ન હતું. આમ એક વલય ઓછું થતાં આવાં ઉપકરણો બનાવવાં અને વાપરવાં વધુ સહેલાં હતાં. આ ઉપરાંત બીજી મહત્વની અસર એ થઈ જે ‘વિષુવવૃત્તીય આરોપણ’ કે ‘વિષુવવૃત્તીય પ્રસ્થાપન’(equatorial mounting)ની શોધ પ્રતિ દોરી ગઈ. નિર્દેશાંક પદ્ધતિ માટે ખગોલીય વિષુવવૃત્ત પર આધારિત ચીનની આગવી પરંપરાએ ખગોલીય ઉપકરણોને પ્રસ્થાપિત કરતી એક નવી જ પદ્ધતિ અપનાવી. આ પદ્ધતિ તે ‘વિષુવવૃત્તીય આરોપણ’. આજે મોટા ટેલિસ્કોપના આરોપણમાં આ જ પદ્ધતિનું મોટા ભાગે આયોજન કરવામાં આવે છે જેનો યશ ચીની ખગોળશાસ્ત્રીઓને આપવો જોઈએ, કારણ કે પશ્ચિમનાં વલય-સાધનોમાં આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ તો ચીન પછી આશરે ત્રણસો વર્ષ બાદ એટલે છેક 16મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં જ થયેલો જોવા મળે છે.

ઈસુની સદીમાં, ચીનમાં જે પ્રાચીન ખગોળશાસ્ત્રીઓ થઈ ગયા, એ પૈકી નીચેના ઉલ્લેખનીય છે :

1. જિઆ કુઈ (Jia Kui) (જ. ઈ. સ. 30; અ. સન 101)

2. છાંગહેંગ (જ. 78; અ. 139)

3. યુ-ઝી (Yu Xi) (જ. 281; અ. 356)

4. ઝુ ચોન્ઝી (Zu Chongzhi) (જ. 429; અ. 500)

5. ઇશિન્ગ (Yixing કે I-Hsing કે I-xing) (જ. 683; અ. 727)

6. શન ખ્વો (જ. 1031; અ. 1095)

7. સુસુંગ (જ. 1020; અ. 1101)

8. વાઈ-પૂ (Wei Pu) (કાળ અંદાજે 1072 – 11મી સદી)

9. ક્વો શઓચિન્ગ (જ. 1231; અ. 1316)

10. ઝુ ગુઆન્ગી (Xu Guangqi) (જ. 1562; અ. 1633)

ભારતીય ખગોળનો ઇતિહાસ : ‘ખગોળ’ એટલે ભૂકેન્દ્રક ખ-ગોલક (celestial geocentric sphere), ‘જેનું મધ્યબિંદુ પૃથ્વી છે અને જેની ત્રિજ્યા અનંત છે એવો આકાશનો કલ્પિત ગોળો યા ઘુમ્મટ’. આ ગુંબજમાં આવેલા વિવિધ જ્યોતિષ્પુંજોનાં નિરીક્ષણ અને અધ્યયનનું શાસ્ત્ર તે ખગોળશાસ્ત્ર.

ખગોળશાસ્ત્ર અંદાજે પાંચેક હજાર વર્ષ કે કદાચ એથી પણ વધારે પુરાણું છે. હકીકતે વિજ્ઞાનોમાં સૌથી જૂનું અને સૌથી પ્રથમ વિજ્ઞાન જ ખગોળનું છે. એની આ પ્રાચીનતા જ એનો આરંભ ક્યાં થયો તે અંગે વિવાદ સર્જે છે. પ્રાચીન ગ્રંથોમાંનાં અમુક વાક્યો અથવા આકાશી જ્યોતિઓ કે ઘટનાઓના ઉલ્લેખો પરથી ખગોળશાસ્ત્રના વિકાસની કડીઓ મળે છે. ભારત એટલે કે અવિભક્ત અખંડ ભારત (Indian sub-continent) અથવા ‘ભારતવર્ષ’ કે ‘હિન્દુસ્તાન’ની વાત કરીએ તો એવું કહી શકાય કે ભારતમાં ખગોળશાસ્ત્રના વિકાસનો ઇતિહાસ તેના લોકોની પોતાની સંસ્કૃતિ જેટલો જ પ્રાચીન છે.

આ વિષયને લગતા બે હજાર કરતાં પણ વધુ ગ્રંથો ભારતમાં લખાયેલા છે, પણ એમાંના ઘણા આજે અપ્રાપ્ય છે. વૈદિક સાહિત્ય અંદાજે 300 જેટલા મૂળભૂત ગ્રંથોમાં પથરાયેલું છે. આ સાહિત્ય ખરેખર કાંઈ ખગોળ અંગેનું નથી; પરંતુ એમાંની છૂટીછવાઈ ખગોલીય બાબતોના ઉલ્લેખો પરથી ભારતીય ખગોળની પ્રાચીનતાનો અંદાજ સાંપડે છે. તેવું જ જૈન સાહિત્યનું પણ છે. સંખ્યાબંધ પૂરક ગ્રંથો ઉપરાંત જૈન ધર્મકાનૂનના મૂળભૂત આશરે 45થી 50 જેટલા ગ્રંથો પણ ભારતીય પ્રાચીન ખગોળજ્ઞાનની ચાડી ખાય છે.

ખગોળને સ્પર્શતા, સંસ્કૃત અને સંલગ્ન ભારતીય ભાષાઓમાં ઉપલબ્ધ પ્રાચીન સાહિત્યને આપણે સિદ્ધાંતગ્રંથો, કરણગ્રંથો, કોષ્ટક(સારણી)ગ્રંથો અને યંત્રગ્રંથો – એમ કુલ ચારેક ભાગમાં વહેંચી શકીએ. આ પૈકી સિદ્ધાંતગ્રંથો મુખ્ય મનાય છે. એમાં એવાં સૂત્રો હોય છે કે જેમની સહાયથી સમસ્યાનો ઉત્તર સાચો જ આવે. હા, એમાંની ગણતરીઓ કરતાં સમય વધુ લાગે ખરો. આથી ઊલટું, ‘કરણ’નો અર્થ થાય છે કામચલાઉ ગ્રંથો. એમાં ખગોળગણિત માટેનાં એવાં સૂત્રો હોય છે કે જેમની મદદથી ખગોળની ગણતરીઓ ઝટપટ થઈ જાય ખરી, પણ એનો જવાબ સ્થૂલ (approximate) આવે છે. આકાશી પદાર્થોની ગતિવિધિઓનું નિરીક્ષણ કે વેધ લેવા માટે જરૂરી સાધનો અંગે માર્ગદર્શક બનતું સાહિત્ય તે યંત્ર-ગ્રંથો અને આવા વેધો માટેનાં સાધનો દ્વારા મેળવાયેલી માહિતીઓને વ્યવસ્થિત ક્રમમાં અથવા કોષ્ટક રૂપે રજૂ કરતું સાહિત્ય તે સારણીગ્રંથો.

પરંતુ ભારતીય પ્રાચીન સાહિત્ય અને એમાંય ખાસ તો વૈદિક સાહિત્યની એક મર્યાદા એ છે કે એમાં લેખક પોતાનું નામ ક્યાંય આપતો નથી. આથી જ અમુક ગ્રંથો ‘અપૌરુષેય’ એટલે કે ઈશ્વરકૃત માનવામાં આવે છે. ‘સૂર્યસિદ્ધાંત’ના કર્તાએ પોતાનું નામ જ આપ્યું નથી; એટલું જ નહિ, પણ એના સમકાલીનોનાં નામ પણ આપ્યાં નથી. બીજી મૂંઝવણ કેટલાક ગ્રંથોના કાલનિર્ધારણની છે. ‘ઋગ્વેદ’ અને ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’ જેવા ગ્રંથો ક્યારે રચાયા તે અંગે પણ બધા વિદ્વાનો એકમત નથી. ક્યારેક તો ગ્રંથકારને નામે ચડેલા ગ્રંથો અને એના રચયિતા વચ્ચે સેંકડો વર્ષો, બલકે ક્યારેક તો હજારેક વરસનો ગાળો જોવા મળે છે ! વેદોના ગ્રથનકર્તા વ્યાસ અને મહાભારતના રચયિતા પણ વ્યાસ ! ખગોળને સ્પર્શતી પ્રલયો કે સૃષ્ટિનિર્માણની કથાઓમાં પણ કાલનિર્ણય કરવો દુષ્કર છે. કેટલાક ગ્રંથકારોએ સંદર્ભો કે વેધો ક્યાંથી લીધા તેનો પણ ઉલ્લેખ કર્યો નથી અને એટલે જ ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રમાં મૌલિક કેટલું અને ઉછીનું અથવા પરપ્રાપ્ત કેટલું તે નિશ્ચિત કરવું પણ કપરું બની જાય છે. કોઈ એક ગ્રંથના એકથી વધુ લેખકો પણ હોઈ શકે ને એ બધાએ એમાં કાળે કરી પોતપોતાનું ઉમેરણ કરેલું જોઈ શકાય છે. કેટલીક ઘટનાઓ કે બાબતો મૌખિક પરંપરા રૂપે કે અનુશ્રુતિ રૂપે ઊતરી આવી છે અને બહુ પાછળથી, અરે કોઈક કિસ્સામાં તો હજારેક વર્ષ પછી એ બધી લિપિબદ્ધ થઈ હોવાનું જણાય છે ! ઋગ્વેદ તેમજ અન્ય વેદોમાં આમ બન્યું છે. રામાયણ અને મહાભારત આવી જ રીતે બહુ પાછળથી લિપિબદ્ધ થયાં છે.

આવી એક ઘટના ભારતમાં આર્યોના સંદર્ભે જોવા મળે છે. આ લોકો મૂળ ભારતમાં વસતા હતા અને અહીંથી એમણે અન્યત્ર વિસ્તાર કર્યો કે પછી આર્યો બહારથી આવીને અહીં સ્થાયી થયા એ હજી પણ સંપૂર્ણપણે નિશ્ચિત થયું નથી. હડપ્પા સંસ્કૃતિને સામાન્ય રીતે આર્યોની વેદકાલીન સંસ્કૃતિની પુરોગામી ગણવામાં આવે છે, તો કોઈ વિદ્વાનો હડપ્પા સંસ્કૃતિ વસ્તુત: વૈદિક સંસ્કૃતિ જ હતી તેવું માને છે, તો વળી કોઈ વિદ્વાનો એથી પણ આગળ વધીને એવું કહે છે કે વૈદિક સંસ્કૃતિ વધુ પ્રાચીન છે.

આ બધી બાબતો ભારતીય ખગોળના કાલાનુક્રમમાં બહુ મોટી દ્વિધા સર્જે છે; તેમ છતાંયે, ભારતમાં આર્યો બહારથી આવ્યા (ક્યારે આવ્યા તે અંગે પણ ભારે મતભેદ છે.), અનાર્યો-આર્યો વચ્ચે સંઘર્ષ ચાલ્યો, અંતે આદિ પ્રજા (આર્યેતર) સાથે સંઘર્ષને અંતે સમન્વય સધાયો અને આમ સાંસ્કૃતિક-વૈજ્ઞાનિક પ્રગતિના સમન્વયના પરિપાક રૂપે જ્ઞાન-વિજ્ઞાન રચાયું એમ સ્વીકારી લઈએ, તો અખંડ ભારતમાં ખગોળવિજ્ઞાનના ઇતિહાસને નીચે પ્રમાણે વહેંચી શકાય :

(1) પ્રાગૈતિહાસિક (pre-historic) કાલથી આદ્ય–ઐતિહાસિક (proto-historic) કાલ : લેખનકલાના ઉપયોગ પહેલાંનો કાલ તે પ્રાગૈતિહાસિક, જ્યારે લેખનકલા વિકસી તે ઐતિહાસિક કાલ. પણ આ બંનેની વચ્ચે એક સમયખંડ એવો છે કે જ્યારે લેખન તો થયું, પણ આ લખાણોની લિપિ હજુ સુધી આપણે ઉકેલી શક્યા નથી. આવો કાલખંડ તે આદ્ય-ઐતિહાસિક કાલ. આમાં નિષાદ યા આદિ આગ્નેય (પ્રોટોઑસ્ટ્રોલૉઇડ), ભૂમધ્ય (મેડિટરેનિયન) સાગરીય દ્રવિડ સહિત અન્ય છએક જેટલાં પ્રાચીન જાતિકુલો, તામ્રપાષાણ (chalcolithic) યુગની વિવિધ સંસ્કૃતિઓ, પૂર્વ-હડપ્પા સંસ્કૃતિઓ, હડપ્પા (સિંધુ) સંસ્કૃતિ અને તેની સમકાલીન સંસ્કૃતિઓ તથા અનુ-હડપ્પીય કાલ અને એમાં પાંગરેલી સંસ્કૃતિઓનો સમાવેશ થાય છે. આ કાલખંડનો આરંભ અને અંત ભારે વિવાદાસ્પદ છે તેમ છતાંય એવું કહી શકાય કે ઈ. પૂ. 2350 એ હડપ્પા સંસ્કૃતિનો વૈભવ-યુગ હતો અને એનું પતન ઈ. પૂ. 1750માં થયું એ સાથે આ કાલખંડનો અંત ગણી શકાય. આ ર્દષ્ટિએ આ કાલખંડનો આરંભ અંદાજે ઈ. પૂ. 10,000 મૂકી શકાય. આ કાલખંડને સરળ ભાષામાં ‘પૂર્વ-વૈદિક કાલ’ કહી શકીએ.

(2) વૈદિક કાલ યા વૈદિક સાહિત્યકાલ (અનાર્ય–આર્ય સંઘર્ષકાળ, સમન્વય અને અંતે આર્યકાળ) : આ કાલખંડનો સમયગાળો ઈ. પૂ. 1750થી ઈ. પૂ. 0 સુધીનો મૂકી શકાય. એમાંય એના બે પેટા વિભાગ પાડી શકાય. ઈ. પૂ. 1750થી ઈ. પૂ. 500 સુધીનો પૂર્વકાલ યા વૈદિક (વેદ) યુગ, અને ઈ. પૂ. 500થી ઈ. પૂ. 0 સુધીનો ઉત્તરકાલ યા વેદાંગ યા વેદ-સુધારકાલ. વૈદિક સાહિત્યમાં ઋગ્વેદ, યજુર્વેદ, સામવેદ અને અથર્વવેદ ઉપરાંત તેમના પર આધારિત બ્રાહ્મણગ્રંથો, આરણ્યકો અને ઉપનિષદોનો સમાવેશ થાય છે. આ પૈકી ઋગ્વેદ સહુથી જૂનો છે અને એનો રચનાકાળ (યા સંયોજન) ઈ. પૂ. 2000થી 1500 વચ્ચેનો માનવામાં આવે છે. વૈદિક-સાહિત્યકાલના ઉત્તરાર્ધમાં એટલે કે ઈ. પૂ. 500 યા 600માં વેદોની ભાષા પુરાણી થતી લાગી, એટલે એમનું અધ્યયન નવેસરથી આરંભાયું અને એમને કેન્દ્રમાં રાખીને અનેક વિષયો પર ગ્રંથો રચાયા. તે ‘વેદાંગ’, અર્થાત્, વેદનાં અંગો કહેવાયાં. આ માટે એક વિશિષ્ટ એવું ‘સૂત્ર-સાહિત્ય’ રચાયું. સહેલાઈથી કંઠસ્થ કરતાં ફાવે તેવાં ટૂંકાં અર્થઘન વાક્યોને ‘સૂત્રો’ કહે છે. વેદ-સાહિત્યના અધ્યયનમાં ઉચ્ચાર, કર્મકાંડ, વ્યાકરણ, વ્યુત્પત્તિ, જ્યોતિષ (ખગોળ) અને છંદનું જ્ઞાન અપેક્ષિત રહેતું. આથી તે તે વિષયને લગતા સૂત્રગ્રંથો રચાયા. વેદના અધ્યયન માટે આનુષંગિક ઉપયોગિતા ધરાવતા આ સાહિત્યને ‘વેદાંગ’ કહે છે. ખગોળનો આવો એક ગ્રંથ ‘જ્યોતિષ-વેદાંગ’ અથવા ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’ છે. આમાં વેદકાલીન ખગોળનું વિકસિત રૂપ જોવા મળે છે. ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’ એ ભારતમાં ઉપલબ્ધ એવો ખગોળનો સૌપ્રથમ ગ્રંથ છે. આ કાલખંડના પાછલા (ઈ. પૂ. 400થી ઈ. પૂ. 0 અને એ પછી પણ) કાલમાં ભારતીય ખગોળ ઉપર બૅબિલોનિયન ખગોળની અસર વરતાય છે. વૈદિક કાલના ઉત્તરકાલમાં જ બુદ્ધ અને મહાવીર થયા. રાજા બિંબિસાર એમના સમકાલીન હતા એટલે કેટલાક ઇતિહાસકારો ભારતના ઐતિહાસિક કાલનો આરંભ ઈ. સ. પૂ. છઠ્ઠી સદીથી, આ ત્રણે મહાનુભાવોના કાલથી થયેલો ગણે છે.

(3) જૂના સિદ્ધાંતગ્રંથોનો કાલ (ઈ. સ. 0થી ઈ. સ. 500) : ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’ પછીનો આપણો બીજો ખગોળગ્રંથ ‘ગર્ગસંહિતા’ છે. એના રચયિતા ગર્ગમુનિ હોવાનું મનાય છે. એમનો કાલ પણ નિશ્ચિત નથી. એ પછી જૈન વિદ્વાનો દ્વારા ‘સૂર્યપ્રજ્ઞપ્તિ’, ‘ચંદ્રપ્રજ્ઞપ્તિ’ જેવા ગ્રંથો લખાયા. ‘અથર્વ જ્યોતિષ’ અને ‘પાંચ સિદ્ધાંતો’ (પિતામહ, વસિષ્ઠ, પૌલિશ, સૌર અને રોમક) પણ આ જ અરસામાં રચાયા. કયો ગ્રંથ ક્યાં અને ક્યારે તથા કોણે રચ્યો તે કહેવું મુશ્કેલ છે; તેમ છતાંય, પાછળના ભારતીય પંડિતોએ એમના નામના કરેલા ઉલ્લેખો તથા એમાં આપેલી વિગતોની ચર્ચા-ટિપ્પણ તથા વિવરણ પરથી આ ગ્રંથો અંગેની સાબિતીઓ સાંપડે છે. આનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ વરાહમિહિર-રચિત ‘પંચસિદ્ધાંતિકા’ નામનો ગ્રંથ છે. ઈસુની છઠ્ઠી સદીમાં સંપાદિત આ ગ્રંથમાં વરાહમિહિરે આ પાંચેય સિદ્ધાંતો અંગે વિગતે માહિતી આપી છે. વૈદિક સાહિત્યકાલના ઉત્તરાર્ધથી માંડીને જૂના સિદ્ધાંતગ્રંથોના આ કાલમાં ભારતીય ખગોળ પર સંભવત: બૅબિલોનિયન અને ગ્રીક અસર વરતાય છે. પાંચ સિદ્ધાંતગ્રંથો પૈકી પૌલિશ અને રોમક જેવાં નામો તથા આ ગ્રંથોમાં આપેલી ખગોળવિષયક માહિતીઓ આ કાલ પહેલાંના કાલમાં રચાયેલા બધા જ ભારતીય ગ્રંથોથી અલગ પડી જતાં જણાય છે. આ પાંચ સિદ્ધાંતોમાં ભારતીય 27 નક્ષત્રોને સ્થાને રાશિચક્રની બાર સંજ્ઞાઓ પહેલી જ વાર જોવા મળે છે. આ બાબત બૅબિલોનની અસર પુરવાર કરે છે, કારણ કે વિદ્વાનોના મતે ક્રાંતિવૃત્તનું રાશિમાં વિભાજન એ બૅબિલોનની નીપજ છે, જ્યારે નક્ષત્રો એ ભારતની પોતાની શોધ છે. રાશિચક્ર(zodiac)ની બાર સંજ્ઞાઓ ઉપરાંત, વર્ષની ખરી લંબાઈ, દિવસની લંબાઈ અને તિર્યક આરોહણ(oblique ascensions)ની ગણના માટેના સાચા નિયમો, ‘અહર્ગણ’ રીતથી સરેરાશ રેખાંશોનો નિર્ણય, આકાશીય ગોલકના નિર્દેશન વડે ગ્રહોની ગતિનો અભ્યાસ, મોટાં અને નાનાં વર્તુળોના અને ઉત્કેન્દ્રવૃત્ત (eccentric circle) તથા અધિચક્ર કે પ્રતિવૃત્ત(epicycle)ના ભૌમિતિક નમૂનાઓ, લંબન યા ભેદાભાસ (parallax)ના વિચારો અને તેની ગણતરી, તથા સૂર્ય અને ચંદ્ર-ગ્રહણોની ગણતરીઓ વગેરે પણ આ પાંચ સિદ્ધાંતગ્રંથોમાં જોવા મળે છે. આ બધાને કારણે ખગોળશાસ્ત્ર અને ગણિતશાસ્ત્રનો સમન્વય ગાઢ બન્યો. ખગોળવિદ્યાના ગ્રંથોમાં ગણિતવિદ્યાનાં થોડાં પ્રકરણો ઉમેરવાનું અનિવાર્ય બની ગયું. આ પદ્ધતિ એટલી હદ સુધી વિકસાવવામાં આવી કે આવતી કેટલીક સદીઓ માટે આ બંને વિદ્યાઓને જુદી ન પાડી શકાય તેવું બન્યું. કેટલાક વિદ્વાનોના મતે મૂળ આવા 18 સિદ્ધાંતો આ કાલમાં રચાયા હોવા જોઈએ. આ જ કાલખંડની આરંભની સદીમાં – સંભવત: ઈસુની પહેલી યા બીજી સદીમાં, અદ્વિતીય કહી શકાય એવી શૂન્ય પર આધારિત દશાંશ (decimal) અંકપદ્ધતિની શોધ કોઈક અજ્ઞાત ભારતીય દ્વારા થઈ હોવાનું મનાય છે. આ જ કાલખંડમાં ‘ચરકસંહિતા’ (ઈસુની પહેલી-બીજી સદી) તથા ‘સુશ્રુતસંહિતા’ (ઈસુની બીજી-ત્રીજી સદી) જેવા આયુર્વેદના ઉત્તમ ગ્રંથો મળે છે; પરંતુ ખગોળનો એક પણ ગ્રંથ મળતો નથી. સંભવ છે કે ખગોળપ્રવૃત્તિ મંદ પડી ગઈ હોય અથવા ખગોળગ્રંથોનો નાશ કરી દેવાયો હોય કે પછી કાલની થાપટો ખાઈને તે લુપ્ત થઈ ગયા હોય. આ અનુવૈદિક કાલને આપણે રૂઢિજન્ય વિચારોને નવો ઓપ આપતો કાલ કહી શકીએ. સિદ્ધાંતગ્રંથોએ પરંપરાગત ભારતીય ખગોળમાં આમૂલ પરિવર્તન કરી નાખ્યું.

(4) નવા સિદ્ધાંતગ્રંથોનો કાલ (ઈ.સ. 500થી ઈ.સ. 1200) : પ્રાચીન ભારતના ખગોળનો આ કાલખંડ સુવર્ણકાલ યા ઉત્તમ કાલ કહી શકાય. આ કાલના આરંભમાં ગુપ્તકાલ જોવા મળે છે. હકીકતે ગુપ્તકાલ આ કાલખંડથી પણ પહેલાં ઈ. સ. 4થી સદીથી 8મી સદીના અંત પર્યંત વિસ્તરેલો હતો. આ કાલમાં વિજ્ઞાન, કલા અને સાહિત્યનો વિકાસ ચરમસીમાએ પહોંચ્યો. ગુપ્તવંશના શાસનના આ કાલમાં ખગોળવિદ્યાને રાજ્યાશ્રય મળતાં, એનો અભૂતપૂર્વ વિકાસ થયો. આ કાળમાં અને એ પછીના કાલમાં (હકીકતે, ઈ. સ. 400થી 1600 સુધી) પણ ભારતીય ખગોળ પર ગ્રીક અસર વરતાય છે. તેમ છતાંય આ કાલખંડમાં ઘણું મૌલિક સંશોધન થયું અને કેટલાક ખગોળગ્રંથોના અરબીમાં અનુવાદ થયા, જે સ્પેન દેશનાં વિદ્યાકેન્દ્રોમાં પહોંચ્યા અને પાછળથી લૅટિનમાં પણ અનૂદિત થઈ સમગ્ર યુરોપમાં પ્રસિદ્ધિ પામ્યા. ‘જીવા’ (chord) જેવો ગણિતનો સંસ્કૃત શબ્દ અરબીમાં ‘જ-બ’ બન્યો જે લૅટિનમાં અપભ્રંશ થઈ ‘સિનુસ્’ બન્યો અને અંગ્રેજીમાં અર્થફેર થઈ આધુનિક ત્રિકોણમિતિમાં પ્રયોજાતો ‘સાઇન’ બન્યો. આમ ઘણા સંસ્કૃત શબ્દો યુરોપ પહોંચ્યા, તો ગ્રીક ‘કેંટ્રન’ પરથી ‘કેન્દ્ર’ શબ્દ બન્યો. હેલિ, હોરા, ક્રિય, તાબુરિ, કૌર્ય્ય, તૌક્ષિક જેવા ગ્રીક-બૅબિલોનિયન શબ્દો પણ સંસ્કૃતમાં ઊતરી આવ્યા. આ કાલખંડમાં આર્યભટ્ટ (ઈ. સ. 476), વરાહમિહિર (505), ભાસ્કર પ્રથમ (લગભગ 600), બ્રહ્મગુપ્ત (598), મહાવીરાચાર્ય (850), શ્રીધરાચાર્ય (991) અને ભાસ્કરાચાર્ય (1114) જેવા ગણિત-ખગોળના ધુરંધરો જોવા મળે છે. આ ઉપરાંત પ્રભાકર, હરિદત્ત, દેવકર્ય, લલ્લ, ગોવિંદસ્વામી, શંકરનારાયણ, પૃથૂદકસ્વામી, વટેશ્વર, મુંજાલાચાર્ય, શ્રીપતિ, ભટ્ટોત્પલ, વિજયનંદિન્, આર્યભટ્ટ દ્વિતીય, સોમેશ્વર, શતાનંદ વગેરે તથા 12મી સદીમાં, ભાસ્કરાચાર્ય પછી મલ્લિકાર્જુન, સૂરિ, સૂર્યયજ્વા અને કંડેશ્વર નામના ખગોળશાસ્ત્રીઓ જોવા મળે છે. આધુનિક ‘સૂર્યસિદ્ધાંત’ (લેખક અજ્ઞાત) પણ લગભગ ઈ. સ. 700માં લખાયો હોવાનું મનાય છે; પરંતુ ભાસ્કરાચાર્યના મૃત્યુ સાથે જ ભારતીય ગણિત અને ખગોળના આ સુવર્ણયુગનો અંત આવેલો કહી શકાય. હવે પછીના કાલમાં વિજ્ઞાનની મૌલિક કૃતિઓની રચના મંદ પડી ગઈ. માત્ર પ્રાચીન ગ્રંથો પર કરેલી ટીકાઓ જ વધુ જોવા મળે છે. તો સામે પક્ષે 12મી સદી પછી આરબ લોકોમાં ખગોળ અંગેની પ્રવૃત્તિ ધીમી પડવા માંડી અને પછી તો સાવ જ મંદ બની ગઈ, ત્યારે 13મી સદીમાં યુરોપમાં નવજીવન અને નવજાગૃતિનો કાલ શરૂ થઈ ગયો હતો.

(5) મધ્યયુગ (ઈ. સ 1200થી ઈ. સ. 1800) : આ કાલના ઉત્તરાર્ધમાં, એટલે કે ઈ. સ. 1600થી 1800 સુધી ભારતીય ખગોળ પર ઇસ્લામી ખગોળની અસર વરતાય છે. વળી, ગ્રીક અસર પણ ચાલુ રહે છે. આ સમયગાળામાં મહેન્દ્રસૂરિ (1350), નીલકંઠ સોમયાજી (1450), મકરંદ (1478), ગણેશ દૈવજ્ઞ (1520), સમ્રાટ જગન્નાથ (1652) અને સવાઈ જયસિંહ દ્વિતીય (1686) જેવા ખગોળશાસ્ત્રીઓ મળે છે. પૃથ્વી પોતાની ધરી પર ઘૂમે છે એવા આર્યભટ્ટના ક્રાંતિકારી વિધાનને વરાહમિહિર, બ્રહ્મગુપ્ત સહિત ઘણાબધા ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રીઓએ સ્વીકાર્યું નથી; ત્યારે આર્યભટ્ટનું સમર્થન કરનાર મક્કીભટ્ટ (1377) પણ આ જ કાળમાં થઈ ગયા. આ ઉપરાંત, માધવ, મદનપાલ, ‘વાર્ષિકતંત્ર’નો રચયિતા વિદ્ણ, કેરળ કુળના પ્રખ્યાત ખગોળશાસ્ત્રીઓમાંના એક તે પરમેશ્વર (પરમાદીશ્વર), રામકૃષ્ણ અર્ઘ્ય, ચક્રધર, જ્યેષ્ઠદેવ, શંકર વારિયર, ભૂધર, મહારાષ્ટ્રીય કુળના પ્રખ્યાત એવા દિવાકર કુટુંબના ખગોળશાસ્ત્રીઓ, સૂર્યદેવ, અચ્યુત, પિશારોટી, કેરળના પ્રખ્યાત નીલકંઠના લઘુબંધુ રામ દૈવજ્ઞ, મુનીશ્વર, ઇસ્લામી ગણિત-ખગોળના પંડિત કમલાકર, વિશ્વનાથ, ચંડીદાસ, પુત્તુમન સોમયાજી વગેરે ખગોળશાસ્ત્રીઓ પણ આ કાળમાં થઈ ગયા. મહારાજા સવાઈ જયસિંહ અને શંકર વર્માના જન્મ(ઈ. સ. 1800)થી આ કાલખંડનો અંત આવે છે. વેદપરંપરાના જૂના વેધકારો અને ખગોળશાસ્ત્રીઓમાં સવાઈ જયસિંહ છેલ્લો ગણી શકાય. આ કાલખંડ પછી ભારતમાં ખગોળવિદ્યાનો આધુનિક યુગ શરૂ થયો એમ કહી શકાય. આ જ કાલખંડમાં કવિ ફૈજી દ્વારા ભાસ્કરાચાર્ય-રચિત ‘લીલાવતી’નો ફારસીમાં અનુવાદ મળે છે તો ‘આઇને-અકબરી’માં ખગોળશાસ્ત્રીય વિચારો જોવા મળે છે. આ જ કાળમાં ઇસ્લામી જગતમાં ઉમર ખય્યામ (12મી સદી), નાસિરુદ્દીન (13મી સદી) તથા ઉલુઘબેગ (1394-1449) જેવા ઉત્તમ વેધકારો અને ખગોળ-સારણીઓ તૈયાર કરનાર ખગોળવેત્તાઓ મળે છે. સવાઈ જયસિંહને ‘જંતરમંતર’ (વેધશાળા) સ્થાપવાની પ્રેરણા ઉલુઘબેગે સમરકંદમાં બાંધેલી વેધશાળા પરથી મળી હતી. ઈ. સ. 15મી સદી પછી પશ્ચિમના દેશોમાં  ખાસ તો યુરોપમાં ખગોળનું પુનરુત્થાન થવા લાગ્યું. આમાં કૉપરનિકસ (1473-1543), ટાયકો બ્રાહી (1546-1601), ગૅલિલિયો (1564-1642), યોહાન્નીસ કૅપ્લર (1571-1630), આઇઝેક ન્યૂટન (1642-1727), એડમંડ હેલી (1656-1742) વગેરે પ્રખર ખગોળશાસ્ત્રીઓનો ફાળો અનન્ય છે, જેમણે સમગ્ર વિશ્વના ચિત્રને આધુનિક રૂપમાં રજૂ કર્યું. યુરોપમાં ટેલિસ્કોપની શોધ બાદ જે ખગોળપ્રગતિ થઈ તેની સાથે ભારત કદમ મિલાવી શક્યું નહિ તેને પરિણામે ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રનો જૂનો વારસો ત્યાં જ થંભી ગયો. અહીં એ નોંધવું રસપ્રદ થશે કે જયસિંહને ખગોળનો નાદ લગાડનાર સમ્રાટ જગન્નાથ મહારાષ્ટ્રીય બ્રાહ્મણ હતા તો એવા જ બીજા કેવલરામ નામના ખગોળશાસ્ત્રી ગુજરાતના હતા. ઈ. સ. 1725થી જયસિંહ સાથે જોડાયેલા કેવલરામે ખગોળ પર આઠ ગ્રંથો લખ્યા છે.

ભારતના ખગોળશાસ્ત્રના ઇતિહાસના આ પાંચ કાલખંડો પછી અંતિમ તબક્કો ઈ. સ. 1800થી એટલે કે અંગ્રેજોની દિલ્હી પર હકૂમત સ્થપાવાનો આરંભ થયો ત્યારથી શરૂ થઈ અર્વાચીન કાળ સુધી વિસ્તરે છે. આ કાલખંડમાં પશ્ચિમના ખગોળની અસર હેઠળ ભારતનાં વિવિધ સ્થળોએ વેધશાળાઓ સ્થપાઈ, ટેલિસ્કોપથી સજ્જ આવી સૌપ્રથમ વેધશાળા માઇકેલ ટોપિંગ (1747-1796) દ્વારા ઈ. સ. 1792માં મદ્રાસ (ચેન્નાઈ) ખાતે સ્થાપવામાં આવી. ‘મદ્રાસ વેધશાળા’ તરીકે ઓળખાતી આ વેધશાળામાં ચિંતામણિ રઘુનાથચારી નામનો એક ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રી પણ હતો. એના નામે કેટલાંક મહત્વનાં ખગોલીય સંશોધનો નોંધાયાં છે. સવાઈ જયસિંહની પણ પહેલાં, ભારતની ધરતી પર ટેલિસ્કોપનો કદાચ સર્વપ્રથમ ઉપયોગ કરનાર ફાધર રિચો (1633-1693) નામનો ફ્રાંસનો એક પાદરી હતો. આ કાલખંડમાં પ્રાચીન પરંપરાના ઘણાબધા ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રીઓ થઈ ગયા પણ એમાંથી મોટા ભાગનાએ પ્રાચીન ભારતીય ખગોળસંબંધિત ગ્રંથો કે પુરાણા ખગોળ-સાહિત્યને ધ્યાનમાં રાખીને જ સંશોધનો કર્યાં છે. તેમ છતાં બાપુદેવ શાસ્ત્રી (ઈ. સ. 1821), કેરો લક્ષ્મણ છત્રે (1824), ચંદ્રશેખર સિંહ સામંત (1835), શંકર બાલકૃષ્ણ દીક્ષિત (1853), વ્યંકટેશ બાપુજી કેતકર (1854), લોકમાન્ય ટિળક (1856) વગેરે પંડિતો નોંધપાત્ર છે. અહીં નોંધવું રસપ્રદ થશે કે પ્લૂટો ગ્રહની શોધ 1930માં થઈ; પરંતુ એના સૈદ્ધાંતિક અસ્તિત્વની વાત વ્યંકટેશ બાપુજી કેતકરે છેક 1912માં કરી હતી.

ખગોળના જે કેટલાક વ્યવહારુ ઉપયોગ છે એ પૈકી ‘દિશાજ્ઞાન’ અને ‘સમયજ્ઞાન’ મુખ્ય છે. એમ કહેવાય કે આકાશી પિંડોના ‘સ્થિતિમાપક’ અને ‘ગતિમાપક’ પ્રકારનાં સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણોએ આ બંને બાબતો તારવી આપી. પ્રાચીન ઇજિપ્ત, બૅબિલોન યા ખાલ્ડિયા (મેસોપોટેમિયા), ચીન, ભારત જેવી અતિ પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓ હોય કે મધ્ય અમેરિકા અને દક્ષિણ અમેરિકાના ઉત્તર ભાગે વસેલી મય જેવી પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓ હોય કે પછી અન્ય પ્રાચીન પ્રજાઓ હોય, એ દરેકે આકાશી પિંડોનો આ ર્દષ્ટિથી અભ્યાસ કરેલો જોવા મળે છે. આ બધી પ્રજાઓ એક કાળે જ્યારે રઝળતી હતી ત્યારે કે પછી સ્થળાંતર અથવા મુસાફરી દરમિયાન એમને દિશાજ્ઞાન જરૂરી હતું. પ્રાચીન ભારતની વાત કરીએ તો ધાર્મિક વિધિઓ માટેના યજ્ઞોની વેદીઓ અમુક ચોક્કસ દિશામાં જ રાખવાનો આગ્રહ રખાતો તો વળી, અમુક વિધિઓ અથવા યજ્ઞો એક દિવસ, કોઈક એક વર્ષ તો વળી કોઈક પાંચ વર્ષ સુધી ચાલતા. આ માટે સમયની વિવિધ અવધિ જાણવી જરૂરી હતી. વળી, ખેતીનું સમયપત્રક તૈયાર કરવા પણ દરેક પ્રાચીન પ્રજાને સમયજ્ઞાનની જરૂર પડતી. આમ, ખોરાક પછી પ્રાચીન માનવી માટે ‘દિશાજ્ઞાન’ અને ‘સમયજ્ઞાન’ જેવી બાબતો અત્યંત જરૂરી હતી.

આ બાબતોના સંદર્ભે ભારતની વાત કરીએ તો એવું કહી શકાય કે આકાશી પદાર્થો અંગેની વિચારણા છેક હડપ્પાકાલ અથવા એથીય પહેલાંના કાલથી શરૂ થઈ હોવી જોઈએ. આપણે અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો તે નિષાદ સંસ્કૃતિ અને ભૂમધ્ય સાગરીય દ્રવિડ સંસ્કૃતિની સૃષ્ટિરચના અંગેની વિવિધ કથાઓ, ઈંડામાંથી વિશ્વની ઉત્પત્તિની કથાઓ વગેરે એમની ખગોળજિજ્ઞાસા સૂચવે છે. ભૂમધ્ય સાગરીય દ્રવિડોને આકાશી ગ્રહોનો પણ પરિચય હતો. વળી, તેઓ તરાપા, હોડીઓ અને જહાજ બનાવી સમુદ્રો ખેડતા હોવાનું સૂચવે છે કે એમને ખનૌવહનવિદ્યા(navigational astronomy)નો પણ પરિચય હોવો જોઈએ. આ પ્રજાનો ભારતીય સંસ્કૃતિ પર ઘણો પ્રભાવ હોવાનું મનાય છે. હડપ્પા સંસ્કૃતિની લિપિ હજુ આજેય ઉકેલી શકાઈ નથી; પણ મળેલાં લખાણોનાં લક્ષણો પરથી કેટલાક વિદ્વાનો તેમાંની ભાષા દ્રાવિડી હોવાનું માને છે. અણઊકલી હડપ્પા-લિપિને કારણે એ સંસ્કૃતિનાં જ્ઞાનવિજ્ઞાન અંગે કશું ચોક્કસ કહી શકાય તેમ નથી. તેમ છતાંય, લોથલમાંનું દરિયાઈ બંદર માનવનિર્મિત સહુથી જૂનું બંદર માનવામાં આવે છે તે, અને છેક બૅબિલોનમાંથી મળી આવેલી હડપ્પા સંસ્કૃતિની કેટલીક મુદ્રાઓ દર્શાવે છે કે આ પ્રજાને દરિયો ખેડવા માટેનું જરૂરી એવું દિશાજ્ઞાન હતું જ. વળી, વિદ્વાનોના મતે અથર્વવેદ(રચનાકાળ સંભવત: ઈ. પૂ. 800થી ઈ. પૂ. 600)ની ઘણી વાતો આર્યેતર સંસ્કૃતિ પર આધારિત છે અને આ ગ્રંથ અગાઉના એક પણ ગ્રંથમાં 28 નક્ષત્રોની સૂચિ જોવા મળતી નથી એટલે એવું અનુમાન કરી શકાય કે હડપ્પાકાલના લોકોને નક્ષત્રોનું આછુંપાતળું જ્ઞાન હોવું જોઈએ. આ ઉપરાંત, કેટલાક લિપિવિદોએ સિંધુ અથવા હડપ્પા સંસ્કૃતિની મુદ્રાઓમાં કૃત્તિકા-નક્ષત્રના પ્રતીકને ઓળખવાનો દાવો પણ કર્યો છે. આ બધું માનવા પ્રેરે છે કે, અખંડ ભારતમાં આજથી આશરે સાડાચાર હજાર વર્ષ પહેલાં કે સંભવત: એથીય થોડાં વધુ વર્ષ પહેલાં ખગોળશાસ્ત્રનો પાયો નંખાયો હતો.

વૈદિક સાહિત્ય દર્શાવે છે કે પ્રાચીન ભારતીયોને છ ઋતુઓના ચક્રનો, ચંદ્રની તિથિઓનો, લાંબા-ટૂંકા દિવસોનો તેમજ વર્ષની અવધિનો અને એ રીતે સમયજ્ઞાનનો સારો ખ્યાલ હતો. તૈત્તિરીય બ્રાહ્મણમાં અર્ધમાસ, અહોરાત્ર (દિવસ-રાત) અને નક્ષત્રોની ચર્ચાની સાથે સાથે પૂર્ણિમા, અષ્ટકા અને અમાવસ્યા વગેરે તિથિઓની ચર્ચા જોવા મળે છે, તો तस्मादादित्य: षण्मासो दक्षिणेनैति षडुतरेण એટલે કે સૂર્ય છ મહિના ઉત્તર તરફ અને છ મહિના દક્ષિણ તરફ જતો હોવાના ઉલ્લેખો પણ મળે છે. સૂર્યની ઉત્તરાયણ અને દક્ષિણાયન ગતિઓના ઉલ્લેખ એટલે કે ‘સ્થિતિમાપક’ અને ‘ગતિમાપક’ પ્રકારનાં નિરીક્ષણો આમ તો ઋગ્વેદ સહિત સમગ્ર વૈદિકકાલીન સાહિત્યમાં જોવા મળે છે. પણ કૌષીતકિ બ્રાહ્મણમાં સૂર્યોદય-બિંદુની રોજેરોજ બદલાતી સ્થિતિ કે ગતિનું ઘણું જ સચોટ વર્ણન જોવા મળે છે.

વર્ષનો લાંબામાં લાંબો દિવસ ‘દક્ષિણાયન’ના આરંભનો દિવસ, જ્યારે ટૂંકામાં ટૂંકો તે ‘ઉત્તરાયણ’ના આરંભનો દિવસ. તેવી રીતે વર્ષના બે દિવસ એવા કે જ્યારે દિવસ અને રાત એકસરખી લંબાઈનાં થાય. એ દિવસોએ સૂર્ય બરાબર પૂર્વમાંથી ઊગે અને બરાબર પશ્ચિમમાં આથમે. આ બંને વિશિષ્ટ દિવસો તે ‘વિષુવદિન’. પછી જેમ ઉત્તરાયણ સાથે શિશિર ઋતુનો આરંભ થાય, તેમ દક્ષિણાયન સમયે વર્ષાઋતુનો આરંભ થાય. આ રીતે, બે વિષુવદિન પૈકી  એકનો આરંભ વસંતઋતુની અધવચ્ચે થાય, જ્યારે બીજાનો શરદઋતુની મધ્યે થાય. આમ વર્ષના આ ચાર દિવસો સાથે ઋતુનો સંબંધ જોડવામાં આવ્યો. બે વિષુવદિન પૈકીનો એક તે વસંતસંપાતદિન અને બીજો તે શરદસંપાતદિન.

તારાઓના ઉદયનું નિરીક્ષણ એ કાળે થતું હોવાનું તૈત્તિરીય બ્રાહ્મણમાં એક સ્થાને બહુ સ્પષ્ટપણે લખ્યું છે. આમ વર્ષના આ ચાર વિશિષ્ટ દિવસોએ અને ખાસ તો વસંતસંપાતના દિવસે સૂર્ય કયા નક્ષત્રમાં છે એનું જ્ઞાન પ્રાચીન ભારતીયો ધરાવતા હતા એવું સ્પષ્ટ થાય છે. આ અંગેની નોંધો પણ પ્રાચીન સાહિત્યમાં જોવા મળે છે. તે પરથી કહી શકાય કે વસંતસંપાત એક સમયે મૃગશીર્ષ નક્ષત્રમાં થતો હતો, પણ ત્યાર બાદ તે કૃત્તિકા નક્ષત્રમાં થવા લાગ્યો હતો અને સૌથી પહેલાં એ પુનર્વસુ નક્ષત્રમાં થતો હોવાના ઉલ્લેખો સાંપડે છે. આનો અર્થ એ થયો કે ઈ. પૂ. પાંચ હજાર કે એથીય વધુ એટલે કે ઈ. પૂ. છ હજાર વર્ષ જેટલા જૂના કાળમાં ભારતીય પ્રજાને વસંતસંપાતનું, ઋતુઓનું તેમજ નક્ષત્રોનું ઉત્કૃષ્ટ નહિ તો, સામાન્ય જ્ઞાન હતું ખરું.

ઋગ્વેદમાં 27 નક્ષત્રોની સૂચિ તો મળતી નથી, પણ ક્યાંક ક્યાંક અઘા (મઘા), અર્જુની (ફાલ્ગુની) જેવાં નક્ષત્રોનો ઉલ્લેખ આવે છે. પાછળથી રચાયેલા તૈત્તિરીય બ્રાહ્મણમાં પૂરેપૂરાં 27 નક્ષત્રોની યાદી જોવા મળે છે. અથર્વસંહિતામાં અલબત્ત, 28 નક્ષત્રો ગણેલાં છે. ‘અભિજિત’ને‘ 28મું નક્ષત્ર માન્યું છે. એવું જણાય છે કે શરૂઆતમાં 28, પણ પાછળથી 27 ચાંદ્ર નક્ષત્રો સ્વીકારાયાં હશે. ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’માં એક અદભુત સૂત્ર આમ આપ્યું છે : जौद्राग: खे इवे ही रोषा चिन्भूषकण्य: सूमाधान: । रेमृघास्वापोज: कृष्णोहज्येष्ठा इत्यूक्षालिंगै: ।।

આમાં નક્ષત્રસૂચક અક્ષર નક્ષત્રના નામનો પ્રથમ, મધ્ય કે પછી અંતિમ અક્ષર સૂચવે છે. જ્યાં એક જ નામનાં બે નક્ષત્રો હોય, ત્યાં નક્ષત્રના દેવને અનુરૂપ અક્ષર પસંદ કરાયો છે. આમ પૂરેપૂરાં 27 નક્ષત્રોનાં નામ આપેલાં છે.

ચાંદ્ર નક્ષત્રોની આ પદ્ધતિ પ્રાચીન ચીન તેમજ અરબી ખગોળશાસ્ત્રમાં પણ જોવા મળે છે અને એનું થોડું ભિન્ન રૂપ પ્રાચીન મેસોપોટેમિયા, મિસર અને ઈરાનમાં પણ જોવા મળે છે. ચંદ્રમાર્ગને વિભાજિત કરવાની પદ્ધતિના મૂળ શોધક કોણ તે અંગે વિદ્વાનો એકમત નથી; પરંતુ ભારતીય મહિનાઓનાં નામ નક્ષત્રો પરથી પાડેલાં છે અને દુનિયાના કોઈ પણ દેશમાં આ પ્રકારે માસનામ પડેલાં નથી. બીજા વિવાદમાં ન ઊતરીએ તો એવું કહી શકાય કે નક્ષત્રો ભારતની પોતાની શોધ છે અને આની એક વિશિષ્ટતા એ છે કે રાતના આકાશને જોઈને કહી શકાય છે કે કયો મહિનો ચાલે છે.

એ ખરું કે રાશિનામ અને વારનાં નામ ખાલ્ડિયા કે બૅબિલોનના લોકો તરફથી દુનિયાને મળ્યાં છે. પણ એનો અર્થ એવો નથી કે પ્રાચીન ભારતીયો રાશિઓથી પરિચિત ન હતા. પોતાની ખગોલીય ગણતરીઓ માટે એમણે ચંદ્રનો આધાર લીધેલો હોવાથી વર્ષગણના માટે ઋતુવર્ષનો તેમજ માસસંક્રાંતિ માટે એટલે કે સૂર્યનું એક રાશિમાંથી બીજી રાશિમાં જવું તે માટે એમણે સૂર્યનો આધાર પણ લીધો છે. બાર સંક્રાંતિના બાર સરખા ભાગ માટે રવિમાર્ગના બાર ભાગ પાડવામાં આવ્યા હતા. આ પ્રત્યેકનાં નામ બૅબિલોનવાસીઓ પાસેથી લીધાં હોય તેમ લાગે છે અને તે પણ બહુ પાછળથી, એટલે કે ઈ. સ. 400ના અરસામાં. કદાચ આ કારણે જ, વૈદિક સાહિત્યમાં અને ‘વેદાંગજ્યોતિષ’માં તેમજ મહાભારતમાં પણ, બાર રાશિનામોનો ઉલ્લેખ જોવા મળતો નથી અને એટલે જ, ભારતના પ્રાચીન સાહિત્ય કે પુરાણોમાં નક્ષત્રોને લગતી જેવી અને જેટલી કથાઓ મળે છે તેવી અને તેટલી રાશિઓ અંગે મળતી નથી. મહાભારતમાં વારનાં નામ પણ ક્યાંય દેખાતાં નથી.

वेदमासो धृतव्रतो द्वादश प्रजावतः ।। वेदा य उपजायते ।।  (જે વ્રતાવલમ્બન કરીને પોતપોતાના ફળોત્પાદક બાર મહિનાઓને જાણે છે અને ઉત્પન્ન થનાર તેરમા મહિનાને પણ જાણે છે.) અધિક માસનો ઉલ્લેખ આ રીતે છેક ઋગ્વેદમાં પણ જોવા મળે છે. વાજસનેયી સંહિતામાં પણ આવો ઉલ્લેખ જોવા મળે છે. તાંડ્ય બ્રાહ્મણમાં વર્ષના દિવસોની સંખ્યા યોગ્ય રાખવા માટેના ઉલ્લેખ જોવા મળે છે.

ચંદ્ર સ્વયંપ્રકાશિત નથી, પણ સૂર્ય વડે પ્રકાશે છે એનું જ્ઞાન પણ આ કાળના લોકો ધરાવતા હતા અને આ જ કારણે તૈત્તિરીય સંહિતામાં ચંદ્રનો ઉલ્લેખ ‘સૂર્યરશ્મિ’ તરીકે થયો છે. મતલબ કે એવો પિંડ કે જેના પર સૂર્યનાં કિરણો પડતાં હોય. सूर्यरश्मिश्चंद्रमा गंधर्वः।। (ચંદ્રમા કે ગંધર્વને સૂર્યરશ્મિ કહેવાય છે.) ઐતરેય બ્રાહ્મણમાં અમાવસ્યાનું કારણ તથા તિથિની વ્યાખ્યા પણ જોવા મળે છે. ઋક્સંહિતામાં તથા શતપથ બ્રાહ્મણમાં સપ્તર્ષિ તારામંડળના ઉલ્લેખો જોવા મળે છે. કલ્પસૂત્રોના એક વિભાગ એવા ‘ગૃહ્ય-સૂત્ર’માં નવપરિણીતોના અવિચળ પ્રેમના સંદર્ભમાં ધ્રુવ-તારાનો ઉલ્લેખ પણ આવે છે.

પાછળથી જૈન ખગોળવિદ્યામાં બે સૂર્યની કલ્પના કેવી રીતે પ્રવેશી ગઈ તે પ્રશ્ન છે; પરંતુ દુનિયામાં એક જ સૂર્ય હોવાનું બહુ સ્પષ્ટપણે ઋગ્વેદમાં લખેલું છે. વળી, ઋગ્વેદમાં ક્યાંય ‘રાહુ’ અને ‘કેતુ’નો ઉલ્લેખ નથી. તેવી જ રીતે, એમાં ‘ગ્રહ’ શબ્દ પણ મળતો નથી; પરંતુ એ કાળમાં જ, ગૌતમના પુત્ર વામદેવ દ્વારા ગુરુ(ગ્રહ)ની શોધનો ઉલ્લેખ સાંપડે છે. તૈત્તિરીય બ્રાહ્મણમાં બૃહસ્પતિ(ગુરુ)ના જન્મની કથાનો પણ ઉલ્લેખ થયો છે; જેમ કે : बृहस्पति: प्रथमं जायमान: ।। तिष्यं नक्षत्रमभिसंबभूव ।।  અર્થાત્ ‘જ્યારે બૃહસ્પતિ પહેલાં પ્રકટ થયો ત્યારે (તે) તિષ્ય (પુષ્ય) નક્ષત્રની પાસે હતો.’ આનો અર્થ એવો થયો કે ગુરુ ગ્રહ વડે પુષ્ય તારો ઢંકાયો હશે અને પછી બે-ચાર કલાકે એનાથી દૂર હઠી ગયો હશે. એક ખગોલીય પિંડ વડે બીજો ખગોલીય પિંડ ઢંકાવાની આ ઘટનાને આજે આપણે ‘પિધાન’ (occultation) કહીએ છીએ. આ બાબત બહુ સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણ સૂચવે છે. તેવી જ રીતે, શુક્રનો ‘વેન’ તરીકે ઉલ્લેખ થયો છે. શતપથ બ્રાહ્મણમાં શુક્રની વાત આવે છે. ઋગ્વૈદિક આર્યોએ મંગળ, શુક્ર, શનિ અને ગુરુને જરૂર ઓળખી કાઢ્યા હતા એવું અનુમાન કરી શકાય. જોકે આ લોકો ગ્રહોનું ગણિત જાણતા ન હતા. મતલબ કે ગ્રહોની ભવિષ્યકાલીન સ્થિતિ કેવી હશે તેની આગાહી કે ગણતરી તેઓ કરી શકતા ન હતા. મહાભારતમાં ગ્રહો સંબંધી લખ્યું છે.

વૈદિક સાહિત્યમાં વિશ્વની રચના અને ઉત્પત્તિ અંગેની પરિકલ્પનાઓ પણ જોવા મળે છે. આજનું વિજ્ઞાન આવી પરિકલ્પનાઓ કરે છે જે ‘બ્રહ્માંડઉત્પત્તિ’ અથવા ‘વિશ્વસૃષ્ટિ’ (cosmogony) કહેવાય છે. વળી, ઋૃક્સંહિતામાંના તથા બ્રાહ્મણગ્રંથો તથા ઉપનિષદોમાંના કેટલાક ઉલ્લેખો સૂચવે છે કે પૃથ્વી ગોળ હોવાનું જ્ઞાન પણ આ કાલના લોકોને હોવું જોઈએ.

આ કાલના લોકો ગ્રહણો, ઉલ્કાપાત તથા ધૂમકેતુઓ જેવી આકાશી ઘટનાઓથી પણ પરિચિત હોવા જોઈએ. ગ્રહણોની ચર્ચા વેદોમાં જોવા મળે છે; પરંતુ એ થવાનાં કારણોની એમને ખબર ન હતી. આ અંગેનો એક અપવાદરૂપ ઉલ્લેખ ઋગ્વેદસંહિતામાં જોવા મળે છે. એનાથી અનુમાન કરી શકાય કે અત્રિ કે અત્રિના પુત્ર અથવા એમના વંશજો ગ્રહણ અંગેની અમુક ગણતરી માંડી શકતા હશે અને અગાઉથી એના અંત સંબંધી આગાહી કરી શકતા હશે. અથર્વસંહિતામાં ઉલ્કા અને ધૂમકેતુની વાત આવે છે. મહાભારતમાં પણ ગ્રહો, ધૂમકેતુઓ અને તારાઓનું વર્ણન આવે છે. ગર્ગ, પરાશર, અસિત, દેવલ, ઉદ્દાલક, કશ્યપ વગેરે ઋષિઓ સાથે ધૂમકેતુઓને સાંકળવામાં આવ્યા છે.

આ બધા ઉલ્લેખો દર્શાવે છે કે ઋગ્વૈદિક કાલમાં ખગોળનો વિકાસ સારો એવો થયો હતો અને એટલે જ, યજુર્વેદમાં ખગોળજ્ઞ (જ્યોતિષી) માટે ‘નક્ષત્રદર્શ’ જેવું સંબોધન જોવા મળે છે. છાંદોગ્ય ઉપનિષદમાં ‘નક્ષત્રવિદ્યા’નો ઉલ્લેખ છે. તો વાજસનેયી સંહિતામાં આ પ્રમાણેનો ઉલ્લેખ મળે છે : प्रज्ञानाय नक्षत्रदर्श । મતલબ કે વિશેષ જ્ઞાન માટે નક્ષત્રદર્શ પાસે જાઓ. આ બતાવે છે કે એ કાળે અમુક વ્યક્તિઓ ખગોળમાં વિશેષ જાણકારી ધરાવતી હશે. ગર્ગ, પરાશર, અસિત, દેવલ, ઉદ્દાલક, કશ્યપ ઉપરાંત નારદ, ભૃગુ, મય, બૌધાયન, લગધ વગેરે એ કાલના ખગોળશાસ્ત્રીઓ હશે.

વૈદિક સાહિત્યમાં ખગોળ અંગેની જે કાંઈ છૂટીછવાઈ ચર્ચાઓ જોવા મળે છે એનાથી એટલું કહી શકાય કે આ લોકોનું ખગોળશાસ્ત્રનું જ્ઞાન કેવળ નિરીક્ષણાત્મક પ્રકારનું હતું. ખાલ્ડિયાના લોકોએ વિકસાવેલું ગ્રહગણિતનું જ્ઞાન પ્રાચીન ભારતીયોને ન હતું. આનો પુરાવો ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’ આપી રહે છે. ખગોળ ઉપરના આ પ્રાચીનતમ ગ્રંથમાં સૂર્ય અને ચંદ્રના ગણિતની જ ચર્ચા જોવા મળે છે, ગ્રહોના ગણિતની નહિ અને તે પણ સ્પષ્ટ ગણિત નથી. એમાં સૂર્યચંદ્રની ગતિની વધઘટને ગણતરીમાં લેવામાં આવી નથી અને એટલે એને વૈજ્ઞાનિક ગ્રંથ કહી શકાય નહિ, તેમ છતાંય પાંચ વર્ષની અવધિને એક ‘યુગ’ કહેવાની ચર્ચા એ યુગમાં આવતા 60 સૌર અને 2 અધિક માસના હિસાબે આવતા 62 સૌર-ચાંદ્ર માસ, એમાં આવતા કુલ દિવસો, કુલ તિથિઓ વગેરેની ગણતરીઓ ઉપરાંત ખગોળને લગતી અનેક બાબતો એમાં જોવા મળે છે. આ ગ્રંથના કર્તા અને રચનાકાળ અંગે ઘણાં અનુમાનો થતાં રહે છે પરંતુ મૂળ ગ્રંથના રચયિતા મહાત્મા લગધ હોવાનું મનાય છે અને આજે મળતો ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’ અગાઉના જ એ નામના કોઈ ગ્રંથની સંસ્કારેલી આવૃત્તિ હોવાનો સંભવ છે.

પ્રાચીન પ્રજાઓએ કરેલી ખગોલીય શોધો પૈકી એક તે સમયમાપન; જેમ કે, દિવસ-રાત અને માસ. આવો બીજો સમય-એકમ તે વર્ષ, વર્ષની લંબાઈ (વર્ષમાન) જેવી ઉપયોગી બાબત પછી ગ્રહણોની આગાહી અને રવિમાર્ગનું રાશિમાં અને નક્ષત્રમાં વિભાજન આવે છે. મિસર, બૅબિલોન, ચીન, મય વગેરે પ્રાચીન પ્રજાઓએ આવી ખગોલીય સિદ્ધિઓ હાંસલ કરી છે – કદાચ એકમેકથી સ્વતંત્રપણે. પ્રાચીન ભારતીયો પણ આ સંબંધે મૌલિક જણાય છે. તેમ છતાંય, અન્ય પ્રજાઓમાં જોવા મળતી ગ્રહણોની, સૂર્યકલંકોની તથા ધૂમકેતુઓની વ્યવસ્થિત નોંધો, તારો ફાટી પડવાની સુપરનોવા કે પછી નોવા જેવી અવકાશની વિરલ ઘટનાઓની નોંધો, આકાશમાંનાં નક્ષત્રો યા તારામંડળોના વ્યવસ્થિત તારા-નકશા વગેરેનો સમગ્ર ખગોળ-સાહિત્યમાં સદંતર અભાવ જોવા મળે છે. પ્રાચીન ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રીઓને અસ્પષ્ટ રહેલી કે સમજવામાં ન આવેલી એક અન્ય બાબત અયનચલન યા વિષુવાયન (precession) જેવી પૃથ્વીની વિશિષ્ટ ગતિ છે. આ ગતિને કારણે જ ધ્રુવતારો હંમેશાં એક જ રહેતો નથી (દા.ત., બુદ્ધ અને મહાવીરના કાલમાં એક પણ ધ્રુવ-તારો હતો જ નહિ !) અને આ ગતિને કારણે જ સંપાતો (વસંત અને શરદ) તથા અયનો (દક્ષિણાયન, ઉત્તરાયન) ધીરે ધીરે ખસતાં રહે છે, પણ ક્રાંતિવૃત્ત (રવિમાર્ગ) અચળ રહે છે ! પ્રાચીન ભારતીયોએ અયનો ચલિત છે એમ માનવાને બદલે ક્રાંતિવૃત્ત (ecliptic) ફરે છે એમ માન્યું. આ ગતિનું જ્ઞાન ગ્રીક વૈજ્ઞાનિક હિપાર્કસ(ઈ. પૂ. 190-20)ને થયું એ પહેલાં બસો વર્ષ અગાઉ બૅબિલોનના કિદિન્નૂ નામના ખગોળજ્ઞને થયું હતું; પરંતુ ભારતીયોને આનું જ્ઞાન છેક ઈસુની આઠમી કે નવમી સદીમાં થયું હતું અને એનું શ્રેય મુંજાલાચાર્ય (ઈ. સ. 930) અને પાછળથી ભાસ્કરાચાર્ય(ઈ. સ. 1150)ને ફાળે જાય છે. પ્રાચીન ભારતીયોને અન્ય અસ્પષ્ટ રહેલી બાબત ઋતુવર્ષ, સાંપાતિક વર્ષ, સાયનવર્ષ યા અયનવર્ષ (tropical year) અને નાક્ષત્રિક વર્ષ અથવા નિરયન વર્ષ (sidereal year) તરીકે ઓળખાતાં બે પ્રકારનાં વર્ષ વચ્ચેના તફાવત સંબંધી છે. એક ઋતુથી શરૂ કરી ફરી તેની તે જ ઋતુ સુધીની સમય-અવધિ તે ઋતુવર્ષ, જ્યારે સૂર્ય એક નક્ષત્રમાં હોય ત્યાંથી લગભગ 365 દિવસે તેના તે જ નક્ષત્રમાં આવી રહે એ સમયનો ગાળો તે નાક્ષત્ર વર્ષ. આ બંને પ્રકારનાં વર્ષ વચ્ચેનો તફાવત પ્રાચીન ભારતીયો તારવી શક્યા ન હતા.

આગળ જોયું તેમ, ‘વેદાંગ-જ્યોતિષ’ પછી લગભગ એકાદ હજાર વર્ષના ગાળા દરમિયાન એક પણ ભારતીય ખગોળગ્રંથ મળતો નથી. આમ, વૈદિક યુગ પછી નવા સિદ્ધાંતગ્રંથોના કાલખંડમાં જોવા મળતા ભારતીય ખગોળગ્રંથોમાં આર્યભટ્ટરચિત ‘આર્યભટ્ટીય’ સૌપ્રથમ મળે છે. ભારતીય ખગોળવારસાનો આ એક ઉત્તમ સિદ્ધાંતગ્રંથ છે. ચાર ખંડોમાં વહેંચાયેલા આ ગ્રંથમાં કુલ 121 જ શ્લોકો છે; પરંતુ એમાં વિગતો જે રીતે ઠાંસીઠાંસીને ભરી છે તે જોતાં આશ્ચર્યમુગ્ધ થઈ જવાય છે. એમાં ‘કટપયાદિ પદ્ધતિ’ એટલે કે ‘અક્ષરાંક પદ્ધતિ’ પ્રયોજેલી છે. વળી, આ ગ્રંથની બીજી વિશિષ્ટતા એ છે કે એના કર્તાએ પોતા અંગે થોડીક માહિતી આપી છે. અગાઉના એક પણ ભારતીય ગ્રંથમાં એના કર્તાએ પોતાની અંગત વાત ચર્ચવાનું ટાળ્યું છે. પૃથ્વી સૂર્યની પરિક્રમા કરે એવું એણે ભલે ન કહ્યું, પણ પૃથ્વી પોતાની ધરી પર ઘૂમે છે એવું સ્પષ્ટપણે કહેનાર એ પહેલો ભારતીય છે. આર્યભટ્ટે મહાયુગ(Great Epoch)ની સચોટ વ્યાખ્યા કરવા સાથે કાલ-વિભાગીકરણ(division of time)નું વૈજ્ઞાનિક રીતે વધુ સરળ વિભાજન કર્યું છે. એણે પોતાના ગ્રંથમાં ‘ગોલપાદ’ વિભાગના 37મા શ્ર્લોકમાં એની છેલ્લી પંક્તિમાં આમ લખ્યું છે :

छदयति शशी सूर्यं शशिनं महती च भूच्छाया ।  મતલબ કે ‘સૂર્યને ચંદ્ર ઢાંકે છે તો સૂર્યગ્રહણ થાય છે અને પૃથ્વીની છાયા ચંદ્રને ઢાંકી દે છે ત્યારે ચંદ્રગ્રહણ થાય છે.’ આમ, આજથી અંદાજે પંદરસો વર્ષ પહેલાં આર્યભટ્ટે ગ્રહણો માટેનું સચોટ કારણ આપવા ઉપરાંત, એ કાળે (અને કંઈક અંશે આજે પણ અમુક લોકોમાં) પ્રચલિત એવી ગ્રહણ માટેની રાહુકેતુને જવાબદાર ઠેરવવાની વાતને સ્વીકારી નથી. આર્યભટ્ટે વર્તુળના પરિઘ અને વ્યાસનો ગુણોત્તર ‘પાઈ’નું લગભગ સાચું મૂલ્ય કાઢ્યું છે. વળી, ખગોળમાં ઉપયોગી એવી ‘ત્રિકોણમિતિ’માં ‘જ્યા’ કે ‘ભુજજ્યા’ જેવી એક નવીન પદ્ધતિ એણે શોધી છે. આજકાલ સ્કૂલ-કૉલેજોમાં જે ત્રિકોણમિતિ ભણાવવામાં આવે છે તે આર્યભટ્ટની આ જ પદ્ધતિ પર આધારિત છે. ગ્રીક ગણિતજ્ઞોને આ પદ્ધતિનું જ્ઞાન ન હતું. ભારતની આ શોધ અહીંથી પહેલાં આરબ દેશોમાં પહોંચી અને ત્યાંથી પછી યુરોપના દેશોમાં એનો પ્રચાર થયો.

આર્યભટ્ટ પછી ભારતમાં ગણિત અને જ્યોતિષ(ખગોળ)ના વૈજ્ઞાનિક અધ્યયનની સ્વસ્થ પરંપરા શરૂ થતી જોવા મળે છે. એનો સમકાલીન યા એના પછી થયેલો વરાહમિહિર પોતે પ્રકાંડ ખગોળશાસ્ત્રી હોવા છતાંય એણે પોતાનો એક પણ ગ્રંથ રચ્યો નથી; પરંતુ ‘પંચસિદ્ધાંતિકા’ નામના સંપાદિત કરેલ ગ્રંથમાં એણે એની અગાઉના ખગોલીય ગ્રંથોનો (કે જે આજે ઉપલબ્ધ નથી) સાર આપ્યો છે. આ માટે આપણે એના ઋણી છીએ, કારણ કે જો એણે આમ ન કર્યું હોત, તો ખગોળગ્રંથના અને ખગોળની પ્રગતિના વારસાથી ભારતીયો વંચિત જ રહેત. આ કાળનો ત્રીજો પ્રખ્યાત ખગોળશાસ્ત્રી બ્રહ્મગુપ્ત છે. એ ગુજરાતનો હોવાનું મનાય છે. ‘બ્રહ્મસ્ફુટસિદ્ધાંત’ અને ‘ખંડખાદ્યક’ જેવા ખગોળગ્રંથો એણે લખ્યા છે. પાછળથી આ ગ્રંથોનો અરબીમાં અનુવાદ થયો હતો (‘અલ્ સિંદ હિંદ’ અને ‘અલ્ અર્કન્દ’ નામે). આમ, એની કીર્તિ દૂર-સુદૂર પહોંચી હતી. બારમી સદીમાં થયેલા ભાસ્કરાચાર્ય આ કાળના ચોથા પ્રખ્યાત ખગોળશાસ્ત્રી છે. ‘સિદ્ધાન્તશિરોમણિ’ અને ‘કરણકુતૂહલ’ એમના ઉત્તમ ગ્રંથો છે. ભારતીય ખગોળના આ સુવર્ણકાળખંડમાં થયેલા એક એક ખગોળશાસ્ત્રી અંગે એક એક અલગ લેખ કે ગ્રંથ ખરેખર તો લખી શકાય. આમ, હડપ્પીય કાલમાં આરંભ થયેલું ભારતીય ખગોળ વૈદિક કાલમાં વિકસીને અનુવૈદિક કાલમાં એની ચરમ સીમાએ પહોંચેલું દેખી શકાય છે અને સવાઈ જયસિંહ પછી એની અવનતિ થતી જોઈ શકાય છે.

મયસંસ્કૃતિ : ઈસુની આરંભની સદીઓ અને મધ્યયુગની વચ્ચેના સમયગાળામાં મધ્ય અમેરિકામાં કોલંબસના આગમન પહેલાં જે સંસ્કૃતિ વિકસી હતી, તેણે પણ ખગોળમાં ઠીક પ્રમાણમાં પ્રદાન કર્યું હતું. આ પ્રદેશમાંથી મળી આવેલી ઉત્કીર્ણ લેખવાળી તકતીઓ (stele) આની શાખ પૂરે છે. તેમાં આઝટેક અને મય સંસ્કૃતિઓ ખાસ ઉલ્લેખનીય છે. આ લોકો સૂર્યને મોટામાં મોટા દેવ તરીકે પૂજતા હતા અને ધાર્મિક કારણોસર આકાશના સારા નિરીક્ષક હતા. આ લોકો ગ્રહોને ઓળખી શક્યા હતા, વર્ષની લંબાઈ જાણી શક્યા હતા, ઋતુઓ અને ચાંદ્ર માસનું ચોકસાઈપૂર્વક માપ કાઢી શક્યા હતા. આ લોકો શુક્રના ગ્રહની ગતિ માપીને પોતાના પંચાંગની ચકાસણી કરતા હતા. શુક્ર ગ્રહની ગતિની 104 વર્ષો સુધીની આવી એક નોંધ પણ મળી આવેલી, જે કદાચ ઈસુની ચોથીથી આઠમી સદી વચ્ચેની હોવાનું મનાય છે. મય સંસ્કૃતિના લોકો પોતાનાં મકાઈનાં ખેતરોને દર વર્ષે રોપણી કરતા પહેલાં બાળતા હતા. બાળવાની આવી ક્રિયા ક્યારે કરવી તેના સમયનું નિર્ધારણ તેઓ સૂર્યનાં નિરીક્ષણો પરથી કરતા હતા.

સમયમાપનમાં મય લોકોએ ઘણો રસ દાખવ્યો છે. આ પ્રજા સૌર પંચાંગ અને ધાર્મિક પંચાંગ (ritual calendar) – એમ બે પ્રકારનાં પંચાંગો પ્રયોજતી હતી અને ક્યારેક આ બંનેને સંયોજતી પણ હતી. આઝટેક પ્રજા પણ આને મળતું આવતું પંચાંગ વાપરતી હતી. મય લોકોના સંવતનો અમુક કલ્પિત ઘટનાઓથી આરંભ થતો હતો. તેને માટે કોઈ ઐતિહાસિક કે ખગોલીય ઘટનાઓનો આધાર લેવામાં આવતો નહિ. પ્રાપ્ય અભિલેખો કે તકતીઓ પર કોતરેલી તારીખો કરતાં પણ એમનો સંવત સંભવત: 3,400 વર્ષ પુરાણો હોવો જોઈએ; પરંતુ એમની કાલગણના અને હાલમાં સર્વત્ર પ્રચલિત કાલગણના વચ્ચેનો સંબંધ હજુ સુધી સ્પષ્ટ થયો નથી.

તેમનાં ઉપકરણો જોકે ઘણાં પ્રાથમિક પ્રકારનાં હતાં તેમ છતાં તેમણે લીધેલા વેધો ઠીકઠીક ચોકસાઈભર્યા જણાયા છે.

મેક્સિકોમાં ચિચેન ઇટ્ઝા ખાતે એક વિશાળ ગુંબજાકાર ઇમારત આવેલી છે, જેની ઊંચાઈ 12.5 મીટર (41 ફૂટ) જેટલી છે. ઉપર ઊંચા ટાવર પર ચડવા માટે એક સર્પિલ નિસરણી પણ છે, જેના છેડે કક્ષ જોવા મળે છે. આકાશી વેધ લેવા માટેની પુરાણી વેધશાળાના આ અવશેષ ઉપરાંત, આ પ્રદેશમાં આ પ્રજાની ખગોળપ્રવૃત્તિઓની પ્રતીતિ કરાવતી અન્ય ઇમારતો કે તેમના ભગ્ન અવશેષો પણ આવેલા છે.

આઝટેક અને મય સંસ્કૃતિ સંયુક્તપણે, કોલંબસ પૂર્વેના કાલની, મધ્ય અમેરિકાની સંસ્કૃતિ (pre-Columbian civilization) તરીકે ઓળખાય છે. અન્ય દુનિયાથી અલગ પડી ગયેલી આ સંસ્કૃતિએ ખગોળમાં પોતાની આગવી રીતે પ્રગતિ કરી ખરી, પણ એનો પ્રભાવ અન્ય સંસ્કૃતિ ઉપર પડ્યો નહિ. તેમ છતાંય, આ સંસ્કૃતિ અંગે ઘણાં નવાં નવાં સંશોધનો, ઉત્ખનનો થતાં જ રહે છે. ખગોળના વિકાસમાં ભલે એનો ફાળો બહુ ન હોય, પણ ઐતિહાસિક ર્દષ્ટિએ એની નોંધ લેવી રહી.

ગ્રીક સંસ્કૃતિ : ખગોળવિદ્યામાં નવો જુવાળ બૅબિલોન અને ઇજિપ્તમાં ખગોળવિકાસની ઓટ શરૂ થઈ હતી ત્યારે ઈ. સ. પૂ. થોડી સદીઓ પહેલાં પશ્ચિમમાં એક નવી સંસ્કૃતિનો ઉદય થઈ રહેલો હતો, જે ગ્રીક સંસ્કૃતિના નામે ઓળખાય છે.

ગ્રીક લોકોએ, મધ્યપૂર્વની બૅબિલોન અને ઇજિપ્તની સંસ્કૃતિઓએ જ્યાંથી છોડ્યું હતું, ત્યાંથી શરૂઆત કરી. એમ કહેવાય કે ગ્રીક સિવાયની અન્ય પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ આકાશપિંડોનું બહુ બારીકાઈથી નિરીક્ષણ કર્યું હતું અને તેની નોંધ પણ રાખી હતી; પરંતુ, આ પિંડોની ગતિવિધિઓ થવાનાં વૈજ્ઞાનિક કે ભૌતિક કારણોની ખાસ ચિંતા કરી નહિ. વળી, બૅબિલોન સહિત અન્ય પ્રાચીન દેશોમાં વિજ્ઞાન રાજ્ય તથા ધર્મના અંકુશ હેઠળ હતું; પરંતુ તેથી ઊલટું, ગ્રીસનું વિજ્ઞાન રાજ્ય અને ધર્મથી લગભગ મુક્ત હતું. તેથી ગ્રીક ખગોળ વધુ પ્રગતિ સાધી શક્યું અને ખગોળમાં મહાન વિચારક્રાંતિનો નવો જુવાળ આવ્યો.

ઇતિહાસ દર્શાવે છે કે મેસોપોટેમિયા અને ઇજિપ્તના લોકો પાસેથી ગ્રીક લોકોએ ખગોળનું જ્ઞાન મેળવ્યું અને પછી તેને પોતાની આગવી રીતે ખીલવ્યું. આ પ્રજાઓને એકબીજીનો સંપર્ક તો હતો જ; પરંતુ, ખગોળશાસ્ત્રનો ઊગમ ગ્રીસ દેશમાં ઈ. પૂ. 600ના અરસામાં થયો ગણાય.

આ કાળમાં જે અનેક ગ્રીક ખગોળશાસ્ત્રીઓ થઈ ગયા તેમાં મુખ્ય હતા થેલ્સ (જ. ઈ. પૂ. 639, અ. 546). થેલ્સના બે સમકાલીનો તે ઍનૅક્સિમૅન્ડર અને બીજો તે ઍનક્સિમિનીઝ. તે પછી પાયથાગોરસ (ઈ. પૂ. છઠ્ઠી સદી), યુડૉક્સસ (ઈ. પૂ. 408-355), ઍનેક્સાગોરાસ (ઈ. પૂ. પાંચમી સદી), એ જ સદીના બીજા ખગોળશાસ્ત્રીઓમાં ડેમૉક્રિટસ, મિટન, હેરાક્લિટસ. ત્યાર બાદ ઍરિસ્ટોટલ (ઈ. પૂ. 384-322), ઍરિસ્ટોટલનો સમકાલીન ઍરિસ્ટાર્કસ, ઇરેસ્ટોસ્થિનીસ (ઈ. પૂ. ત્રીજી સદી), હિપાર્કસ (ઈ. પૂ. બીજી સદી) અને ક્લૉડિયસ ટૉલેમી (આશરે ઈ. સ. 100થી આશરે ઈ. સ. 178).

થેલ્સે ઇજિપ્તમાં જઈ ભૂમિતિનું તેમજ ખગોળનું જ્ઞાન મેળવ્યું હતું. તેણે ઈ. પૂ. 585ના મે માસમાં થયેલા સૂર્યગ્રહણની આગાહી કરી હતી, પણ તે ગ્રહણ કયે સ્થળે, ક્યારે અને કેવું દેખાશે વગેરે અંગે તેણે કોઈ આગાહી કરી ન હતી. સપ્તર્ષિના દર્શક તારાઓને સ્થાને ધ્રુવમત્સ્યના રક્ષક તારાઓને ધ્યાનમાં રાખી નૌકાનયન કરવાની વાત તેણે સૂચવેલી. એનું મોટું પ્રદાન સૂર્યનો વ્યાસ માપવાનું હતું.

પાયથાગોરસે ઇજિપ્ત, ખાલ્ડિયા અને ભારતનો પ્રવાસ કર્યો હતો. એણે ગ્રહોનો અભ્યાસ કર્યો હતો અને ગ્રહગતિનો સિદ્ધાંત તારવ્યો હતો, જે પાછળથી સોળમી સદીમાં કૉપરનિકસ દ્વારા સંશોધાયો હતો. પૃથ્વી ચપટી નહિ પણ ગોળ છે; એટલું જ નહિ, પણ તે પોતાની ધરી પર તેમજ સૂર્યની આજુબાજુ ફરે છે એવું તે માનતો હતો.

ઍનેક્સાગોરાસે ગ્રહણોનું સાચું સ્વરૂપ સમજાવ્યું હતું; એટલું જ નહિ, પણ ચંદ્રને પોતાનું તેજ છે જ નહિ એ હકીકત પણ તેણે તારવી હતી. સૂર્યનું ઊછીનું તેજ લઈને ચંદ્ર પ્રકાશે છે એમ કહેનાર કદાચ તે પ્રથમ હતો.

ઍરિસ્ટોટલ સામાન્ય કક્ષાનો ખગોળશાસ્ત્રી હતો, તેમ છતાં, તેના ખગોળપ્રભાવે સદીઓ સુધી ખગોળની પ્રગતિમાં રુકાવટ ઊભી કરી હતી તો એનો સમકાલીન એરિસ્ટાર્કસ ખૂબ સારો વેધકર્તા હતો. તેણે સૂર્યચંદ્રનાં અંતર માપતી એક મૌલિક પણ તદ્દન વૈજ્ઞાનિક પદ્ધતિ પ્રયોજી. સૂર્યચંદ્રનાં અંતરો ઉપરાંત, તેણે ચંદ્રનો વ્યાસ પણ માપ્યો હતો અને તે પૃથ્વીના વ્યાસના ત્રીજા ભાગનો હોવાનું જણાવ્યું હતું. પૃથ્વી પોતાની ધરી પર તેમજ સૂર્યની આજુબાજુ ફરે છે એવું પણ તેણે જાહેર કર્યું હતું, જે ઍરિસ્ટોટલના સિદ્ધાંત વિરુદ્ધ હોઈ તેને ટેકો મળ્યો ન હતો.

ઇરેસ્ટોસ્થિનીસે પૃથ્વીનો પરિઘ ગણી બતાવ્યો જે આજે પણ લગભગ સાચો છે. એણે ક્રાંતિવૃત્તનું વિષુવવૃત્ત સાથેનું તિર્યક્ત્વ પણ માપ્યું, જેમાં કેવળ સાત કળાની જ ભૂલ હતી.

હિપાર્કસ (ઈ. પૂ. 190થી ઈ. પૂ. 120) ગ્રીક ખગોળશાસ્ત્રનો જનક કહેવાય છે. એણે વેધને લગતા ખગોળનો પાયો નાખ્યો. પૃથ્વીની ધરીનું નમન કેટલું છે તથા વર્ષની લંબાઈ કેટલી છે વગેરે નક્કી કરવા ઉપરાંત તેણે અયનચલનની શોધ કરી હતી. સૂર્યચંદ્રનાં કોષ્ટક રચ્યાં તો ત્રિકોણમિતિની અને તારાપત્રકની રચના કરી હતી. નરી આંખે દેખાતા 1,080 તારાઓની નોંધ એમાં હતી અને આ તારાઓને એણે 48 તારામંડળોમાં વિભાજિત કરેલા છે. તેણે એક સ્ફોટક તારો (નોવા) જોયાની વિગતની પણ નોંધ કરી છે.

ઈસુની બીજી સદીમાં થઈ ગયેલો ટૉલેમી ગ્રીસ દેશનો સૌથી છેલ્લો મહાન ખગોળશાસ્ત્રી હતો. એણે ‘સિન્ટેક્સિસ’ નામનો ગ્રંથ રચ્યો જેનું અરબી ભાષાંતર ‘અલમાજેસ્ટ’ નામે ખૂબ પ્રતિષ્ઠા પામ્યું. ટૉલેમી પૃથ્વીને અચળ અને સૂર્ય, ચંદ્ર તેમજ તારાઓને તેની ચોપાસ ફરનારા આકાશી પદાર્થો માનતો હતો. ગ્રહો કદીક વક્રી થાય છે એ બાબત સમજાવવા એણે વૃત્ત પ્રતિવૃત્ત(epicycle)ની રચના કરી હતી. આ રચના એવી તો બંધબેસતી હતી કે ટૉલેમીના મૃત્યુ બાદ 1,200 વર્ષ સુધી તેની સત્યતા વિશે કોઈ જ શંકા નહોતી. નિકોલસ કૉપરનિકસે (ઈ. સ. 1473-1543) આ પદ્ધતિનો વિરોધ કર્યો અને કહ્યું કે વિશ્વનું કેન્દ્ર પૃથ્વી નહિ પણ સૂર્ય છે. ચંદ્ર પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે, પણ પૃથ્વી સૂર્યની આજુબાજુ ફરે છે.

ગ્રીક પછી રોમન લોકોએ ખગોળમાં રસ લેવા માંડ્યો; પરંતુ તેઓ બહુ પ્રગતિ સાધી ન શક્યા. ઈ. પૂ.ની પહેલી સદીમાં જુલિયસ સીઝરે ઍલેક્ઝાન્ડ્રિયાના ઇજિપ્તના ખગોળશાસ્ત્રી સોસિજિનિસની મદદથી કૅલેન્ડર (પંચાંગ) વ્યવસ્થિત કર્યું જે ‘જુલિયન કૅલેન્ડર’ નામે જાણીતું થયું.

ગ્રીક અને રોમનની ખગોળપ્રગતિ અહીં જ અટકી ગઈ ત્યારે ભારતમાં તે ચાલુ રહી હતી. આર્યભટ્ટ (પ્રથમ), વરાહમિહિર અને બ્રહ્મગુપ્તે સિદ્ધાંતગ્રંથો આપ્યા પછી પણ આ પ્રગતિ ચાલુ જ રહી હતી.

આરબ કે ઇસ્લામી સંસ્કૃતિ : ભારતમાં ગ્રીકોનું ખગોળજ્ઞાન ઈ. પૂ. ચોથી સદીના ગ્રીસના રાજવી ઍલેક્ઝાન્ડર(સિકંદર)ના આક્રમણને કારણે પ્રવેશ્યું, જે ત્યાંથી આરબ દેશોમાં પહોંચ્યું. ઈસુના આઠમા સૈકામાં ખગોળજ્ઞાનની જ્યોત અરબસ્તાનમાં બહુ ઝડપથી જાગ્રત થઈ. અબ્બાસી ખલીફા અલ્ મનસૂર (જ. 754; અ.775)ના રાજ્યકાળમાં ભારતનો એક પંડિત પોતાની સાથે સિદ્ધાંતગ્રંથ તેમજ બીજા જ્યોતિષગ્રંથો લઈને અરબસ્તાન પહોંચ્યો હતો, જ્યાં ઈ. સ. 773માં સિદ્ધાંતગ્રંથનું ‘સિંદ હિંદ’ નામથી અરબી ભાષામાં ભાષાંતર થયું હતું.

ખલીફ અલ્ મનસૂર પછી ખગોળમાં રસ લેનાર બગદાદનો ખલીફ અલ્ મામુન કે અલ્-મામ્ (આશરે 786–833) હતો, તેણે ટૉલેમીના સિન્ટેક્સિસનું ભાષાંતર કરાવ્યું. એ પોતે સારો વેધકર્તા હતો, તેણે ઈ. સ. 829માં વેધશાળા બાંધી હતી; અને વેધ દ્વારા સૂર્યની પરમક્રાંતિની શોધ કરી હતી. આ વેધશાળામાં અલ્-ખ્વારિસ્મીએ વર્ષો સુધી વેધકાર્ય કર્યું હતું.

વર્ષની લંબાઈનું સાચું માપ શોધનાર થેબીત (ઈ. સ. 836-901) હતો. ઈ. સ. 836માં એણે વેધોના આધારે નાક્ષત્ર વર્ષનું માપ 365 દિવસ, 6 કલાક, 9 મિનિટ અને 11 સેકન્ડ જાહેર કર્યું. આ માપ અર્વાચીન પાશ્ચાત્ય વેધસિદ્ધ માનના હિસાબે માત્ર એક સેકન્ડ જેટલું જ વધારે હતું. આટલું સૂક્ષ્મ માપ મેળવી શક્યો તે થેબીતની ઉત્તમ વેધશક્તિનું ઉદાહરણ છે.

આ કાળે એક બીજી રસપ્રદ ઘટના બની. ખગોળશાસ્ત્ર માટે ગણિત અનિવાર્ય છે. રોમન આંકડા ગણિતને બહુ અનુકૂળ આવતા ન હતા. વળી તેમાં શૂન્યની સંજ્ઞા ન હતી. તેથી ખગોળશાસ્ત્ર આંકડાઓમાં જ અટવાયેલું રહેતું. માટે આરબોએ ભારતીય અંકગણના શીખીને અપનાવી લીધી, જેમાં શૂન્ય પણ હતું. ભારતના શૂન્ય અને અંકગણનાનો આરબોએ બીજા દેશોમાં ફેલાવો કર્યો.

નવમા સૈકામાં થયેલા અલ્ બત્તાની(ઈ. સ. 858-929)એ ટૉલેમીના ‘અલમાજેસ્ટ’માં આપેલાં કોષ્ટકો સંસ્કારવાનું કામ કર્યું અને તેને માટે નવેસરથી વેધો લીધા. આમ તેણે સૂર્ય-ચંદ્રનાં કોષ્ટકો રચવા ઉપરાંત ક્રાંતિવૃત્તના તિર્યક્ત્વની કિંમત પણ શોધી. તે ઉપરાંત વસંતસંપાત ક્યાં છે તે પણ શોધ્યું. ત્રિકોણમિતિમાં જીવાને સ્થાને જ્યાવાળી ભારતીય ગણના તેણે પ્રચલિત કરી હતી.

આરબોએ આઠમા સૈકામાં સ્પેન જીત્યું અને દસમા સૈકામાં ત્યાં વિજ્ઞાનનો પ્રચાર શરૂ થયો. ઈ. સ. 970માં કોરડોબા (કે કોરડોવા) નગરમાં એમણે વિદ્યાનું મોટું કેન્દ્ર સ્થાપ્યું. આમ, નવમી અને દસમી સદીમાં બગદાદ અને દસમી, અગિયારમી અને બારમી સદીમાં કૅરો પણ આરબ ખગોળપ્રવૃત્તિઓનાં મોટાં કેન્દ્રો બન્યાં.

1258માં બગદાદ મૉંગોલોના હાથમાં આવ્યું, તેમ છતાં ખગોળપ્રવૃત્તિઓ તો ચાલુ જ રહી. ઊલટું, મૉંગોલોએ નવી નવી વેધશાળાઓ સ્થાપી. આવી એક વેધશાળા હાલના ઈરાનમાં આવેલા મારાગા ખાતે સન 1259માં સ્થાપવામાં આવી હતી જે એક ઉત્તમ વેધશાળા હતી અને તેમાં વિશાળ પુસ્તકાલય પણ હતું. આ વેધશાળાનો પ્રથમ અધ્યક્ષ નાસીર અલદીન-અત્તુસી (1201-1274) હતો. ચીનથી પણ ખગોળશાસ્ત્રીઓ અહીં આવતા હતા.

આ કાળમાં આરબ કે ઇસ્લામી ખગોળશાસ્ત્રીઓ પૈકી વધારાના અને ઉલ્લેખનીય કહી શકાય તેવા આ પ્રમાણે હતા : ઇબ્ન-ઇબ્રાહીમ અલ્-ફઝરી (કે ફઝારી; અ. 777), અલ્ સૂફી (903-986), અબૂ અલ્ વેફા યા અબુલ્-વેફા (જ. 940; અ.’97 ?), ઇબ્ન યુનુસ (979-1009), અબૂ મહમદ અલ્ ખોકંદી (યા અબૂ અહમદ અલ્ ઓકંદી), અલ્ ખ્વારિઝ્મી (783-850), અલ્ હસન (965-1038), અલ્ બિતરુગી, શિયોનિયદ (યા શિયોજિયદ : 12મી સદી), નાસિરુદ્દીન, અલ્ બિરૂની (973; 1048), ઉમર ખય્યામ (1045-1123), ઇબ્ન અશ્-શાતિર (1304  આશરે; અ. 1375), ઉલુઘબેગ(1393-1449) વગેરે.

ઇબ્ન અશ્ શાતિરે ટૉલેમીની વાતનો વિરોધ કર્યો અને પાછળથી કૉપરનિકસે આપેલા વાદને સુસંગત એવા વાદની વાત કરી. અલ્ સૂફીએ તારાપત્રકો અને તારાનકશા બનાવ્યાં. તૈમૂર લંગનો પૌત્ર ઉલુઘબેગ સમરકંદની વિશાળ વેધશાળા માટે પ્રખ્યાત છે. 1420માં સ્થપાયેલી આ વેધશાળામાંથી અર્વાચીન વેધોની સ્પર્ધા કરી શકે તેવા વેધ એણે લીધા. અયનગતિનું માપ કાઢવા ઉપરાંત તેણે સૂર્યનું પરમ મંદફળ પણ માપ્યું. તેણે તારાપત્રકો અને ગ્રહોનાં કોષ્ટકો પણ બનાવ્યાં હતાં. આ કોષ્ટકોની ખાસ વિશેષતા એ છે કે એમાં આપવા પડતા બધા જ સંસ્કાર ધન છે. ઉલુઘબેગ પછી આરબોની ખગોળપ્રવૃત્તિ મંદ પડી અને કાળે કરી તદ્દન અટકી ગઈ.

ખગોળમાં આરબ કે મુસ્લિમ લોકો દ્વારા કોઈ મોટી ખગોલીય શોધની નોંધ લેવાઈ નથી. તેમ છતાંય, ખગોલીય વેધ લેવામાં અને તે લેવા માટે ઍસ્ટ્રોલેબ જેવાં અનેક ખગોલીય ઉપકરણો બનાવવામાં અને ખગોલીય ગણતરીઓ કરવામાં એમણે દાખવેલી સૂક્ષ્મતા ઘણી ઉપયોગી થઈ પડી છે. અલ્ સૂફીએ રચેલાં તારાપત્રકો અને તારાનકશા પાછળથી પંદરમી સદીમાં ખૂબ ઉપયોગી નીવડ્યાં હતાં. ત્રિકોણમિતિનો ખગોળમાં વ્યવસ્થિત ઉપયોગ કરનાર આરબો સૌપ્રથમ હતા. ખગોળશાસ્ત્રમાં ખસ્વસ્તિક કે ખમધ્ય (zenith), અધ:સ્વસ્તિક (Nadir) વગેરે જેવા શબ્દો જોવા મળે છે, તે મૂળ આરબોએ પ્રયોજેલા છે. તેવી જ રીતે, રોહિણી (Aldebaran), વેદી (Altar), આર્દ્રા (Betelgense), હંસપુચ્છ (Deneb), વસિષ્ઠ (Mizar) વગેરે જેવા પ્રકાશિત તારાઓનાં નામ મૂળ અરબી ભાષાનાં જ છે.

આમ ઈસુના આઠમા સૈકામાં આરંભાયેલી આરબ-મુસ્લિમની ખગોળપ્રવૃત્તિ બારમી સદી પછી ધીમી પડતી ગઈ અને પંદરમી સદી સુધીમાં તો સાવ બંધ પડી ગઈ.

યુરોપમાં ખગોળનું પુનરુત્થાન : પુનરુત્થાનનું એક કારણ યુરોપમાં નવજીવન અને નવજાગૃતિનો કાળ શરૂ થયો હતો તે હતું. પંદરમી સદીમાં યુરોપ ખંડમાં ખગોળનું પુનરુત્થાન થયું. યુરોપના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ સૈકાઓથી ચાલી આવતી ઍરિસ્ટોટલ અને ટૉલેમીના ભૂ-કેન્દ્રીય વિશ્વવિચારધારા વિશે શંકાઓ કરવા માંડી અને બુદ્ધિવાદની સ્થાપના કરી. નવા યુગનાં મંડાણ થયાં. આવો પ્રથમ પ્રખર ખગોળશાસ્ત્રી નિકોલસ કૉપરનિકસ હતો. વર્ષોથી ચાલી આવતી પૃથ્વી-કેન્દ્રીય વિશ્વવિચારધારાનો તેણે હ્રાસ કર્યો અને સૂર્ય-કેન્દ્રીય વિશ્વવિચારધારાને પ્રસ્થાપિત કરી.

કૉપરનિકસ પછીના શક્તિશાળી ખગોળશાસ્ત્રીઓમાં પ્રમુખ હતા : ટાયકો બ્રાહી (1546-1601), ગૅલિલિયો (1564-1642), કૅપ્લર (1571-1630) અને ન્યૂટન (1642-1727). તેમણે સદીઓ પુરાણી પૃથ્વીકેન્દ્રની માન્યતાનું ખંડન કરી ખગોળશાસ્ત્રના નવીન યુગનો આરંભ કર્યો. એ પછી 1758માં જ્હૉન ડોલોંડે અવર્ણ લેન્સ (achromatic lens) પ્રયોજતાં ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ ખગોળમાં વધુ પ્રચલિત થયો.

ટાયકોબ્રાહી, ગૅલિલિયો અને કૅપ્લર સમકાલીન હતા. 1576માં ટાયકોએ યુરેનીબૉર્ગ ખાતે યુરોપની યંત્રસુસજ્જિત પ્રથમ વેધશાળા સ્થાપી. પોતે સૂક્ષ્મ માપો લેનાર એક ઉત્તમ વેધકાર હતો. 1608માં હાન્સ લિપેરશી (1587-1619) નામના હૉલેન્ડના ચશ્માં બનાવનારે લેન્સનો ઉપયોગ કરીને વક્રીભવનાંક દૂરદર્શક (Refractive telescope) બનાવ્યું. તેની ઉપરથી પ્રેરણા લઈને ગૅલિલિયોએ 1609માં પોતે જ આવું દૂરબીન બનાવ્યું. આકાશી પદાર્થોને દૂરબીન વડે જોનારો તે પ્રથમ ખગોળશાસ્ત્રી હતો. તે જ વર્ષે ટાયકોના સહાયક કૅપ્લરે એના નામે ઓળખાતા, ગ્રહોની ગતિના પ્રથમ બે નિયમો રજૂ કર્યા (તેણે ત્રીજો નિયમ 1619માં આપ્યો.) આ ઉપરાંત, કૅપ્લરે કૉપરનિકસનું અધૂરું કામ પણ પૂરું કર્યું હતું. તેણે બહુ સ્પષ્ટપણે કહ્યું કે બધા ગ્રહો સૂર્યની આજુબાજુ દીર્ઘ વૃત્તમાં ફરે છે અને સૂર્ય આ દીર્ઘ વૃત્તના એક કેન્દ્રમાં હોય છે. ગૅલિલિયોએ દૂરબીન વડે ગુરુ ગ્રહના ચાર ચંદ્રો (ઉપગ્રહો) જોયા, શુક્રની કળા અને ચંદ્રનાં જ્વાળામુખ જોયાં અને કૅપ્લરના નિયમો સાચા હોવાની પ્રત્યક્ષ સાબિતી મેળવી. આકાશગંગા તરફ દૂરબીન માંડીને તેણે કહ્યું કે એમાં અસંખ્ય તારાઓ આવેલા છે. ગૅલિલિયો પછી યુરોપમાં અન્ય લોકોએ પણ દૂરબીન બનાવ્યાં. આવો એક ખગોળશાસ્ત્રી હેવેલિયસ (1611-1687) હતો. તેણે 45.7 મીટર (150 ફૂટ) લાંબું વક્રીભવનાંક કે વક્રીકારક ટેલિસ્કોપ બનાવ્યું. 1675માં ઇંગ્લૅન્ડમાં ‘ધ રૉયલ ગ્રિનિચ વેધશાળા’ની સ્થાપના થતાં ખગોળપ્રવૃત્તિને વેગ મળ્યો. ગૅલિલિયો જે વર્ષે ગુજરી ગયો તે જ વર્ષે મહાન વૈજ્ઞાનિક ન્યૂટનનો જન્મ થયો. તે પોતે ખગોળશાસ્ત્રી ન હતો, પણ તેણે ખગોળશાસ્ત્રમાં આમૂલ પરિવર્તન કર્યું. દૂરબીનમાં લેન્સના સ્થાને પરાવર્તક અરીસાનો ઉપયોગ કરીને, તેણે નવી જાતનું વધુ સારું દૂરબીન બનાવ્યું, જે પરાવર્તક (reflective) દૂરબીન તરીકે ઓળખાયું. પ્રકાશ સાત રંગોનો બનેલો છે એવી તેની શોધ પાછળથી તારાઓના અધ્યયનમાં બહુ ઉપયોગી સાબિત થઈ. તેણે આપેલા ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમોને કારણે, પાછળથી અજાણ્યા ગ્રહોની શોધો થઈ. આ રીતે ન્યૂટનથી આધુનિક ખગોળશાસ્ત્રનો યુગ શરૂ થયો. ન્યૂટને 1687માં રચેલો ‘પ્રિન્સિપિયા’ ગ્રંથ એના મિત્ર એડમંડ હેલી(1656-1742)ના પ્રયત્નોથી પ્રસિદ્ધ થયો. હેલીએ ગુરુત્વાકર્ષણના સિદ્ધાંતને ધૂમકેતુઓ ઉપર અજમાવ્યો અને પોતે 1682માં જોયેલા એક ધૂમકેતુ અંગે જરૂરી ગણતરીઓ કરીને, તે 1758માં પુન: દેખાશે તેવી આગાહી કરી હતી. 76 વર્ષ પછી આ ધૂમકેતુ ફરી આવ્યો ત્યારે હેલી તો હયાત ન હતો, પણ ત્યારથી આ આવર્તી ધૂમકેતુ એના નામથી ‘હેલી’ના ધૂમકેતુ તરીકે ઓળખાય છે. હેલીએ દક્ષિણ આકાશના 341 તારાઓ સમાવતા તારાપત્રકની રચના કરી, તારકગુચ્છો અને તારાવિશ્વઓનો અભ્યાસ કર્યો અને કેટલાક પ્રકાશિત તારાઓને નિજી ગતિ (proper motion) છે તેવી શોધ કરી હતી. તારા સ્થિર નથી એવું તેનું વિધાન બહુ મોટી શોધ કહેવાય.

1672માં (કાસ્સિની, 1625-1712) નામના ઇટાલિયને શનિના 4 ચંદ્રો શોધ્યા, એના વલયના મુખ્ય ભાગની શોધ કરી અને પૃથ્વીથી સૂર્યનું લગભગ સાચું અંતર નક્કી કર્યું. તેણે અન્ય શોધ પણ કરી અને ત્યારથી આકાશના અન્ય પિંડોનાં અંતરો શોધવાનું ચાલુ થયું. 1675માં ડેન્માર્કના રોમરે (1644-1710) પહેલી વાર પ્રકાશનો વેગ માપ્યો. ખગોળશાસ્ત્રના ઇતિહાસમાં આ એક મહત્વની શોધ છે.

ગૅલિલિયોએ આકાશગંગા અસંખ્ય તારાઓથી ભરેલી છે તેમ કહ્યું હતું; પરંતુ તે વખતે તેના અસલી સ્વરૂપ વિશે કોઈ નક્કર માહિતી ઉપલબ્ધ ન હતી. 1758માં જ્હૉન ડોલોંડે (1706-1761) અવર્ણક લેન્સ સંયોજન(achromatic combination of lens)નું પ્રયોજન કરતાં, ખગોળમાં ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ વધુ પ્રચલિત બન્યો.1750માં પ્રસિદ્ધ થયેલા પોતાના પુસ્તકમાં થૉમસ રાઇટે (1711-1785) કહ્યું કે આકાશગંગા ગોળ તકતી કે ચકતા જેવી છે અને તારાની આ યોજના લેન્સ આકારની છે. આકાશના અન્ય વિસ્તારમાંના તારા જેમ એકમેકથી દૂર આવેલા છે તેવી જ રીતે આકાશગંગામાંના તારા પણ એકમેકથી દૂર આવેલા હોવા જોઈએ. રાઇટના આ કથનને જર્મનીના ફિલસૂફ કાન્ટે (1724-1804) વધુ વ્યવસ્થિત કર્યું. તેણે વિશ્વોત્પત્તિ અંગેનો એક સિદ્ધાંત સ્થાપ્યો અને એમ પણ કહ્યું કે વિશ્વમાં માત્ર એક જ તારક-યોજના (આકાશગંગા) નથી. આવી અન્ય આકાશગંગાઓ પણ વિશ્વમાં આવેલી હોવી જોઈએ. તે પછી 1761માં હેનરિખ લૅમ્બર્ટ (1728-1777) નામના જર્મનીના ગણિતશાસ્ત્રીએ કહ્યું કે વિશાળ બ્રહ્માંડમાં આપણી આકાશગંગા જેવાં અગણિત ‘દ્વીપ-વિશ્વો’ હોવાં જોઈએ. આમ યુરોપના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ બ્રહ્માંડનો વિસ્તાર ‘અનંત’ સુધી વિસ્તરેલો છે તેમ જણાવ્યું.

લૅમ્બર્ટની કલ્પનાને ઇંગ્લૅન્ડના વિલિયમ હર્ષલે (1738-1822) પુષ્ટિ આપી. તેણે આકાશગંગાના આકાર વિશે બહુ સ્પષ્ટ ખ્યાલ આપ્યો. આકાશગંગા વિશે તર્કાનુમોદિત ધારણા આપનાર તે પ્રથમ હતો. 1781માં તેણે યુરેનસ નામના ગ્રહની શોધ કરી. તેના સમયનું, દુનિયાનું મોટામાં મોટું ગણાવી શકાય એવું એક 120 સેમી. (48 ઇંચ)નું પરાવર્તી (reflective) દૂરબીન સ્વયં બનાવ્યું અને તે દૂરબીન વડે આકાશનો ખૂણેખૂણો જોઈ નાખ્યો. તારકગુચ્છો (star clusters), તારાવિશ્વઓ અને યુગ્મ-તારાઓ (double stars) પર તેણે ખૂબ સંશોધન કર્યું હતું. હર્ષલ એકલાએ જ લગભગ 800 જેટલા યુગ્મ-તારાઓ શોધ્યા હતા (આજે તેની સંખ્યા 20 હજારથી પણ વધુ છે). આવા અનેક યુગ્મ-તારાઓની ભ્રમણકક્ષાઓ પણ તેણે નિર્ધારિત કરી હતી. આ યુગ્મ-તારાઓની ભ્રમણકક્ષા ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમને અનુસરતી હોવાથી તેના ઉપરથી એમાંના તારાઓનું દ્રવ્યમાન (mass) પણ નક્કી કરી શકાય છે. આ એક મહાન શોધ હતી જેના વડે માત્ર પૃથ્વી પર રહ્યા રહ્યા જ અમુક ગણતરીઓ દ્વારા ખગોળશાસ્ત્રીઓ તારાઓનું દ્રવ્યમાન નક્કી કરી શકે છે.

1796માં લાપ્લાસે (1749-1827) સૂર્યમંડળની ઉત્પત્તિ અંગેનો વાદ રજૂ કર્યો હતો. 1801માં સિસિલીના જુઝેપે પિયાઝીએ (1746-1826) એક નાનો ગ્રહ શોધી કાઢ્યો. ‘સેરેસ’ નામે ઓળખાતો આ પ્રથમ લઘુગ્રહ હતો. આજે તો આવા અસંખ્ય લઘુગ્રહો શોધાયા છે.

હર્ષલનો સમકાલીન ચાર્લ્સ મેસિયર (1730-1817) હતો. એણે 13 જેટલા નવા ધૂમકેતુઓ શોધ્યા હતા. તેણે 1781માં તારકગુચ્છો અને તારાવિશ્વઓ અંગેની એક વિસ્તૃત સૂચિ બનાવી હતી, જે આજે પણ તેના નામે પ્રસિદ્ધ છે. છેક પ્રાચીન કાળથી ખગોળશાસ્ત્રીઓનું અધ્યયન નરી આંખે દેખાતા તારાઓનાં સ્થિતિમાપન તથા ગતિમાપન સુધી જ સીમિત હતું. હર્ષલના સમય સુધી માનવીને આકાશગંગાના વિસ્તાર, તેમાંના તારાઓની વ્યાપ્તિ અને આ તારાઓની ગતિઓ સંબંધી જાણકારી પ્રાપ્ત થઈ હતી; પરંતુ, તારાઓના ભૌતિક ગુણધર્મો અંગે બહુ જ ઓછી જાણકારી મળી હતી અને જો એમના રાસાયણિક બંધારણ અંગે વાત કરીએ તો એ અંગે તો કશી જ જાણકારી મળી ન હતી. આવી અત્યંત મહત્વની જાણકારી વર્ણપટદર્શક (સ્પેક્ટ્રોસ્કોપ) નામના એક અદભુત ઉપકરણ દ્વારા પ્રાપ્ત થઈ. આશરે દોઢસો વર્ષમાં ખગોળશાસ્ત્રમાં જે ત્વરિત વિકાસ થયો છે તેમાં આ ઉપકરણનો ફાળો ઘણો મહત્વનો છે. ન્યૂટને સાબિત કર્યું હતું કે સૂર્યનો પ્રકાશ મુખ્યત્વે સાત રંગોનો બનેલો છે. 1814માં જૉસેફ ફ્રાઉન હૉફરે (1787-1826) પ્રકાશનાં કિરણોને સાત રંગોમાં વિભાજિત કરતા ત્રિપાર્શ્વ(prism)ની સાથે એક દૂરબીન જોડીને સૂર્યનાં કિરણોનો વર્ણપટ (સ્પેક્ટ્રમ) મેળવ્યો. તેમાં વિભિન્ન પહોળાઈની ઘણી બધી કાળી રેખાઓ જણાઈ. જેને ‘ફ્રાઉન હૉફર-રેખાઓ’ કહે છે. વર્ણપટ-નિરીક્ષણની આવી યુક્તિને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપ કહે છે. આ અવશોષણ રેખાઓ (absorption lines) અંગેની સમજ કિરખૉફ (1824-1887) નામના વૈજ્ઞાનિકે છેક 1859માં આપી હતી; પરંતુ, તે દરમિયાન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપ જેવી જ એક અનન્ય ફોટોગ્રાફીની શોધ ધીરે ધીરે વિકસી રહી હતી. 1840માં જ્હૉન ડ્રેપર (1811-1882) નામના એક અમેરિકને ચંદ્રની સૌપ્રથમ છબી લીધી. તે પછી એણે 1843માં સૌર-વર્ણપટનું પણ ફોટોચિત્રણ કર્યું. વિલિયમ સી. બૉન્ડ (1789-1859) નામના બીજા અમેરિકને 1850માં અભિજિત નામના તારાનો ફોટો પાડ્યો. 1857માં ફોટોગ્રાફીની વધુ સંવેદનશીલ પ્લેટ શોધાતાં, ખગોળક્ષેત્રે ફોટોગ્રાફીનો નવો જ યુગ શરૂ થયો. 1867માં ફોટોગ્રાફીની મદદથી પ્રથમ વાર તારા-નકશાઓ મેળવવામાં આવ્યા. 1889માં એડવર્ડ બર્નાર્ડે (1857-1923) આકાશગંગાનો પહેલવહેલો ફોટો મેળવ્યો અને 1890માં વર્ણપટની વધુ સારી છબીઓ મેળવવામાં આવી.

ડ્રેપરે ચંદ્રની છબી પાડી તે પછી ચારેક વર્ષે (1846માં) જોહાન જી. ગાલે (1812-1910) દ્વારા નેપ્ચૂન ગ્રહ શોધી કાઢવામાં આવ્યો. તેના સ્થાન અંગેની ગણતરીઓ 1845માં જ્હૉન ઍડમ્સ (1819-1892) અને લવેરિય (1811-1877) નામના વૈજ્ઞાનિકોએ એકબીજાથી સ્વતંત્રપણે, સૈદ્ધાંતિક રીતે કરી હતી. આમ આ ગ્રહની શોધમાં, ખગોળમાં ફરી એક વાર ગણિતનું મહત્વ, અગાઉની શોધો જેમ, સ્થાપિત થયું.

ડ્રેપરે ચંદ્રની છબી પાડી એ પહેલાં 1838માં જર્મન ખગોળશાસ્ત્રી બેસ્સેલે (1784-1846) ત્રિકોણમિતિ પર આધારિત અને લંબન (parallax) તરીકે ઓળખાતી વિશિષ્ટ પદ્ધતિથી, હંસમંડળના એક તારાનું અંતર સૌપ્રથમ વાર શોધી કાઢ્યું. તે પછી તો અન્ય કેટલાક તારાઓનું અંતર પણ આ પદ્ધતિથી શોધી કાઢવામાં આવ્યું; પરંતુ આ વિધિથી માત્ર નજદીકના તારાનું અંતર જ જાણી શકાતું હતું. તેથી 1900 સુધીમાં, આ રીત વડે માત્ર 60 તારાઓનું અંતર જ જાણી શકાયું હતું. 1912માં રૂપવિકારી (variable) તારાઓની શોધ થતાં તેના આધારે દૂરના તારાઓનાં અંતરનું માપ પણ શક્ય બન્યું.

તારાઓના આકાર-પ્રકાર, એમાંનાં દ્રવ્યમાન તથા તાપમાન અને એમાં રહેલાં તત્વો તારાની ઘનતા વગેરે ઉપરાંત અન્ય ઘણીબધી વિગતો પ્રાપ્ત થવા લાગી અને એ જાણવું પણ શક્ય બન્યું કે કયો તારો આપણી પાસે આવે છે અને કયો તારો આપણાથી દૂર જઈ રહ્યો છે. આ સંબંધી ડૉપ્લરે (1803-1853) 1842માં મહત્વની શોધ કરી હતી તે ઘણી ઉપયોગી થઈ પડી. આમ ખગોળશાસ્ત્રમાં ભૌતિક વિજ્ઞાનની સહાયથી આગળ જતાં ખગોળ-ભૌતિકી(astrophysics)નો પ્રારંભ થયો.

ટૂંકમાં, સન 1609 સુધી માનવીની આંખો જ દૂરબીન હતી અને એના વડે જ આકાશ જોઈ શકાતું હતું. નરી આંખે વધુમાં વધુ છ હજાર તારાઓ જ જોવા શક્ય હતા. પ્રાચીન સમયના ખગોળશાસ્ત્રીઓનો અવકાશી પિંડોનો સમગ્ર અભ્યાસ સ્થિતિ-માપક અને ગતિ-માપક હતો. પછી દૂરબીનની શોધે પરિસ્થિતિ પલટી નાખી. અઢારમી સદીના મધ્યકાળમાં પહેલી વાર જાણકારી પ્રાપ્ત થઈ કે આકાશગંગા એ તારાઓની એક વિશાળ યોજના છે. 1838માં તારાઓનાં અંતર માપવાં શક્ય બન્યાં. અને 1870 પછી તો તારાઓના વિવિધ પ્રકાર અને એમના ભૌતિક ગુણધર્મો, તેમનાં બંધારણ વગેરે અંગેની અઢળક માહિતીઓ મળવા માંડી. આ રીતે, આજથી અંદાજે દોઢસો વર્ષ પહેલાં ખગોળ-ભૌતિકીનો જન્મ થયો કહી શકાય.

તારાઓમાંથી અનેક પ્રકારનું વિકિરણ ઉદભવે છે, જે પૈકી ર્દશ્ય-પ્રકાશનાં કિરણો તથા એક વિશિષ્ટ પ્રકારનાં રેડિયો-કિરણો જ વાયુમંડળને પાર કરીને પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચી શકે છે. પરિણામે આધુનિક કાલ સુધી માત્ર ર્દશ્ય-પ્રકાશની ‘બારી’માંથી જ આકાશનું અવલોકન કરી શકાતું હતું; પરંતુ 1931માં કાર્લ જાંસ્કી (1905-1949) નામના અમેરિકાના વૈજ્ઞાનિકે રેડિયો-કિરણોની બારી ખોલી આપી. જેને કારણે રેડિયો-ખગોળનો જન્મ થયો અને સમય જતાં અનેક રેડિયો-ટેલિસ્કોપ અસ્તિત્વમાં આવ્યાં. 1930માં ક્લાઇડ વિલિયમ ટૉમ્બો(જન્મ : 1906)એ પ્લૂટો ગ્રહની શોધ કરી અને એ જ વર્ષે બર્નહાર્ડ શ્મિટે (1879-1935) એના નામે ઓળખાતાં નવા પ્રકારના અવકાશી કૅમેરા સાથેના શ્મિટ-ટેલિસ્કોપની શોધ કરી. 1945માં રડારના તરંગો ચંદ્ર પર આપાત કરવામાં આવ્યા. 1948માં 200 ઇંચના પરાવર્તી ટેલિસ્કોપની માઉન્ટ પાલોમર ખાતે સ્થાપના કરવામાં આવી. 1957માં પ્રથમ કૃત્રિમ ઉપગ્રહનું ઉડ્ડયન કરવામાં આવ્યું અને તેને કારણે ખગોળનો વિસ્તાર વધ્યો. વાતાવરણની ઉપર જઈને કૃત્રિમ ઉપગ્રહોની મદદ વડે અંતરીક્ષના પિંડો કે વિકિરણનો અભ્યાસ શક્ય બન્યો. તેને પરિણામે ક્ષ-કિરણો, ગૅમા-કિરણો વગેરેની ‘બંધ બારીઓ’ પણ ખૂલી ગઈ. 1963માં ‘ક્વાસાર’ અને 1967માં ‘પલ્સાર’ જેવા ખગોલીય પિંડોની શોધ થઈ અને ખગોળશાસ્ત્રના સીમાડા દૂર દૂર સુધી વિસ્તર્યા. જે ચંદ્રની કલાઓ જોઈને ખગોળવિજ્ઞાન વિકસ્યું હતું તે ચંદ્ર ઉપર 1969માં માનવી પગ પણ માંડી આવ્યો તથા સૌર પરિવારના અમુક ગ્રહો પર કાં તો અન્વેષી યાનોએ ઉતરણ કર્યું છે. અથવા એમની નજદીકથી પસાર થઈને તેમના વિશેની ઘણીબધી નવી માહિતીઓ પ્રાપ્ત કરી છે.

અહીં આપેલો ખગોળનો ઇતિહાસ માત્ર અમુક જ ખગોળશાસ્ત્રીઓ અને તેમના અમુક જ કાર્યને આવરી લે છે. ખગોળના અમુક પ્રવાહોને જ સૂચવે છે. વળી ખગોળશાસ્ત્રના વિકાસમાં અને તેને આજના અદ્યતન રૂપમાં લાવનારનો અહીં ઉલ્લેખ કર્યો છે. જોકે તે સિવાય પણ અનેક ખગોળશાસ્ત્રીઓ છે.

ખગોલીય ઉપકરણો

અત્યંત પ્રાચીન ઉપકરણો (ઉપકરણોનો આરંભ) : 1609માં ગૅલિલિયોએ ટેલિસ્કોપનો સૌપ્રથમ ઉપયોગ ખગોળ-નિરીક્ષણ માટે કર્યો. તે પહેલાંના ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે ફક્ત તેમની આંખ જ નિરીક્ષણનું મુખ્ય સાધન હતું. આકાશી પિંડોની સ્થિતિ અને નિર્ધારણ માટેનાં સાધનો પણ સીમિત હતાં. એ કાળમાં સમયનું માપ દિવસ, માસ, ઋતુ કે વર્ષના સંદર્ભમાં મળતું હતું. સૂર્ય ઊગે એટલે સવાર, મધ્યાકાશમાં આવે ત્યારે બપોર અને આથમે એટલે સાંજ થાય એવા સામાન્ય દિવસખંડોથી માનવી પરિચિત હતો; પણ પછી વધુ સૂક્ષ્મ ગણતરીઓ માટે સમયનાં નાનાં માપ દર્શાવવાની જરૂર ઊભી થવાથી, ઘડી અને પળ તેમજ કલાક અને મિનિટ જેવા સમયના નાના એકમો પ્રયોજવામાં આવ્યા. આવી જરૂરિયાતમાંથી આરંભમાં સાદાં ઉપકરણો અસ્તિત્વમાં આવ્યાં. ખરેખર તો તેમાંનાં કેટલાંકને ઉપકરણ કહેવા કરતાં યુક્તિ કહેવાનું વધુ ઉચિત ગણાશે. આવી એક સરળ યુક્તિ ‘મેગલિથિક મૉન્યુમેન્ટ્સ’ તરીકે ઓળખાય છે. ઇંગ્લૅન્ડ વગેરે દેશોમાં અત્યંત પ્રાચીન કાળના આવા મોટા મોટા પથ્થરોનાં સ્મારકો કે સંરચનાઓ જોવા મળે છે. તેમની મદદથી કેટલીક ખગોલીય પ્રવૃત્તિઓ થતી હોવાની એક માન્યતા છે. દક્ષિણ ભારતમાં આવી કેટલીક સંરચનાઓ જોવા મળે છે, જેમાંની એક કર્ણાટકના ચિત્રદુર્ગ જિલ્લામાં બ્રહ્મગિરિ ખાતે આવેલી છે. આમ તો આ મહાશિલા-સ્મારકની શોધ 1947માં સર રૉબર્ટ એરિક મૉર્ટિમર વ્હીલરે (1890-1976) કરી હતી, પણ વર્તુળાકારે ગોઠવાયેલી આ સંરચના પણ, ઇંગ્લૅન્ડ વગેરે દેશોમાં આવેલી સંરચનાઓની જેમ જ, ખગોલીય પ્રવૃત્તિઓ સાથે સંકળાયેલી હોવાનું માનવામાં આવે છે. એક અનુમાન અનુસાર આ મહાશિલા-સ્મારક ઈસુના જન્મ પૂર્વે 900થી 600 વર્ષના સમયગાળામાં બન્યું હોવાનું અંદાજવામાં આવેલું છે.

ઇજિપ્તના પિરામિડની જેમ પ્રાચીન ચણતરવાળી ઇમારતો પણ ખગોલીય પ્રવૃત્તિઓ સાથે સંકળાયેલી હોવાનું માનવામાં આવે છે. આવી એક ઇમારત ભારતમાં સાંચી ખાતેના બૌદ્ધ સ્તૂપો છે. ઈ. પૂ. બીજી સદીમાં બાંધવામાં આવેલા આ સ્તૂપોની રચના એવી કરવામાં આવી છે કે બૌદ્ધ પૂર્ણિમાને દિવસે એના એક પ્રવેશદ્વારમાંથી ચંદ્રોદય થતો દેખાય, તો એની સામેના પ્રવેશદ્વારમાંથી સૂર્યાસ્ત થતો દેખાય. વળી, આ સ્તૂપમાં અંદરની તથા બહારની તરફ આવેલા વંડીના બે થાંભલા(balustrade)નો ઉપયોગ ચાંદ્ર-સૌર ખગોલીય પંચાંગ તરીકે થતો હોવાનું પણ માનવામાં આવે છે. હડપ્પાકાલીન સંસ્કૃતિઓના લોથલ, મોહેં-જો-દડો, હડપ્પા, ધોરા વીરા વગેરે સ્થળોએથી શંખ યા છીપમાંથી બનાવેલી જાડી વર્તુળાકાર વીંટી જેવી રચનાઓ મળી આવી છે, જે હોકાયંત્ર કે નાવિક દિક્સૂચકની ગરજ સારતી હોવાનું કેટલાક સંશોધકોનું માનવું છે. પ્રાચીન પ્રજાઓની આવી ખગોલીય પ્રવૃત્તિઓમાંથી, આગળ જતાં ખગોલીય ઉપકરણો અસ્તિત્વમાં આવ્યાં.

સમયના નાના એકમો માપતાં આવાં સરળ સાધનોમાં રેતઘડી, જલઘડી, મીણઘડી, દીપકઘડી અને ધૂપઘડી કે છાયાયંત્રનો સમાવેશ થાય છે.

આવું સૌથી સરળ સાધન ઉન્નતાંશ દંડ કે શંકુ અથવા નોમૉન (gnomon) છે. તેનું નામ સૂચવે છે તેમ, તેમાં એક ઊભી લાકડી જમીનમાં રાખેલી હોય છે. આવી સાદી રચનાથી સૂર્યના ઉન્નતાંશ માપી શકાય છે. લગભગ દરેક પ્રાચીન પ્રજા આ સાધનથી પરિચિત હતી. આજે આવી સરળ યુક્તિથી એટલે કે જો લાકડી(શંકુ)ની ઊંચાઈ જ્ઞાત હોય તો કોઈ પણ વૃક્ષ યા મકાન કે પછી એવી જ કોઈ વસ્તુની ઊંચાઈ પણ ત્રિકોણમિતિ વડે જાણી શકાય છે. પ્રાચીન ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રીઓ 12 વિભાગવાળા ઊર્ધ્વદંડનો ઉપયોગ કરતા હતા. ‘અથર્વવેદ’ તથા કેટલાક ‘બ્રાહ્મણો’માં તેનો ઉલ્લેખ છે. ‘શુલ્વસૂત્રો’, દિગબિંદુ કે દિશા (cardinal points) નક્કી કરવા માટે શંકુના ઉપયોગનો ઉલ્લેખ કરે છે. વરાહમિહિરે પોતાના ‘પંચસિદ્ધાંતિકા’ ગ્રંથમાં શંકુનું વર્ણન અને ખગોળશાસ્ત્રમાં તેના ઉપયોગોની વિગતો આપેલી છે. તેવી જ રીતે, ભાસ્કર-1, બ્રહ્મગુપ્ત, લલ્લ અને ભાસ્કર-2 નામના ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રીઓએ પણ આ અંગેની વિગતો આપેલી છે. ભાસ્કર-દ્વિતીય શંકુ માટે હાથીદાંતનો નળાકાર ટુકડો લેવાનું જણાવે છે.

આવું બીજું સૈકા પુરાણું સાધન ધૂપઘડી (sundial) કે છાયાયંત્ર (shadow clock) છે. સૂર્ય સાથેના તેના સંબંધને કારણે તે ખગોલીય સાધન છે. ટૂંકમાં, સૂર્યકિરણોને લઈને ઉદભવતા પડછાયાની મદદથી સમય માપવાનું સાધન એટલે છાયાયંત્ર કે ધૂપઘડી. તેના વડે દર્શાવાતો સમય સ્થાનિક સમય હોય છે; અને તેની ઉપરથી સમય સમીકરણ (વેલાંતર) (equation of time) અને રેખાંતર જેવા બે સંસ્કારો કરીને, સ્ટૅન્ડર્ડ ટાઇમ (ભારતીય ઘડિયાળનો સમય) સહેલાઈથી મેળવી શકાય છે.

ઉત્તરાભિમુખ કે દક્ષિણાભિમુખ ઊભી સપાટ દીવાલો પરનાં છાયાયંત્રો એટલે કે ઉત્તરી તેમજ દક્ષિણી છાયાયંત્ર કે અન્ય શોભા છાયાયંત્રો ઉપરાંત મુખ્યત્વે બે પ્રકારનાં છાયાયંત્રો વધુ પ્રચલિત છે. આ પૈકી એક તે વિષુવવૃત્તીય અને બીજું તે ક્ષૈતિજ. સામાન્ય રીતે છાયાયંત્રમાં મુખ્યત્વે બે વિભાગ હોય છે : ચંદો અને છાયાશંકુ. ચંદા પર સમય માટેના કલાક, મિનિટનાં અંકનો હોય છે, જ્યારે છાયાશંકુ એ, ચંદાના કેન્દ્રમાં થઈને પસાર થતી એક શલાકા કે સળિયો હોય છે.

વિષુવવૃત્તીય છાયાયંત્રમાં ચંદાની સપાટી વિષુવવૃત્તની સપાટીને સમાંતર રહે છે. દુનિયાનું મોટામાં મોટું વિષુવવૃત્તીય છાયાયંત્ર ભારતમાં જયપુરની વેધશાળામાં છે. તેની રચનામાં ચંદાને સ્થાને વિરાટ વર્તુળાકાર પટ્ટીની ધાર છે. 1734માં મહારાજા સવાઈ જયસિંહ દ્વિતીયે (1686-1743) આ વેધશાળા સ્થાપેલી હતી.

ક્ષૈતિજ છાયાયંત્ર ક્ષિતિજ સપાટીને સમાંતર રાખવામાં આવે છે. એનો ચંદો સપાટ જમીન પર દોરેલો યા જમીનથી થોડે ઊંચે આવેલી સપાટ બેઠક પર રાખેલો હોય છે. તેનો શંકુ સાદી શલાકાથી માંડી વિવિધ ઘાટના ત્રિકોણાકારનો હોય છે. ત્રિકોણાકાર શંકુની નીચલી ધાર ચંદા સાથે જકડેલી હોય છે, જ્યારે ઉપલી ધાર પૃથ્વીની ધરીને સમાંતર રાખેલી હોય છે. આ સમાંતર ધારને છાયા-કીલ કહે છે, જે પૃથ્વીની સપાટી સાથે નિરીક્ષણસ્થળનો અક્ષાંશીય ખૂણો બનાવે છે.

પ્રાચીન ઇજિપ્તવાસીઓ, બૅબિલોનવાસીઓ કે તે કાળની અન્ય સંસ્કૃતિઓ શંકુ અને ધૂપઘડીની જેમ જલઘડી(clepsydra or the water clock)થી પણ સારી રીતે પરિચિત હતી, જે પાણીના વહેવાથી ચાલતી, સમયમાપનની એક પ્રાચીન સરળ યુક્તિ હતી.

‘વેદાંગજ્યોતિષ’ નામના અત્યંત પ્રાચીન ખગોળગ્રંથમાં જલઘડીના ઉપયોગનો નિર્દેશ છે. આરંભમાં તળિયે કાણું પાડેલું વાસણ પાણી ભરેલા કુંડમાં મૂકીને તેની અંદર પાણી દાખલ થવા દેવામાં આવતું હશે. તે ઉપરથી સમયનો ચોક્કસ એકમ નક્કી કરવામાં આવ્યો હશે. સમયના આ એકમને ‘નાડિકા’ નામ આપેલું જણાય છે. પછી કાણાવાળા ધાતુના વાસણને પાણીથી ભરેલા મોટા વાસણમાં ડૂબવા દેવામાં આવતું. આ સાધન ‘નાડિકા-યંત્ર’ કહેવાતું. ‘સૂર્ય-સિદ્ધાંત’ ગ્રંથમાં આવી ડૂબતી જલઘડીનું વર્ણન આ પ્રમાણે આપેલું છે : ‘તળિયે કાણાવાળું, સ્વચ્છ પાણીના વાસણમાં ગોઠવેલું દિવસ અને રાત(અહોરાત્ર)માં થઈને 60 વખત ડૂબતું અર્ધ-ગોલીય તાંબાનું વાસણ છે.’ આવાં જ વર્ણનો બ્રહ્મગુપ્ત, લલ્લ અને ભાસ્કરાચાર્ય-દ્વિતીય (12મી સદી) તથા અન્ય પ્રાચીન લેખકોનાં પુસ્તકોમાં પણ જોવા મળે છે. ભાસ્કરાચાર્ય-દ્વિતીયની પુત્રી લીલાવતીનાં લગ્નના શુભ ચોઘડિયા કે શુભ મુહૂર્તની ગણતરી માટે તેના પિતાએ વાપરેલી જલઘડી અને એમાંનું છિદ્ર લીલાવતીના જ વસ્ત્રમાંથી નીકળી ગયેલ એક નાનકડા મણિ દ્વારા પુરાઈ જવાથી જલઘડી કામ કરતી અટકી ગઈ અને શુભ મુહૂર્ત વીતી ગયું. પરિણામે લીલાવતી કુંવારી જ રહી ગઈ. ભલે આ પ્રસંગ કદાચ કાલ્પનિક હોય, તોપણ તે કાળે પ્રયોજાતી જલઘડી વિશે તે સારો એવો પ્રકાશ પાડે છે. (અકબર બાદશાહના દરબારના રત્ન ફૈઝીએ ‘લીલાવતી’ ગ્રંથના, ફારસી ભાષામાં કરેલા અનુવાદમાં આ પ્રસંગનો ઉલ્લેખ છે.)

પ્રાચીન ચીનમાં, ખાસ કરીને બૌદ્ધ મઠોમાં જલઘડીઓ અનિવાર્ય હતી અને તેમને વ્યવસ્થિત રાખવા માટે રાજાઓ વડે કુશળ યંત્રવિદોને રોકવામાં આવતા હતા. એકમેકથી ઊંચાઈના ઊતરતા ક્રમે રાખેલાં જલપાત્રોમાં ઉપરથી નીચે ટપકતું પાણી કેટલો સમય લે છે અને નીચેનું છેલ્લું પાત્ર ક્યારે ભરાઈ જાય છે તે ઉપરથી સમય-એકમો નક્કી કરવામાં આવતા હતા. આવી જલઘડીનું નામ ‘બહુસ્તરીય જલઘડી’ હતું. ઈસુની બીજી સદીમાં સુપ્રસિદ્ધ ચીની ખગોળશાસ્ત્રી છાંગ હેંગે એક એવું કૃત્રિમ ગગન બનાવ્યું હતું જે જલઘડી દ્વારા નિયંત્રિત પાણીના પ્રવાહથી ઘૂમતું રહેતું હતું. ખગોળશાસ્ત્રી આ ખગોળક(celestial sphere)ની અંદર બેસીને આકાશના પિંડોની ગતિ અને સ્થિતિનો અભ્યાસ કરતા હતા. પાછળથી ચીનમાં પાણીની શક્તિ વડે ચાલતી જલઘડીઓને આધારે, એક-એકથી ચડિયાતા ખગોળક બન્યા. ઈસુની સાતમી સદીમાં થઈ ગયેલા ઈ. શિન્ગ કદાચ પહેલા ચીની વૈજ્ઞાનિક હતા, જેમણે એક યાંત્રિક ખગોલીય ઘડીનું નિર્માણ કર્યું હતું. એમાં એક વલયયંત્ર (armillary sphere) જલઘડીના પાણીના નિયંત્રિત પ્રવાહથી પૃથ્વીની જેમ ઘૂમતું હતું. આજે જેને ‘escapement’ એટલે કે ઘડિયાળની નિયામક વ્યવસ્થા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે તે ગતિ-નિયામક યંત્રની શોધનો યશ ચીનના પ્રાચીન ખગોળશાસ્ત્રીઓ અને ખાસ કરીને ઈ. શિન્ગને ફાળે જાય છે.

પ્રાચીન ઇજિપ્તમાં પ્રયોજાતી જળઘડી ઈ. સ. પૂ. 158માં Scipio Nasica નામના સંશોધક દ્વારા રોમમાં પ્રવેશી હોવાનું માનવામાં આવે છે.

પ્રાચીન ભારતમાં વપરાતાં કેટલાંક સરળ ખગોલીય સાધનો : પ્રાચીન અને મધ્યયુગીન સમયમાં ભારતમાં વપરાતાં કેટલાંક સાદાં ખગોળશાસ્ત્રીય સાધનોનો ઉલ્લેખ ખગોળશાસ્ત્રીય ‘સંહિતાઓ’ અને ‘સિદ્ધાંતો’માં વિવિધ રીતે વર્ણવેલો જોવા મળે છે. આવું એક જાણીતું યંત્ર ‘ચક્ર’ અથવા ‘વર્તુળ’ છે, જેના પરિઘને 360 અંશ(ડિગ્રી)માં વિભાજિત કરેલો છે. વર્તુળના કેન્દ્ર પાસે, સમતલ ને લંબ અક્ષવાળું અને દોરીથી લટકાવેલું ચક્ર નતાંશો અને રેખાંશો શોધવા માટે વપરાતું હતું. બ્રહ્મગુપ્ત અને લલ્લ ‘પીઠ’ નામના એક સાધનનો ઉલ્લેખ કરે છે તે પણ એક વર્તુળ જ છે પણ તેની સાથે એક ઊર્ધ્વમુખી દંડ જોડેલો હતો.

ભાસ્કર-દ્વિતીય એક બહુવિધ ‘ફલકયંત્ર’નું બહુ ઝીણવટભર્યું વર્ણન આપે છે. આ યંત્ર મુખ્યત્વે એક વર્તુળ કે ચક્ર જ છે, જે એક વેધયંત્ર(astrolabe)નો હેતુ સારે છે. આમ, આરબો જેને ‘અસ્તરલાબર’ (યંત્રરાજ, ઍસ્ટ્રોલેબ કે ભગોલયંત્ર) કહેતા હતા તે વેધયંત્રનું આ ‘ફલક-યંત્ર એક રીતે પૂર્વજ હોવાનું જણાય છે.

ભાસ્કરાચાર્ય-દ્વિતીયે વર્ણવેલું આવું બીજું યંત્ર ‘ધી-યંત્ર’ અથવા ‘યષ્ટિ’ છે. સંસ્કૃતમાં धी: એટલે ‘બુદ્ધિ’ એવો અર્થ થાય છે અને ‘यष्टि:’ એટલે ‘સ્તંભ’ કે ‘લાકડી’ એવો અર્થ થાય છે. લાકડીના અગ્ર તથા નિરીક્ષકની આંખની ઊંચાઈ બંને વચ્ચેનું ક્ષૈતિજ અંતર જાણી લઈને આ યંત્રની મદદથી આકાશીય પિંડોના ઉન્નતાંશ માપવામાં આવતા હતા. આ યષ્ટિને એક ઊભી લાકડી સાથે એવી રીતે જોડવામાં આવતી કે જેથી ક્ષિતિજને લંબ દિશામાં આ યષ્ટિ ઉપર-નીચે કરી શકાતી હતી.

આવાં અન્ય યંત્ર પૈકી ચાપ, ધનુ, કર્તરિ અને તુરીય મુખ્ય છે. ‘ચાપ’ એ અર્ધ-ચક્ર છે, ‘ધનુ’ એ ચાપ છે, ‘કર્તરિ’ પણ ચાપ પ્રકારના સાધનનો જ એક વિશિષ્ટ પ્રકાર છે, જ્યારે ‘તુરીય’ એ એક પ્રકારનું વૃત્તપાદ (quadrant) છે. સંસ્કૃતમાં तुरीयનો અર્થ ચોથો ભાગ અથવા એક ચતુર્થાંશ થાય છે. ‘ક્વૉડ્રન્ટ’નો અર્થ પણ આ જ થાય, એટલે કે વર્તુળ કે પરિઘનો ચોથો ભાગ એવો અર્થ છે. ટૂંકમાં, ‘તુરીય’ યંત્ર કોણમાપક હતું અને સંભવત: આજના ‘ક્વૉડ્રન્ટ’નું પૂર્વજ હતું. અલબત્ત, અહીં નોંધવું જોઈએ કે ‘તુરીય’ શબ્દ ગ્રહણના વર્ણનના સંબંધમાં ‘ઋગ્વેદ’માં ઉલ્લેખાયો છે, પણ તે શબ્દને ‘વૃત્તપાદ’ એટલે કે ‘ક્વૉડ્રન્ટ’ સાથે કોઈ સંબંધ છે કે નહિ તે સંશયાત્મક છે. પાછળથી કદાચ આવા જ કોઈ યંત્ર પરથી કોણગજ (cross staff કે Jacob’s staff) નામનું કોણીય અંતરો માપતું યંત્ર શોધાયું હોવાનું માની શકાય. આ ‘ક્રૉસ-સ્ટાફ’ની શોધ Levi ben Gerson (1288-1324) નામના એક યહૂદી ખગોળશાસ્ત્રીએ કરી હોવાનું મનાય છે. મોજણી (સર્વેક્ષણ) માટે તથા નૌસંચાલન માટે 16મી સદી સુધી આ ઉપકરણનો ઉપયોગ થતો હતો.

સંસ્કારેલાં ખગોલીય–ઉપકરણો : સંસ્કારાયેલ પ્રાચીન ખગોલીય ઉપકરણોમાં ઍસ્ટ્રોલેબ, ક્વૉડ્રન્ટ, આર્મિલરી સ્ફિયર તથા ઉલુઘ બેગ અને સવાઈ જયસિંહ-દ્વિતીયની વેધશાળાનાં વિવિધ વેધયંત્રો અને ચણતરવાળાં વિશાળ સાધનો (masonary instruments) મુખ્ય છે. વલય/ભગોલ, વંશગોલ કે વલયયંત્ર (armillary spheres) : એકથી વધુ વલયો કે વીંટીઓ વડે બનાવેલું આ અત્યંત પ્રાચીન ખગોલીય ઉપકરણ છે. એની શોધ અંદાજે ઈ. પૂ. 255માં ઇરેસ્ટોસ્થિનીસે કરી હોવાનું માનવામાં આવે છે. આ ઉપકરણમાંનાં બધાં વલયો અંશાંકિત કરેલાં હોય છે અને એકસાથે જ કામ કરતાં રહે તે પ્રમાણે અન્યોન્ય જોડેલાં હોય છે. એમાંનું પ્રત્યેક વલય ખગોળકના કોઈ ને કોઈ વૃત્તનું પ્રતિનિધિત્વ કરતું હોય છે; જેમ કે, એક વલય ક્રાંતિવૃત્તનું, બીજું વલય ખગોલીય વિષુવવૃત્તનું; તો ત્રીજું વળી ઉન્મંડલ(colure)નું પ્રતિનિધિત્વ કરતું હોય છે. જરૂર પ્રમાણે તેમાં વલયોનું ઉમેરણ થતું રહે છે અને એ મુજબ વધતેઓછે અંશે રચના જટિલ બનતી રહે છે. આ વલયોના બનેલા ગોળાને બેસણી સાથે જોડીને સ્થિર રાખવામાં આવે છે.

આરંભિક વલયયંત્રો શિરોલંબ સ્થિતિ(vertical position)માં કાર્ય કરતાં હતાં. આ પ્રકારનાં વલયયંત્રો, હિપાર્કસ, ક્લૉડિયસ, ટૉલેમી અને આરબ ખગોળશાસ્ત્રીઓ વાપરતા હતા. તે પછી ટાયકોબ્રાહીએ પોતાની વેધશાળા માટે આવાં વધુ સંસ્કારેલાં વલયયંત્રો બનાવ્યાં જે પૈકી કેટલાંક તો 3 મીટર વ્યાસનાં હતાં. આ યંત્રો 1576થી 1601 સુધીના સમયગાળામાં ટાયકોએ વાપર્યાં હતાં. આ બધાં વલયયંત્રો ધ્રુવાક્ષ (polar axis) પર પ્રસ્થાપિત કરેલાં હતાં.

આ યંત્રો વૃત્તપાદ (ક્વૉડ્રન્ટ) યંત્રો જેટલાં વિશુદ્ધ ક્યારેય ન હતાં. તેથી જ ટાયકો પછીના કાળમાં તેમની વપરાશ ઓછી થતી ગઈ અને આખરે આ યંત્રોની વપરાશ બંધ થઈ ગઈ.

‘સૂર્ય-સિદ્ધાંત’, ‘સિદ્ધાંતશિરોમણિ’ અને બીજા કેટલાક ભારતીય પ્રાચીન ખગોળશાસ્ત્રીય ગ્રંથોમાં વલયાભ-ગોલ કે વલયયંત્ર અંગેનું ઠીક ઠીક વર્ણન જોવા મળે છે. કાષ્ઠ વડે પણ તે બનાવવામાં આવતું હતું. આકાશના વિજ્ઞાન ઉપર પ્રભુત્વ મેળવનારને ગોલીય ખગોળશાસ્ત્રના નિયમો સમજાવવા માટે તેનો ઉપયોગ થતો હતો. આમ, આરંભમાં નિરીક્ષણો માટે અને પાછળથી શૈક્ષણિક હેતુ માટે આ ઉપકરણ વપરાતું હતું.

પ્રાચીન ચીનમાં પણ આ યંત્રો ખૂબ વપરાતાં હતાં. 7મી સદીમાં ઈ. શિન્ગે જલઘડીથી ઘૂમતું એક વલયયંત્ર બનાવ્યું હતું. 11મી સદીમાં સુસુંગ નામના ચીની ખગોળશાસ્ત્રીએ એક વિશાળ યાંત્રિક ખગોલીય ઘડિયાળ બનાવી હતી, જેની ટોચ ઉપર એક વિશાળ વલયયંત્ર સ્થાપિત કરવામાં આવેલું હતું. આ યંત્ર ખગોળને અનુરૂપ ઘૂમ્યા કરતું હતું. એટલે એની સાથે જોડેલી લક્ષ્યસાધનનલિકા દ્વારા આકાશના કોઈ પણ પિંડને લાંબા સમય સુધી સતત નિહાળી શકાતો હતો; જ્યારે યુરોપની વેધશાળાઓમાં, ટેલિસ્કોપ માટે આવી સ્વચાલિત વ્યવસ્થા, છેક 18મી સદીમાં જ અસ્તિત્વમાં આવી હતી.

ભગોલયંત્ર, વેધયંત્ર કે ઍસ્ટ્રોલેબ : વાસ્તવમાં આ ઉપકરણ ગ્રીકોનું વેધયંત્ર હતું, જેની શોધ ઈ. સ. પૂ. બીજી સદીમાં ગ્રીકોએ કરી હતી. તેની શોધનો યશ હિપાર્કસ(આશરે ઈ. પૂ. 160-125)ને આપવામાં આવે છે. ટૉલેમી પણ આ સાધન વાપરતો હતો. ગ્રીકોમાં જાણીતું આ સાધન પાછળથી પશ્ચિમ એશિયા, મધ્ય એશિયા અને સ્પેનમાં, ઇસ્લામી ખગોળશાસ્ત્રીઓ દ્વારા પરિપૂર્ણ થયું હતું, અને આરબ ખગોળશાસ્ત્રની સાથે તે ભારતમાં આવ્યું હતું. ઈસાઈ પશ્ચિમમાં તે આશરે 10મી સદીમાં પહોંચ્યું હતું.

ભારતમાં સંગ્રહસ્થાનો વગેરેમાં જોવા મળતાં આ ભગોલયંત્રો ઉપર મોટે ભાગે ફારસી કે પર્શિયન ભાષામાં આંકડા કોતરેલા હોય છે. પણ થોડાંક એવાં પણ છે કે જેના ઉપર નાગરી ભાષામાં પણ આંકડા કોતરેલા જોવા મળે છે. ભારતમાં મધ્યકાલીન વેધયંત્રો બનાવનારાઓમાં લાહોરના ઝિયા-ઉદ્-દીનનું નામ જાણીતું છે. તેના પિતા ક્વાઇન અને દાદા અલ્લાહ-દાદ પણ કુશળ યંત્રવિદો હતા. તે કાળે લાહોર ઍસ્ટ્રોલેબ તથા અન્ય ખગોલીય ઉપકરણો બનાવવાનું મુખ્ય કેન્દ્ર હતું. સવાઈ જયસિંહે (દ્વિતીય) (17મી સદીનો અંત અને 18મી સદીની શરૂઆત) મુસ્લિમ ખગોળશાસ્ત્રીઓમાં પ્રચલિત ઍસ્ટ્રોલેબ તથા અન્ય સાધનો ધાતુનાં બનાવ્યાં તથા પોતાની યોજના અને રચના અનુસારના ચૂના તથા પથ્થરો વડે ભવ્ય ચણતરકામવાળાં સાધનોની રચના કરી, પોતાની વેધશાળાઓના નિર્માણમાં તેમનો ઉપયોગ કર્યો હતો.

ઍસ્ટ્રોલેબના જે અનેકવિધ ઉપયોગો છે તે પૈકી મૂળ ઉપયોગ કોઈ પણ આકાશી પિંડના ઉન્નતાંશ જાણવાનો છે. તેના ઉપયોગ પ્રમાણે તેની રચના થોડીક બદલાતી રહે છે; પરંતુ સાદું ઍસ્ટ્રોલેબ મૂળમાં બે સમકેન્દ્રી ચપટી ગોળ ચકતીઓ વડે બનેલું હોય છે. આ ચકતીઓ સામાન્ય રીતે પિત્તળની હોય છે. મુખ્ય ચકતીની ઉપર નકૂચો કે વાળેલો આંકડો હોય છે. આ મુખ્ય ચકતી ‘matter’ યા ‘tablet’ યા ‘tympan’ કહેવાય છે, જે સ્થિર હોય છે, પણ તેની ઉપરની બીજી ચકતી ફરી શકે તેવી હોય છે. આ ચક્રિકા જાલિકા ધરાવે છે જેને ‘રીટી’ (rete) અથવા ‘spider’ પણ કહે છે.

જાળીદાર ચક્રિકા વચ્ચોવચ ધ્રુવતારો દર્શાવે છે. આ ચક્રિકા પર અણીદાર કાંટા જેવી રચનાઓ હોય છે જે આકાશના ખાસ ખાસ તારાઓ દર્શાવે છે. ધ્રુવતારાના સ્થાનની આસપાસ એક વલય કોતરેલું હોય છે જે ક્રાંતિવૃત્ત સૂચવે છે. તેના પર વર્ષના બાર મહિના અંકિત કરેલા હોય છે. મુખ્ય ચકતીની પાછલી બાજુએ ઉન્નતાંશ અને દિગંશ અંકિત કરેલા હોય છે. આ ઉપરાંત અહીં એક દર્શ-રેખક કે ઘૂમતો નિર્દેશબાહુ (alidade કે rotating arm) જોડેલો હોય છે.

ઍસ્ટ્રોલેબ વડે તારાના ઉન્નતાંશ માપવા હોય તો તેને ઊર્ધ્વ રાખીને વાપરવાનું હોય છે, પણ જો દિગંશ માપવા હોય તો ઍસ્ટ્રોલેબને સમક્ષિતિજ રાખીને, જરૂરી કોણ આપીને, વેધ લેવાના હોય છે. આ ઉપકરણને ષડંશ કે ષષ્ટક(sextant)નું પુરોગામી કહી શકાય. 15મી સદીથી ખારવાઓ ઍસ્ટ્રોલેબનો ઉપયોગ શરવિક્ષેપ કે અક્ષાંશ નિર્ધારિત કરવા માટે કરતા હતા ત્યાર બાદ 18મી સદીમાં ‘સેક્સટન્ટ’ની શોધ થતાં તેની વપરાશ ઓછી થતી ગઈ.

સ્થાનિક સમય અને અક્ષાંશની જાણકારી ઘણી ચોક્સાઈપૂર્વક આપતું આધુનિક ઉપકરણ ‘ત્રિપાર્શ્વ વેધયંત્ર’ (prismatic astrolabe) કહેવાય છે. આમ તો આ ઉપકરણ છેક 1880માં બનાવવાનું સૂચવાયું હતું, પણ એન્ડ્રે ડૅન્જોન (1890-1967) નામના ફ્રાન્સના ખગોળશાસ્ત્રીએ એને સંસ્કારીને 1951માં આધુનિક સ્વરૂપ આપ્યું.

વૃત્તપાદ કે તુરીય (quadrant) : અંદાજે સન 150માં ટૉલેમી(100-160)એ સૌપ્રથમ પથ્થરનું સૌર-વૃત્તપાદ બનાવ્યું હોવાના ઉલ્લેખો મળે છે. ટાયકોબ્રાહીએ પણ આવા વિશાળ વૃત્તપાદ બનાવ્યા હતા. 1672માં સર આઇઝેક ન્યૂટને પણ બે વૃત્તપાદનું વર્ણન કરેલું છે. આમ, વૃત્તપાદ એ અવકાશી પિંડોના ઉન્નતાંશ માપતું એક ઘણું પુરાણું ખગોલીય સાધન છે. કોણમાપક તરીકે એનો ઉપયોગ ખગોળવિદ્યા અને નાવિકવિદ્યામાં કરવામાં આવતો હતો. તેમાં અવકાશી પિંડોને નજરમાં રાખીને તાકતી – નિશાન લેતી વ્યવસ્થા સંકળાયેલી હોય છે. 1725માં જ્યૉર્જ ગ્રેહામે (1673-1751) એક નવા પ્રકારના ક્વૉડ્રન્ટને વિકસાવ્યું અને ગ્રિનિચ વેધશાળામાં પ્રસ્થાપિત કર્યું, જે ‘મ્યુરાલ ક્વૉડ્રન્ટ’ કહેવાય છે. આ વૃત્તપાદમાં અંશાંકિત કમાન કે ચાપ ઘણી મોટી હોય છે અને દીવાલ સાથે એવી રીતે જોડેલી હોય છે કે નિરીક્ષકના યામ્યોત્તરવૃત્ત (કે મધ્યાહનવૃત્ત) સાથે અભિવિન્યસ્ત (oriented) થાય. ટેલિસ્કોપની મદદથી તારા વગેરેને અવલોકી તેમની ઊંચાઈના કોણ ખૂબ સૂક્ષ્મતાથી માપી શકતું મેરિડિયન સર્કલ (કે ટ્રાન્ઝિટ સર્કલ) નામનું આધુનિક ઉપકરણ એ ખરેખર તો આ ‘મ્યુરાલ ક્વૉડ્રન્ટ’માંથી જ બનાવવામાં આવેલું છે.

વિશાળ યંત્રો કે ચણતરવાળાં વિશાળ ખગોલીય યંત્રો : 13મી સદીમાં મરધામાં સ્થાપવામાં આવેલી વેધશાળામાં તે સમયનાં ઘણાં આધુનિક ખગોલીય ઉપકરણો હતાં. નસિરુદ્દીન નામના પ્રખ્યાત ખગોળશાસ્ત્રીએ વેધકાર્ય કરીને ‘ઇલ્ખાન’ નામની ખગોળ-સારણીઓ બનાવી હતી. આમ, અરબી જ્ઞાન ઈરાન તથા મધ્ય એશિયામાં પણ વિસ્તર્યું હતું. ઉલુઘ બેગ (1394-1449) નામના મૉંગોલ ખગોળશાસ્ત્રીએ આશરે 1428ની આસપાસ સમરકંદમાં એક વેધશાળા સ્થાપી હતી જેમાં ઘણાં વિરાટ ઉપકરણો હતાં, જેમની મદદથી એણે અનેક વેધો લીધા હતા. વેધોની સૂક્ષ્મતા માટે એણે 50 મીટર ઊંચો શંકુ સ્થાપિત કર્યો હતો. તેની મદદથી અયનગતિ તથા રવિપરમમંદફળ માપ્યાં હતાં. તેની ખગોળ-સારણીઓ પાછળથી યુરોપમાં પણ ઘણો આવકાર પામી. આ મૉંગોલ રાજકર્તા રાજખટપટોનો ભોગ બનીને મરાયો અને તેની વેધશાળાનો પણ મહદંશે નાશ કરવામાં આવ્યો. પાછળથી 1908માં રશિયાના એક પુરાતત્વવિદ દ્વારા એની નવેસરથી ખોજ થઈ ત્યારે તો ઘણાં ઉપકરણો નાશ પામી ચૂક્યાં હતાં.

આવા એક અત્યંત વિશાળ ‘ક્વૉડ્રન્ટ’ના નીચેના ભાગના અવશેષ આજે પણ જોવા મળે છે. બાકીનાં બીજાં ઉપકરણોનો મોટો ભાગ નાશ પામ્યો છે; પરંતુ આ બાબતમાં સવાઈ જયસિંહ (દ્વિતીય) થોડો ભાગ્યશાળી હતો. એનાં વિરાટ ઉપકરણો આજે પણ લગભગ સારી હાલતમાં જોવા મળે છે.

સવાઈ જયસિંહે પોતાની વેધશાળાઓ(જંતરમંતરો)નું નિર્માણ મહદંશે સમરકંદની વેધશાળાને આધારે જ કર્યું હોવાનું હવે સ્વીકારવામાં આવ્યું છે. ચૂના અને પથ્થરોમાંથી બનાવેલી આ વેધશાળાઓ એણે પાંચ સ્થળે બનાવી : સૌપ્રથમ દિલ્હી ખાતે 1724માં વેધશાળા બનાવી. એ પછી જયપુર (1734), ઉજ્જૈન, મથુરા અને બનારસ ખાતે બનાવી હતી. દિલ્હીની વેધશાળા સ્થાપી ત્યારે ન્યૂટનના અવસાનને ત્રણેક વર્ષ થઈ ચૂક્યાં હતાં. નવાં સંશોધનો કહે છે કે જયસિંહને દૂરબીનની પણ જાણકારી મળી ચૂકી હતી; તેમ છતાંય એણે આવાં મોટાં યંત્રો બનાવવાનો વિચાર જતો ન કર્યો. જોકે એનાં ખગોલીય યંત્રો વિશાળ હોવા છતાંય સૂક્ષ્મતાનું ધ્યાન રાખીને તેમને તૈયાર કરવામાં આવેલાં. વેધયંત્રો (ઍસ્ટ્રોલેબ) જેવાં ધાતુનાં વિવિધ યંત્રો ઉપરાંત એણે સમ્રાટયંત્ર, રામયંત્ર, જયપ્રકાશયંત્ર અને મિશ્રયંત્ર જેવાં ચણતરવાળાં મોટાં સાધનો પણ બનાવ્યાં હતાં.

સમ્રાટયંત્ર એક પ્રકારની વિશાળ ધૂપઘડી છે. મિશ્રયંત્રમાં ઘણાં ખગોલીય યંત્રોનો સમન્વય કરવામાં આવેલો છે. હકીકતે, આ બધાં ઉપકરણો સ્થિતિમાપક તથા કાલમાપક યંત્રો છે.

બીજી તરફ યુરોપમાં એ કાળે આકાશી પિંડોના ભૌતિક ગુણધર્મોના અભ્યાસ(ખગોળ ભૌતિકી)ની શરૂઆત થઈ ચૂકી હતી અને કાલમાપક તથા સ્થિતિમાપક સૂક્ષ્મ તથા વજનમાં હલકાં એવાં યંત્રો ઝડપથી વિકસી રહ્યાં હતાં. પરિણામે જયસિંહની વેધશાળાઓનાં વિશાળ યંત્રો વડે નવું કશું વિશેષ શોધાવાનો સંભવ ન હતો; તેમ છતાં એના ખગોળપ્રેમ તથા એના ખગોળના યુગને જીવંત રાખતાં વિરાટ ઉપકરણો આજે પણ અડીખમ ઊભેલાં છે; જેમાં મોટા ચંદાઓ, દિક્કોણ સાધનો, યામ્યોત્તર વર્તુળો, સેક્સ્ટન્ટ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

ખગોળ–અવલોકનનો નૂતન યુગ : પ્રાચીનતમ વિજ્ઞાન તરીકે ઓળખાતા એવા ખગોળશાસ્ત્રની શરૂઆત સૂર્ય, ચંદ્ર અને ર્દશ્ય ગ્રહો – બુધ, શુક્ર, મંગળ, ગુરુ તથા શનિના અવલોકનથી થઈ. આજે પણ ખગોળશાસ્ત્રની એક શાખા ખગોલીય પિંડની સ્થિતિ, તેજસ્વિતા, ગતિ અને જોઈ શકાય તેવી અન્ય લાક્ષણિકતા અંગેનાં અવલોકનો લેવામાં તથા આકાશી ગતિશાસ્ત્ર અનુસાર તેમની ગતિ વિશે આગાહી કરવામાં વ્યસ્ત છે. ખગોળશાસ્ત્રની વિકાસશીલ શાખા તરીકે ઓળખાતી ખગોળ-ભૌતિકીનો આરંભ ઓગણીસમી સદીમાં થયો, અને વીસમી સદીમાં તેણે જે સિદ્ધિઓ હાંસલ કરી છે તે જોતાં આગામી સદીમાં તેનો બહુમુખી વિકાસ ચાલુ રહેશે અને ખગોળસૃષ્ટિની ક્ષિતિજનો પાર પામવાના પ્રયત્નોને સફળતા મળશે એવી અપેક્ષા જરૂર રાખી શકાય. આ શાખામાં ક્વૉન્ટમ ગતિશાસ્ત્ર, સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાન્ત તેમજ આણ્વિક, પરમાણ્વિક, ન્યૂક્લિયર અને મૂળભૂત-કણ ભૌતિકશાસ્ત્રનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ભૌતિકી પ્રક્રિયા દ્વારા ખગોલીય ઘટનાઓના કાર્યકારણના સંબંધ સ્થાપિત કરવામાં અને તેના વડે ભૂત, વર્તમાન તથા ભવિષ્યની ખગોલીય ઘટનાઓ સમજવામાં અને તેનો પૂર્વાનુમાનમાં ઉપયોગ કરીને તેમના આગામી ઘટનાક્રમ અંગે પણ વિવરણ કરી શકાય છે. તાપમાન, દબાણ, ઘનતા અને રાસાયણિક સંરચનાની લાક્ષણિકતા અનુસાર ખગોળ-ભૌતિકશાસ્ત્રી ખગોળસૃષ્ટિના ઘટકોને મૂલવે છે.

વીસમી સદી દરમિયાન ખગોળશાસ્ત્રમાં થયેલી પ્રગતિ એટલી તો ઝડપી રહી છે કે છેલ્લા પાંચ દાયકાને સુવર્ણકાળ ગણવામાં આવે છે. ઝાંખા પદાર્થોના સંશોધન માટે વાપરવામાં આવતાં સાધનો જેવાં કે વધારે સંવેદનશીલ ફોટોગ્રાફિક ઇમલ્ઝન અને ઇલેક્ટ્રૉનિક ‘ઇમેજિંગ ડિવાઇસીસ’ વગેરેને કારણે અત્યાર પર્યન્ત જેની પ્રગતિ સાધારણ રહેલી હતી તેવા પ્રકાશિકી ખગોળશાસ્ત્રનો વિકાસ પણ નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બન્યો છે. સામાન્ય ટેલિસ્કોપની સાથે આવાં ઉપકરણોને જોડવાથી માંડ માંડ જોઈ શકાતા ખગોલીય પદાર્થો કરતાં પણ વધારે ઝાંખા – વધારે દૂર રહેલા પદાર્થો પણ હવે સ્પષ્ટ રૂપે જોઈ શકાય છે.

નવીન યુગનાં સંસૂચકો અને ઉપકરણો પ્રાપ્ત થતાં ખગોળશાસ્ત્રીઓ પ્રકાશિકી ઉપરાંત વર્ણપટના અન્ય વિભાગમાંના તરંગો વડે પણ ખગોલીય પિંડને અવલોકી શકે છે. અત્યાર સુધી અર્દશ્ય રહેલા ખગોળનાં પાસાં નવીન પ્રકારનાં અને વધારે સંવેદનશીલ ઉપકરણોની શોધને લઈને ‘ર્દશ્ય’ બન્યાં છે.

1931માં બેલ ટેલિફોન લૅબોરેટરીના કાર્લ જી. જાન્સ્કિએ પાર્થિવેતર (extraterrestrial) રેડિયો-વિકિરણ શોધી કાઢ્યું અને રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્ર શાખાની શરૂઆત થઈ. 1937માં ગ્રોટે રેબર નામના રેડિયો-એન્જિનિયરે ખગોળમાંથી આવતાં રેડિયો-વિકિરણોનો-પદ્ધતિસર અને વિગતપૂર્ણ અભ્યાસ કર્યો અને નવજાત રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્રની અગત્ય પ્રત્યે વ્યવસાયી ખગોળશાસ્ત્રીઓનું ધ્યાન દોર્યું. બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન નેધરલૅન્ડના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ સૈદ્ધાન્તિક ગણતરીઓ વડે વિદ્યુત તટસ્થ હાઇડ્રોજન પરમાણુ દ્વારા ઉત્સર્જિત થતા 21 સેમી. તરંગલંબાઈના વિકિરણ અંગે કરેલી આગાહી પ્રમાણે આવી રેડિયો રેખા ‘જોવામાં આવતાં’ રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્રને ઘણો વેગ મળ્યો. તારકો, ગ્રહો, આંતર-તારકીય માધ્યમ અને આંતર-નિહારિકી સ્રોતોમાંથી ઉત્સર્જિત થતાં રેડિયો-વિકિરણોનો વિશ્વભરમાં પથરાયેલા રેડિયો-ટેલિસ્કોપ વડે અભ્યાસ થઈ રહ્યો છે. રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્ર દ્વારા થયેલ મહત્વની પ્રાપ્તિની યાદીમાં (1) નિહારિકી સંરચનાનું આલેખન, (2) ક્વાસાર અને પલ્સારની શોધ અને (3) આંતર-તારકીય અવકાશમાં વિવિધ પ્રકારના કાર્બનિક અણુઓની શોધ વગેરેનો ઉલ્લેખ કરી શકાય. બુધ અને શુક્રનો અક્ષભ્રમણકાળ જાણવા માટે અને ખગોલીય એકમ(AU)નું નિરપેક્ષ મૂલ્ય નક્કી કરવા માટે રડાર-ખગોળશાસ્ત્રનું યોગદાન પણ મહત્વનું છે.

1950 અને 1960ના દાયકાઓમાં ઇન્ફ્રારેડ-ખગોળશાસ્ત્ર આધારિત ઘનિષ્ઠ અભ્યાસનો આરંભ થયો એમ કહી શકાય. ત્યાર પછી સંવેદનશીલ સંસૂચકોનો વિકાસ થતાં પૂરતાં સૂક્ષ્મગ્રાહી ઉપકરણોની રચના શક્ય બની અને તેને પરિણામે આ શાખાના ખગોળશાસ્ત્રીઓ નવીન દિશામાં સંશોધનકાર્ય હાથ ધરી શક્યા છે. ધૂળવાળા ગાઢા વાદળ સાથે સંકળાયેલા નવોદિત તારકોના અભ્યાસ માટે ઇન્ફ્રારેડ-ખગોળશાસ્ત્રનો ફાળો પણ અતિ મૂલ્યવાન છે.

અર્દશ્ય-કિરણી ખગોળશાસ્ત્ર તરીકે ઓળખાતા અલ્ટ્રાવાયોલેટ, એક્સ અને ગૅમા-કિરણી ખગોળશાસ્ત્રમાં પણ નોંધપાત્ર પ્રગતિ છેલ્લા ત્રણેક દાયકાઓમાં જ થઈ શકી છે. પૃથ્વીનું વાતાવરણ ‘ડીપ’ ઇન્ફ્રારેડ, અલ્ટ્રાવાયોલેટ, એક્સ અને ગૅમા-વિકિરણો માટે અપારદર્શક હોવાથી 30 કિમી.થી વધારે ઊંચાઈએ ઊડતાં બલૂન, રૉકેટ કે ઉપગ્રહસ્થિત અવલોકન-પ્લૅટફૉર્મ સિવાય ઉપર્યુક્ત વિકિરણોનો અભ્યાસ શક્ય જ નથી. 1962 પછી અમેરિકા, રશિયા વગેરે દેશોએ અંતરીક્ષમાં ભ્રમણ કરતી અર્દશ્ય-કિરણી વેધશાળાઓ અવકાશમાં તરતી રાખી છે, જેમના દ્વારા નૂતન યુગીય ખગોળશાસ્ત્રની બધી શાખાઓમાં તલસ્પર્શી અભ્યાસ હાથ ધરી શકાયો છે. ‘સ્પેસ-શટલ’ અને ‘હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ’ વડે અર્દશ્ય-કિરણી ખગોળશાસ્ત્રના ક્ષેત્રે તાજેતરમાં ઘણું મહત્વનું પ્રદાન થયું છે.

આધુનિક ખગોલીય ઉપકરણો : ખગોલીય પિંડ તરફ ઉન્મુખ પ્રકાશિકી ટેલિસ્કોપ દ્વારા એ પિંડમાંથી આવતાં ક્-વિકિરણોને ફોકસ ઉપર એકત્રિત કરે છે એટલે વિકિરણ-સંગ્રાહક તરીકેની કામગીરી તો બજાવે જ છે, ઉપરાંત ચોકસાઈપૂર્વક દિશાસૂચક માહિતી પણ પૂરી પાડે છે. ટેલિસ્કોપની સાથે પ્રકાશિકી ફિલ્ટર, સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ, પોલરાઇઝર કે સૂક્ષ્મગ્રાહી ઇન્ટરફેરોમીટરને પ્રકાશ-વિશ્લેષક તરીકે પ્રયોજવામાં આવે છે; જ્યારે સંસૂચક તરીકે ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ, ફોટોમલ્ટિપ્લાયર ટ્યૂબ (PMT), ઇમેજ-ઇન્ટેન્સિફાયર ટ્યૂબ કે ચાર્જ કપલ્ડ ડિવાઇસ (CCD) વાપરવામાં આવે છે.

ટેલિસ્કોપ-યુગ પહેલાંના સમયમાં ખગોલીય પિંડના અવલોકન માટે વેધકર્તાએ પોતાની આંખનો જ ઉપયોગ કરવો પડતો હતો. માનવીની આંખ કરતાં 10 સેમી. વ્યાસના અરીસા કે લેન્સવાળો ટેલિસ્કોપ 256 ગણાં વધારે પ્રકાશિકી વિકિરણ એકત્રિત કરી શકે છે એટલે વધારે ઝાંખા ખગોલીય પિંડ પણ જોઈ શકાય છે. વળી સામાન્ય વેધકર્તા આશરે 3 કળા કરતાં વધારે કોણીય અંતર ધરાવનાર ખગોલીય જ્યોતિઓને જ અલગ પિંડ તરીકે પારખી શકે છે; જ્યારે 10 સેમી. ટેલિસ્કોપ પણ 1.5 વિકળા કોણીય અંતર ધરાવનાર જ્યોતિઓને સ્પષ્ટ રૂપે અલગ બતાવી શકે છે. આમ 10 સેમી. ટેલિસ્કોપની વિભેદનક્ષમતા આંખના કરતાં લગભગ 100થી 120 ગણી વધારે છે. ટેલિસ્કોપના આ ચડિયાતાપણાને કારણે ખગોલીય અવલોકનો માટે તેને અતિ-આવશ્યક ઉપકરણ ગણવામાં આવે છે.

પ્રકાશિકી ટેલિસ્કોપમાં વિકિરણ એકત્રિત કરવા માટેનું સંગ્રાહક સાધન અરીસો છે કે લેન્સ, તદનુસાર તેને પરાવર્તક કે અપવર્તક (refractor) ટેલિસ્કોપ કહેવામાં આવે છે. પરાવર્તક ટેલિસ્કોપમાં મુખ્ય (prime) અરીસો અને અપવર્તકમાં અભિર્દશ્યક (objective) લેન્સ વડે વિકિરણને ફોકસ ઉપર કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે. વેધકર્તા યોગ્ય નેત્રિકા (eye piece) વડે પ્રતિબિંબનું પર્યાપ્ત આવર્ધન (magnification) કરીને ખગોલીય પિંડનું અવલોકન કરે છે અથવા તો અવલોકનની જરૂરિયાત અનુસાર પ્રકાશ-વિશ્લેષક તેમજ સંસૂચક અથવા માહિતી-આલેખકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

નાના પરાવર્તક ટેલિસ્કોપના મુખ્ય કેન્દ્રની પાછળની બાજુએથી અવલોકન લેતી વખતે પ્રકાશીય પથમાં (optical path) વેધકર્તાના પાયાનો અવરોધ નડે છે, એટલે ન્યૂટને ટેલિસ્કોપમાં એક વધારાનો (auxiliary) નાનો સપાટ અરીસો (M) ગોઠવી મુખ્ય ફોકસ(I)ને ટેલિસ્કોપ-ટ્યૂબની બહાર કાઢ્યું. મોટા વ્યાપના અવલોકન કે વિશ્લેષણ માટેનાં ઉપકરણો વાપરતી વખતે પ્રકાશીય પથમાં આવતો આવો અવરોધ સાચે જ ખૂબ અડચણરૂપ બને છે. કેસેગ્રેઇને સૂચવેલ રચના પણ બહુ વ્યવહારોપયોગી જણાઈ છે. તેમાં પરવલયી (parabolic) મુખ્ય અરીસાના કેન્દ્રભાગે નાનું છિદ્ર રાખવામાં આવે છે અને એક અતિવલયી (hyperbolic) દ્વિતીયક (secondary) અરીસા(S)ને મુખ્ય ફોકસની આગળ મૂકવામાં આવે છે, જેના ઉપરથી પરાવર્ત થતું પ્રકાશબિંબ મુખ્ય અરીસામાંના છિદ્રમાંથી બહાર નીકળીને કેસેગ્રેઇન ફોકસ (I) ઉપર ખગોલીય પિંડનું પ્રતિબિંબ આપે છે. મધ્યમસરનાં વજનદાર ઉપકરણો મુખ્ય અરીસાના પાછલા ભાગે લગાડી શકાય છે.

પ્રકાશિકી-અક્ષ (optical axis) અને ક્રાંતિ-અક્ષ(declination axis)નાં તેમજ ક્રાંતિ-અક્ષ અને ધ્રુવીય-અક્ષ(polar axis)નાં છેદબિંદુઓ ઉપર ગોઠવેલા નાના સપાટ અરીસા(M₁ અને M₂)ની મદદથી પ્રકાશબિંબને ટેલિસ્કોપની બહાર આવેલા કૂડે ફોકસ ઉપર કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે; ટેલિસ્કોપને બધી દિશામાં ફેરવવા છતાંય એ બિંદુ જ્યાંનું ત્યાં – અચળ જ રહે છે. અહીં મોટાં અને વજનદાર ઉપકરણોને સ્થાયી રૂપે ગોઠવી શકાય છે. તાજેતરનાં વર્ષોમાં પ્રકાશિકી તંતુઓ(optical fibres)નો વિકાસ થતાં ટેલિસ્કોપના પ્રાથમિક ફોકસ-તલમાંથી જ પ્રકાશને આવા પ્રકાશિકી તંતુઓ દ્વારા મોટા સ્થિર સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ સુધી લઈ જઈ શકાય અને કૂડે રચનામાં જરૂરી એવાં અનેક પરાવર્તનોને કારણે થતી પ્રકાશ-ઘટ કરતાં પણ ઘણી ઓછી ઘટ સાથે પ્રકાશને તેના ગંતવ્યસ્થાને પહોંચાડી શકાય છે.

‘ડોમા’ અને અબિંદુકતા (astigmatism) જેવી પ્રતિબિંબ વિકૃતિઓને કારણે સામાન્ય પરાવર્તક ટેલિસ્કોપ દ્વારા લીધેલા ફોટોગ્રાફમાં સુરેખ-પ્રતિબિંબનું ક્ષેત્ર 2.5 x 2.5 કલા જેટલું, ઘણું જ મર્યાદિત હોય છે. 1932માં હેમ્બર્ગ ઑબ્ઝર્વેટરીના બર્નહાર્ડ શ્મિટે, વિસ્તૃત-કોણ અને અતિ ‘ઝડપી’ પરાવર્તક કૅમેરાની ખોટને દૂર કરી. શ્મિટ ટેલિસ્કોપિક કૅમેરામાં ગોલીય મુખ્ય અરીસાના વર્તુળકેન્દ્ર ઉપર પાતળી, વિશિષ્ટ આકાર ધરાવતી શ્મિટ કરેક્ટિંગ પ્લેટ રાખવામાં આવે છે. આ સંરચના દ્વારા મળેલું પ્રતિબિંબ ગોલીય આકારનું સુરેખ અને લગભગ 6 x 6 અંશ કોણીય ક્ષેત્ર જેટલું વિસ્તૃત હોય છે. શ્મિટ ટેલિસ્કોપમાં વક્ર ફોકલ સપાટી આગળ અતિપરવલયાકારનો સેકન્ડરી અરીસો મૂકીને કેસેગ્રેઇન ફોકસ વાપરવામાં આવે છે. ખગોલીય સર્વેક્ષણ તેમજ ઉલ્કા, ઉપગ્રહો, લઘુગ્રહો વગેરેની કક્ષાના અભ્યાસ માટે આ વિસ્તૃતક્ષેત્રીય પ્રતિબિંબની ઉપલબ્ધિ ઘણી મદદરૂપ થાય છે. માક્સુતૉવ ટેલિસ્કોપ પણ શ્મિટ ટેલિસ્કોપ જેવું જ છે જેમાં શ્મિટ કરેક્ટિંગ પ્લેટનું સ્થાન નવચંદ્રાકાર (meniscus) લેન્સ લે છે.

સૌર ટેલિસ્કોપની સાથે સેલોસ્ટેટ વાપરવો આવશ્યક છે કારણ ટેલિસ્કોપના અભિર્દશ્યક લેન્સથી સેંકડો મીટર દૂર સૂર્યનું પ્રતિબિંબ પાડી શકે તેવડા વિરાટ ટેલિસ્કોપને તો સ્થિર જ રાખવો પડે, એટલે આકાશી સ્થાન બદલતા સૂર્યનું બિંબ સેલોસ્ટેટના બે પ્રકાશત: (optical) સમતલ અરીસાઓ M₁ અને M₂ વડે મુખ્ય સૌર ટેલિસ્કોપમાં મોકલવામાં આવે છે; એ બે પૈકીનો M₁ ઘૂમતો અરીસો છે જેને ધ્રુવ-અક્ષ ઉપર ‘માઉન્ટ’ કરવામાં આવેલ છે, જ્યારે M₂ સ્થિર છે અને તેને એવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે જેથી M₁ અને M₂ના કેન્દ્ર યામ્યોત્તર તલમાં જ રહે. M₁ અરીસાને સૂર્યના કરતાં અર્ધગતિથી ઘુમાવવામાં આવે છે, જેથી સૂર્યનું બિંબ સ્થિર અરીસા M₂ ઉપર થઈને સૌર ટેલિસ્કોપના અભિર્દશ્યક લેન્સ ઉપર ઝિલાય. બંને અરીસાઓનાં કેન્દ્ર યામ્યોત્તર તલમાં હોવાથી સૂર્ય-પ્રતિબિંબનું સ્થાનાન્તર થતું નથી.

સૌર ઉપકરણોમાં મહત્વનું પ્રદાન કરનારાં અન્ય બે છે : કોરોનાગ્રાફ અને સ્પેક્ટ્રોહિલિયોગ્રાફ. કોરોનાગ્રાફની શોધ 1930ના અરસામાં બર્નાર્ડ લ્યોટે કરી હતી. તેના વડે ખગ્રાસ સૂર્યગ્રહણ સિવાયના સમયે પણ સૌર કિરીટાવરણ(solar corona)નો અભ્યાસ થઈ શકે છે. ઉચ્ચ ગુણવત્તાના અપવર્તક ટેલિસ્કોપના ફોકલ-તલમાં યોગ્ય માપની ચકતી (disc) દ્વારા માત્ર સૂર્યબિંબનું જ પિધાન કરવામાં આવે છે. આમ, કૃત્રિમ ખગ્રાસ સૂર્યગ્રહણની પરિસ્થિતિ સર્જાય છે અને પૃથ્વીની વાતાવરણીય સ્થિતિ અનુકૂળ હોય ત્યારે સૌર કિરીટાવરણના ફોટોગ્રાફ લેવામાં આવે છે.

1891થી 1895 દરમિયાન જ્યૉર્જ એલેરી હેલેએ સ્પેક્ટ્રોહિલિયોગ્રાફની શોધ કરી હતી. તેમાં સેલોસ્ટેટની મદદથી ઉચ્ચ પરિક્ષેપણ (high dispersion) સ્પેક્ટ્રોગ્રાફના ફોકલ-તલની સ્લિટ ઉપર સૂર્યનું પ્રતિબિંબ મેળવવામાં આવે છે. એ ફોકલ-તલમાં પ્રથમ સ્લિટની નીચે જ ગોઠવેલ બીજી સ્લિટ પાછળ ગોઠવેલ ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ ઉપર પણ સૂર્યનું પ્રતિબિંબ પાડવામાં આવે છે. ઉપરની સ્લિટ ઉપર જે ગતિથી સૌર પ્રતિબિંબને ખસેડવામાં આવે તે જ ગતિથી બીજી સ્લિટ પાછળની ફોટોગ્રાફિક પ્લેટને પણ ખસેડવાથી સૂર્યબિંબનો મૉનોક્રોમેટિક ફોટો મળે છે.

કમ્પ્યૂટર વાપરીને ટેલિસ્કોપની વિષુવાંશ-ગતિ તેમજ ક્રાંતિ-ગતિનું સ્વતંત્રપણે અને ખૂબ સૂક્ષ્મતાપૂર્વક સરળ સંચાલન સહેલાઈથી થઈ શકે છે એટલે સેંકડો ટનનું વજન ધરાવતા વિરાટ ટેલિસ્કોપને ઇચ્છિત ખગોલીય પિંડ તરફ સતત તાકવાનું ખૂબ સરળ થઈ ગયું છે. અર્વાચીન યુગના વિરાટ (6 મીટર) રશિયન ટેલિસ્કોપને તો ઉન્નતાંશદિગંશ માઉન્ટ ઉપર ગોઠવીને કમ્પ્યૂટર-સંચાલન અપનાવવાથી અનેક જટિલ એન્જિનિયરિંગ સમસ્યાઓ ખૂબ સહેલાઈથી ઉકેલી શકાઈ છે. નવીન પેઢીના મલ્ટિ-મીટર ટેલિસ્કોપના મધ્યમ કદના અનેકાનેક અરીસાઓને કમ્પ્યૂટર દ્વારા યોગ્ય રીતે ફેરવતાં રહેવાથી અતિશય વિરાટ વ્યાસના સળંગ અરીસા જેવું જ પરિણામ હાંસલ થઈ શકે છે.

રેડિયો–ટેલિસ્કોપ : ખગોલીય પિંડ અને અવકાશમાંથી આવતા, કેટલાક મિલીમીટરથી માંડીને 20 મીટર તરંગ-લંબાઈનાં રેડિયો-વિકિરણોને પારખવા અને ઝીલવા માટે રચાયેલા ઉપકરણને રેડિયો-ટેલિસ્કોપનું નામ આપવામાં આવેલ છે. પ્રથમ શ્રેણીના રેડિયો-ટેલિસ્કોપમાં ધાતુ કે ધાતુની જાળી વડે બનેલ પરવલયાકાર ડિશના ફોકસ ઉપર સૂક્ષ્મગ્રાહી ઍન્ટેના મૂકવામાં આવે છે, જે વિશિષ્ટ તરંગલંબાઈના (કંપસંખ્યાના) રેડિયોતરંગ ઝીલવાના હોય તે મુજબ ઍન્ટેના, ફીડ કે હૉર્નને ટ્યૂન કરવામાં આવે છે. ઝીલવામાં આવેલા રેડિયો-તરંગોનું ખૂબ સંવેદનશીલ રેડિયો-રિસીવરની મદદથી વિશ્લેષણ કરવામાં અને તેની તીવ્રતા માપવામાં આવે છે. મોટી તરંગલંબાઈનો ઉપયોગ હોવાથી પ્રકાશિકી ટેલિસ્કોપના કરતાં રેડિયો-ટેલિસ્કોપની વિભેદનક્ષમતા ખૂબ ઓછી હોય છે. માનવઆંખના જેટલી વિભેદનક્ષમતા હાંસલ કરવા 1 મીટર રેડિયો-વિકિરણ ઝીલનાર રેડિયો-ટેલિસ્કોપની ડિશનો વ્યાસ 5 કિમી. હોવો જરૂરી છે. આટલી મોટી ડિશ બનાવવી મુશ્કેલ છે અને તેને ફેરવવી એ ઘણી કપરી કામગીરી છે. 20થી 50 મીટર વ્યાસની ડિશવાળા રેડિયો-ટેલિસ્કોપની જોડી કે સમૂહનો ઉપયોગ તરંગ-ઇન્ટરફેરોમીટર તરીકે કરીને 1 વિકળા જેટલી વિભેદનક્ષમતા પ્રાપ્ત થઈ શકી છે. ઉટાકામંડ ખાતે 530 મીટર લાંબા અને 30 મીટર પહોળાઈના નળાકાર-પરવલયાકાર ઍન્ટેના વાપરીને ભારતીય રેડિયો ખગોળશાસ્ત્રીઓ ચંદ્ર-પિધાન સમયે ઇચ્છિત ધ્યેય હાંસલ કરી શક્યા છે. કમ્પ્યૂટરની મદદથી એપર્ચરસિન્થેસિસ-પદ્ધતિ અપનાવી આવડો ઍન્ટેના વાપરીને રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્રીઓ 25થી 35 કળા જેટલી વિભેદનક્ષમતા મેળવી શક્યા છે.

એક્સ અને ગૅમા–કિરણી ટેલિસ્કોપ : એક્સ-કિરણી અને ગૅમા-કિરણી વિકિરણો માટે રૂઢિગત ટેલિસ્કોપ વાપરી શકાતા નથી કારણ કે ટેલિસ્કોપ-રચનાના ભાગ ઉપર આપાત થતાંની સાથે જ તેમનું અવશોષણ થાય છે. કેટલાક કિલો ઇલેક્ટ્રૉન વૉલ્ટ (KeV) સુધીનાં એક્સ-કિરણો માપવા માટે પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનના સિદ્ધાંત ઉપર રચાયેલા તલસ્પર્શી(કે પૃષ્ઠસર્પી)-આપતન (grazing incidence) ટેલિસ્કોપ વાપરી શકાય છે. સંસૂચક (D) પાસે અતિપરવલયાકાર (H) અને તે પહેલાં પરવલયાકાર (P) અરીસા ગોઠવીને બનાવેલ ટેલિસ્કોપમાં આશરે 87 અંશ કરતાં મોટા આપાતકોણ રચાતા હોવાથી મૃદુ એક્સ-કિરણો પૂર્ણ-આંતરિક પરાવર્તન પામે છે. વિકિરણ ગ્રહણક્ષમતા વધારવા માટે ચડ-ઊતર નાનામોટા વ્યાસના ટેલિસ્કોપ ઘટકો વડે નીડ(માળો)-રચના (nesting of several telescopes) કરવામાં આવે છે. USના હાઈ એનર્જી ઍસ્ટ્રૉનૉમિકલ ઑબ્ઝર્વેટરી (HEAO-B) ઉપગ્રહમાં 3.4 મીટર ફોકલ લંબાઈ અને 55 સેમી. વ્યાસના આવા એક્સ-કિરણી ટેલિસ્કોપ વડે પણ વિકળા પર્યન્તની વિભેદનક્ષમતા મેળવી શકાઈ છે. આને માટે એવા સંસૂચકની જરૂર પડે છે જે વડે મિલીમીટરના ત્રીસમા ભાગ ઉપર આપાત થતાં એક્સ-કિરણો પણ પારખી શકાય. ‘માઇક્રોચૅનલ પ્લેટ્સ’માં એવી સૂક્ષ્મ ચૅનલોનું નિર્માણ કરેલું હોય છે કે એમાંની કોઈ પણ એક ચૅનલ-ક્ષેત્ર ઉપર આપાત થતા ફોટૉનને લીધે પેદા થતા ઇલેક્ટ્રૉન-ધોધ(cascade)ને નોંધી શકાય છે.

પરંતુ સખત એક્સ-કિરણો અને ગૅમા-કિરણો માટે આવું ઉપકરણ બનાવવું હજુ બાકી છે. એમને માટે પ્રપોર્શનલ કાઉન્ટર, એની નીચે પ્રસ્ફુરણ (scintillation) કાઉન્ટર અને છેક નીચે ફોટોમલ્ટિપ્લાયર ટ્યૂબ રાખવામાં આવે છે. પર્યાપ્ત વિભેદનક્ષમતા મેળવવા માટે આવા બે કાઉન્ટર-બૅંક ગોઠવવામાં આવે છે જેમની વચમાં ‘આસ્પેક્ટ કૅમેરા’ એક્સ-કિરણી સ્રોતની આજુબાજુના તારકો વગેરે ખગોલીય જ્યોતિઓનો ફોટો લે છે, જેના પરથી એક્સ-કિરણી સ્રોતનું ખગોળમાંનું સ્થાન ચોકસાઈપૂર્વક નક્કી થઈ શકે છે.

પ્રાથમિક દિશા-નિર્ધારણ (collimation) માટે વાયરની બનેલી બે જાળીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જે પૈકીની એક જાળી સ્થિર રહે છે અને નીચેની જાળીનો પૂર્વયોજના મુજબ ઉપર-નીચે અથવા સમતલમાં જ સ્થાનફેર કરવામાં આવે છે. એક્સ-કિરણની તીવ્રતાદર્શક માહિતીસંચય(data)માં નીચેની જાળીના સ્થાનફેર આધારિત સંકેત કમ્પ્યૂટરની મદદથી શોધાય છે જેને આધારે આપાત થતા એક્સ-કિરણની દિશા વધારે સૂક્ષ્મતાપૂર્વક નક્કી થઈ શકે છે.

પ્રપોર્શનલ કાઉન્ટરની રચના મહદંશે ગેઇગર કાઉન્ટર જેવી હોય છે; જેમાં નળાકાર ટ્યૂબના કેન્દ્રભાગમાં તારનો ઍનોડ આવેલો હોય છે, અને વોલ્ટેજ એવી મર્યાદામાં રાખવામાં આવે છે કે આપાત થતા એક્સ કે ગૅમા-કિરણને લીધે પેદા થયેલાં અયનો દ્વારા અંકિત થયેલ પલ્સની તીવ્રતા પેલા આપાત-ફોટૉનની ઊર્જાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

યોગ્ય અશુદ્ધિઓ વડે ‘ડૉપ’ કરેલા સોડિયમ આયોડાઇડ જેવા ક્રિસ્ટલમાંથી પસાર થતા શક્તિશાળી એક્સ- કે ગૅમા-કિરણે ઉત્પન્ન કરેલા સેકન્ડરી ઇલેક્ટ્રૉનને પેલી અશુદ્ધી ગ્રહણ કરે છે અને ર્દશ્ય પ્રકાશનો એક નાનો ઝબકારો થાય છે. આવા ક્રિસ્ટલ વડે રચાયેલ પ્રસ્ફુરણ કાઉન્ટરની નીચે રાખેલા PMT દ્વારા એક્સ- કે ગૅમા-કિરણી ફોટૉનના આગમનની નોંધ થઈ જાય છે.

કોસ-બી ઉપગ્રહમાં ગૅમા-કિરણોનાં નિરીક્ષણ માટે સ્પાર્ક-ચેમ્બરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આપાત ગૅમા ફોટૉન પાતળી સીસાની પ્લેટમાંથી પસાર થાય ત્યારે તીવ્રગતિધારી ઇલેક્ટ્રૉન ઉત્પન્ન કરે છે. ઇલેક્ટ્રૉન વીજભારયુક્ત ધાતુની પાતળી પ્લેટોના થરમાંથી પસાર થતી વખતે અયનો પેદા કરે છે. એમના અયનિત માર્ગનું પરીક્ષણ-નિરીક્ષણ કરવાથી પેલા આપાત ફોટૉનની આગમનદિશા અને તેની ઊર્જાનું નિર્ધારણ ચોકસાઈપૂર્વક થઈ શકે છે.

ખગોળશાસ્ત્રની આધુનિક શાખાઓ

ખગોળશાસ્ત્રનું ક્ષેત્ર વિશાળ તથા અન્ય વિજ્ઞાનશાખાઓ સાથે સંકળાયેલું હોવાથી, આધુનિક ખગોળશાસ્ત્રની વિવિધ શાખાઓનો સર્વગ્રાહી અભ્યાસ એકલ વ્યક્તિ માટે અશક્ય બને છે. વીસમી સદીની શરૂઆતના દાયકાઓમાં ખગોળશાસ્ત્રીય સંશોધનો કેટલીક શાખાઓ પૂરતાં જ સીમિત હતાં; પરંતુ તાજેતરનાં વર્ષોમાં ખગોળશાસ્ત્રની વિવિધ શાખામાં એટલી બધી પ્રગતિ થઈ છે કે મોટા ભાગની શાખાઓનું અર્વાચીન વિજ્ઞાનની અન્ય શાખાઓ સાથે સંલયન થયેલું છે, જેને કારણે ઝડપી પ્રગતિ થઈ શકી છે.

ખગોલીય સંશોધનક્ષેત્રની મહત્વની 12 શાખાઓ નીચે પ્રમાણે છે :

(1) ખગોળમિતિ (astrometry) : તેનું કાર્યક્ષેત્ર, ખગોલીય પિંડનું ચોકસાઈપૂર્વક સ્થાનનિર્ધારણ તથા અંતર અને વાસ્તવિક તેમજ દેખાતી ગતિઓનું માપન છે.

(2) ગતિકી ખગોળશાસ્ત્ર (dynamical astronomy) : તારકોની અને મંદાકિની તારાવિશ્વમાંના વાયુની ગતિ, તારકગુચ્છોની સ્થિરતા, સર્પિલ પટ્ટ સંરચનાનું ગતિશાસ્ત્ર, પાડોશી તારાવિશ્વ વચ્ચેની પારસ્પરિક ક્રિયા તેમજ વિવિધ બળોની અસર હેઠળ થતી અન્ય આનુષંગિક ક્રિયાઓનો અભ્યાસ છે. ખગોલીય યાંત્રિકી(celestical mechanics)માં ભૌતિક પિંડો વચ્ચે લાગતાં ગુરુત્વીય બળોની અસર નીચે થતી ગતિને આવરી લેવામાં આવે છે.

(3) ખગોળ–ભૌતિકી (astrophysics) : ખગોલીય પિંડ દ્વારા ઉત્સર્જિત વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણમાં ઊર્જાવિતરણ અને ધ્રુવીભવનનું માપન તથા પિંડોની ભૌતિકી લાક્ષણિકતાઓ, સંરચના અને સંયોજનનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. આ પ્રશાખાનો વ્યાપ, ખગોળશાસ્ત્રનાં લગભગ બધાં જ ક્ષેત્રોને આવરી લેતો હોય છે.

(4) બ્રહ્માંડવિજ્ઞાન (cosmology) : બ્રહ્માંડોત્પત્તિ (cosmogony) વિભાગમાં ખગોલીય વિશ્વનો ઉદભવ અને વિકાસ, તથા આદિકાલિક (primordial) મૂળતત્વોના જન્મ અંગેના અભ્યાસ થાય છે. તદુપરાંત અવલોકન-આધારિત માહિતી સાથે સુસંગત તેવા વૈશ્વિક મૉડલના ઉકેલ માટે સાપેક્ષવાદના સિદ્ધાંતોને લાગુ કરવાનું કામ પણ આ પ્રશાખામાં થાય છે.

(5) નિહારિકી ખગોળશાસ્ત્ર (galactic astronomy) : મંદાકિની તારાવિશ્વસ્થિત વિવિધ વર્ગોના તારકો અને તારકગુચ્છોની ભૌતિકી લાક્ષણિકતાઓ અને વર્તન; તારકો અને વિવિધ તારકસમષ્ટિની રાસાયણિક સંરચના અને ઉત્ક્રાંતિ; વાયુનાં વાદળો અને આંતરતારકીય માધ્યમના પ્રકાર, વિતરણ અને સંઘટના; તારાવિશ્વની સંરચના અને ભ્રમણ વગેરેનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

(6) પરાનિહારિકી ખગોળશાસ્ત્ર (extragalactic astronomy) : તારાવિશ્વઓના પ્રકાર, ત્રિપરિમાણી વિતરણ, ગતિ, અંતર, ભૌતિકી લાક્ષણિકતાઓ અને રચના, તેમજ ક્વાસાર અને પરાનિહારિકી રેડિયોસ્રોતોના અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

(7) ઉચ્ચ ઊર્જા ખગોળ ભૌતિકી (high energy astrophysics) : સુપરનોવા, પલ્સાર તથા એક્સ-કિરણી સ્રોતો અને તેમનાં પ્રચંડ વિકિરણો, તથા કૉસ્મિક કિરણોનું ઉદભવસ્થાન, સંઘટન અને ઊર્જાવિતરણનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

(8) ઇન્ફ્રારેડ ખગોળશાસ્ત્ર : એક માઇક્રોન (10^–6 મીટર) અને સેંકડો માઇક્રોન તરંગલંબાઈ વચ્ચેનાં વિકિરણો દ્વારા ખગોલીય સ્રોતોનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. નવીન પ્રકારના ઉષ્મા-સંવેદનગ્રાહી સંસૂચકોનું નિર્માણ થતાં આ ક્ષેત્રે તાજેતરમાં ઘણી પ્રગતિ થઈ છે. તેમાં ગ્રહો, ઠંડા તારક, ગ્રહીય તેજોમેઘ (planetary nebulae), તારકીય આવરણ, આંતરતારકીય અવકાશમાંની ધૂળ, તેમજ તારાવિશ્વ-કેન્દ્ર, તારાવિશ્વ અને ક્વાસારમાંથી ઉત્સર્જિત થતાં ઇન્ફ્રારેડ વિકિરણોનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

(9) ન્યૂટ્રિનો ખગોળશાસ્ત્ર (nutrino astronomy) : નવીન શાખા છે જેમાં ન્યૂટ્રિનો-ઉત્પાદનનું સૈદ્ધાંતિક વિશ્લેષણ તથા પૃથ્વીપટ ઉપર પ્રયોગાત્મક રીતે થતી પરખનો સમાવેશ થાય છે. સૌર ન્યૂટ્રિનો – સૂર્યમાંથી નીકળતા ન્યૂટ્રિનો – પૃથ્વીપટ પર પુષ્કળ પ્રમાણમાં આવે છે; જ્યારે દૂરના તારકોમાંથી નીકળતા ન્યૂટ્રિનો પ્રમાણમાં બહુ ઓછી સંખ્યામાં પૃથ્વીપટ પર પહોંચે છે. દ્રવ્યમાંથી તે બહુ સહેલાઈથી પસાર થઈ જતા હોવાથી, તેમને શોધવા ઘણા અઘરા છે. પર્યાપ્ત માત્રામાં લીધેલા ન્યૂટ્રિનોના અવલોકન પર આધારિત સાંખ્યિકીય માહિતી ઉપરથી, તારકના પેટાળમાં થતી ઉષ્મા-ન્યૂક્લિયર પ્રક્રિયા અંગે ખૂબ મહત્વની ખગોલીય ભૌતિકી જાણકારી પ્રાપ્ત થાય છે.

(10) રેડિયો–ખગોળશાસ્ત્ર : મિલીમીટર(10^–3 મીટર)થી એક મીટર સુધીની તરંગલંબાઈનાં વિકિરણો દ્વારા અંતરીક્ષમાં પથરાયેલા સ્રોતોનો, રેડિયો-ટેલિસ્કોપ વડે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. તેમાં સૂર્ય, ગુરુ જેવા ગ્રહો અને તેમના ઉપગ્રહો, સુપરનોવા, પલ્સાર, આંતરતારકીય વાદળો, તારાવિશ્વઓ તેમજ ક્વાસાર તથા મંદાકિની અને અન્ય તારાવિશ્વઓમાં રહેલા હાઇડ્રોજનના વિતરણનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. તેની સાથે જ સંકળાયેલા રડાર-ખગોળશાસ્ત્ર વડે પૃથ્વીસ્થિત તેમજ ઉપગ્રહ-સ્થિત ટ્રાન્સમીટર દ્વારા પ્રસારિત કરેલા, અને સૂર્યમંડળના અન્ય ગ્રહો તેમજ ઉપગ્રહોની સપાટી ઉપરથી પરાવર્તિત થતા રેડિયો-તરંગો દ્વારા તેમનાં અંતર, ધરીભ્રમણકાળ તેમજ ભૂરચના વિશે વિશદ જાણકારી પ્રાપ્ત થઈ શકી છે.

(11) સૂર્યમંડળ–ખગોળશાસ્ત્ર (solar system astronomy) : મુખ્ય પેટાવિભાગ ગ્રહીય ખગોળશાસ્ત્ર (planetary astronomy) છે; જેમાં ગ્રહો અને ઉપગ્રહોની ભૂરચના, આંતરિક રચના અને વાતાવરણનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. ઉપરાંત ધૂમકેતુઓ, લઘુગ્રહો અને ઉલ્કાપિંડોની ભૌતિકી સ્થિતિ તથા આંતરગ્રહીય માધ્યમ વિશે જીવશાસ્ત્રીય માહિતીનો અભ્યાસ થાય છે.

બીજો અગત્યનો પેટા વિભાગ સૌર ખગોળશાસ્ત્ર (solar astronomy) છે, જેમાં સૂર્યની પરિસ્થિતિનું વિવરણ, તથા સૌર ક્રિયાશીલતા(solar activity)નો તલસ્પર્શી અભ્યાસ તથા પૃથ્વીના પર્યાવરણ ઉપર થતી તેની અસરનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

(12) અંતરીક્ષ–ખગોળશાસ્ત્ર (space astronomy) : ચંદ્ર ઉપર મોકલાવેલ મહાઅભિયાનથી તેનો પ્રારંભ થયો છે. પૃથ્વી છોડીને જનારાં અંતરીક્ષયાનો દ્વારા સૂર્ય, ગ્રહો, આંતર-ગ્રહીય અવકાશનો ખગોલીય અભ્યાસ અવિરતપણે થતો રહ્યો છે. આવી તરતી વેધશાળાઓ વડે, પૃથ્વીના વાતાવરણની બહાર જઈને હાથ ધરાયેલ અભ્યાસમાં પૃથ્વી ઉપરથી જોઈ ન શકાય તેવી નિહારિકી અને પરા-નિહારિકી ઘટનાઓના અભ્યાસનો પણ આરંભ થયો છે.

તાજેતરમાં બલૂન, રૉકેટ અને ઉપકરણોસજ્જ અંતરીક્ષયાનો વડે હાથ ધરાયેલા બ્રહ્માંડસ્થિત પિંડોના અલ્ટ્રાવાયોલેટ, એક્સ-કિરણી અને ગૅમા-કિરણી અભ્યાસ આ શાખાનું ઘણું અગત્યનું પ્રદાન છે.

ખગોળસૃષ્ટિપરિચય

વિરાટ ખગોળસૃષ્ટિમાં સૌરમંડળ ઉપરાંત મંદાકિની તારાવિશ્વ, સ્થાનિક સમૂહ (local group) તેમજ તારાવિશ્વ-મહાગુચ્છ (supercluster of galaxie) સુધીના બધા જ ખગોલીય પિંડોનો સમાવેશ થાય છે. અંતર અનુસાર તેમના મુખ્ય ચાર વિભાગ છે. સૌરમંડળના સભ્યો તરીકે સૂર્ય, ચંદ્ર, પૃથ્વી તેમજ અન્ય ગ્રહો તથા ઉપગ્રહો વગેરે પહેલા વિભાગમાં આવે છે; જ્યારે બાકીના ત્રણ વિભાગોમાં અનુક્રમે તારકો, આંતરતારકીય દ્રવ્ય અને તારાવિશ્વ તેમજ બ્રહ્માંડને ગણાવી શકાય.

સૌરમંડળ : પૃથ્વી પાસેના બાહ્યાવકાશથી શરૂ કરીને સૌથી દૂર આવેલી તારાવિશ્વ સુધીના વિસ્તૃત ફલક અંગે, તાજેતરમાં પ્રાપ્ત થયેલી જાણકારીનું શ્રેય ખગોળશાસ્ત્ર અને ખગોળભૌતિકીમાં થયેલી પ્રગતિને આભારી છે. સૌરમંડળમાં કેન્દ્રસ્થાને રહેલા સૂર્ય ઉપરાંત ગ્રહો, ઉપગ્રહો, લઘુગ્રહો, ધૂમકેતુઓ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. સૂર્યથી ગ્રહના અંતર પ્રમાણે ક્રમાનુસાર બુધ, શુક્ર, પૃથ્વી, મંગળ, ગુરુ, શનિ, યુરેનસ અને નેપ્ચૂન એવા આઠ ગ્રહ રહેલા છે, જેમાંના નરી આંખે જોઈ શકાતા બુધ, શુક્ર, મંગળ, ગુરુ અને શનિના ગ્રહનું અવલોકન ખગોળશાસ્ત્રીઓ પ્રાચીન કાળથી કરતા આવ્યા છે. 1781માં વિલિયમ હર્ષલે યુરેનસને શોધ્યો, ત્યાર પછી 1846માં આદમ્સ-લવેરિયરની ગણતરી પ્રમાણે નેપ્ચૂન શોધાયો. લોવેલ ઑબ્ઝર્વેટરીના ખગોળશાસ્ત્રી ક્લાઇડ ટોમબોઘે 1930માં પ્લૂટો શોધ્યો હતો. પ્લુટોને ગ્રહ ગણવામાં આવતો હતો, પરંતુ ગ્રહની નવી વ્યાખ્યા પ્રમાણે તે ગ્રહ ગણાતો નથી. તેને પ્લુટોઇડ ગણવામાં આવે છે. બુધ અને શુક્રને એક પણ ચંદ્ર (ઉપગ્રહ) નથી, જ્યારે બાકીના છ ગ્રહોને એકથી માંડીને 170 જેટલા ઉપગ્રહો છે. શનિ ઉપરાંત ગુરુ, યુરેનસ અને નેપ્ચૂનને પણ વલયો છે. સૂર્યની આસપાસ રહેલા વલયની જાણકારી પણ તાજેતરમાં જ મળી છે. એવાં જ રસપ્રદ અન્ય નવીન અવલોકન પણ છે; જેમ કે, શોધક બર્નાર્ડના નામ ઉપરથી જેને બર્નાર્ડનો તારક કહેવામાં આવે છે, તેના સાથી વિશે અગાઉ કહેવાતું હતું તેવો તે વામન તારક નથી પરંતુ એક અતિવિરાટ ગ્રહ છે, તેવી માહિતી તાજેતરમાં જ મળી છે. વિશ્વમાં તો એવા અનેક તારક છે જેમની આસપાસ સૂર્યમંડળ જેવી ગ્રહમાળાઓ પરિભ્રમણ કરતી હોય છે.

મંગળ અને ગુરુ વચ્ચેના પટામાં હજારો નાનામોટા લઘુગ્રહો આવેલા છે. તેમાંના મોટા ભાગના ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષા તેમને મંગળ અને ગુરુની ભ્રમણકક્ષાની વચ્ચે જ રાખે છે; પરંતુ ‘ઍપૉલો’ કુટુંબ તરીકે ઓળખાતા લઘુગ્રહો પણ છે, જેમની અતિલંબગોળ ભ્રમણકક્ષાને કારણે તેઓ પૃથ્વીથી પચાસ લાખ કિમી. કરતાં પણ ઓછા અંતરેથી પસાર થાય છે.

1950માં ડચ ખગોળશાસ્ત્રી ઇઆન ઊર્ટે ધારણા રજૂ કરી કે લગભગ 1,50,000 AU કરતાં પણ વધારે અંતર સુધી લાખો-કરોડો ધૂમકેતુ રહેલા છે, જેમાંના મોટા ભાગના તો સૂર્યમંડળ સુધી આવતા જ નથી; પરંતુ કેટલાક ધૂમકેતુઓની મૂળ ભ્રમણકક્ષામાં એવી ખલેલ ઊભી થાય છે જેથી તેઓ સૂર્ય સમીપે આવી પહોંચે છે. ઈ. પૂ. 240થી નિયમિતપણે દેખાયેલો હેલીનો ધૂમકેતુ તાજેતરમાં 1986માં સૂર્ય પાસે આવી પહોંચ્યો હતો ત્યારે અંતરીક્ષયાનો દ્વારા પણ તેનું સર્વગ્રાહી અવલોકન નજદીકથી લઈ શકાયું હતું.

યુરેનિયમ-માપન દ્વારા નિર્ધારિત કરેલું ઉલ્કાપિંડોનું આયુ 4.5 અબજ વર્ષો જેટલું જણાયું છે. સૌરમંડળના ઉદભવકાળ પછી ઉલ્કાઓમાં ખાસ કોઈ ફેરફાર થયેલા નથી. તેથી તેમના અભ્યાસ દ્વારા સૌરમંડળના આરંભકાળ તથા તેના ઇતિહાસ અંગેની મહત્વની માહિતી મળે છે.

પ્લૂટો સિવાયના બધા ગ્રહો પાસેથી પસાર થયેલાં અંતરીક્ષ-અન્વેષી યાનો અને ચંદ્ર, શુક્ર તથા મંગળની સપાટી ઉપર ઉતારવામાં આવેલાં અંતરીક્ષયાનોને પગલે ગ્રહીય ખગોળશાસ્ત્રમાં નવો જુવાળ આવ્યો છે. પૃથ્વીપટ ઉપરથી લેવાયેલાં ગ્રહાવલોકનોને સ્થાને હવે ગ્રહ-ખગોળશાસ્ત્રીઓ અંતરીક્ષયાન દ્વારા ગ્રહોની નજદીકથી લેવાયેલા તેમજ તલસ્પર્શી યાનોએ પાઠવેલા અવલોકન ઉપરથી ગ્રહો અને તેમના વાતાવરણ, ભૂપૃષ્ઠ વગેરેનો વિગતપૂર્ણ અભ્યાસ કરી શકે છે. ગ્રહીય ખગોળશાસ્ત્રના તાજેતરમાં થયેલા વિકાસમાં હવામાનશાસ્ત્ર, ભૂસ્તરશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્રનાં પ્રદાન પણ ઘણાં અગત્યનાં રહ્યાં છે. ચંદ્ર ઉપર ઊતરેલાં અંતરીક્ષયાનોએ, શુક્ર ઉપર ઊતરેલાં વેનેરા યાનોએ તેમજ મંગળ ઉપર ઉતરાણ કરેલાં વાઇકિંગ યાનોએ સ્પષ્ટ રૂપે દર્શાવ્યું છે કે પૃથ્વી ઉપર પાંગરેલી સજીવ સૃષ્ટિ જેવું જીવન ત્યાં વિકસ્યું હોય તેમ લાગતું નથી.

ચંદ્રના ગર્તો (craters), પર્વતમાળાઓ તેમજ ચંદ્રકલંકો તરીકે પૃથ્વી ઉપરથી નરી આંખે જોઈ શકાતા ‘મારિયા સમુદ્રો’ એ સૂર્યમંડળના લગભગ આરંભકાળે રચાયેલા અને જેમના તેમ સચવાઈ રહેલા, ચંદ્રની ધરતી ઉપર આવેલા અવશેષો છે; તેથી તેમના ઉદભવ અંગેની માહિતી સૂર્યમંડળના ઉદભવવિષયક જાણકારી પૂરી પાડે છે.

સૂર્ય એક સામાન્ય તારક છે જેની સપાટી ઉપરનું તાપમાન 5,800 K અને અંતરાલનું તાપમાન લગભગ 15 x 10⁶ K જેટલું છે. તે પૃથ્વીની સૌથી નિકટનો તારક છે તેથી તેના રાસાયણિક બંધારણ તથા સૂર્યકલંકો (sunspots), સૌર જ્વાલાઓ (prominences) વગેરે જેવી સપાટી પરની ક્રિયાશીલતાનો તલસ્પર્શી અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. સૂર્યકલંકના ક્ષેત્રનું તાપમાન આશરે 4,300 K છે અને સૌર લોહચુંબકીય ક્રિયાશીલતા સાથે તેનો ઘનિષ્ઠ સંબંધ છે તેમજ લગભગ 11 વર્ષનો આવર્તનકાલ બહુ જ સ્પષ્ટ રૂપે જોઈ શકાય છે. ઐતિહાસિક દસ્તાવેજોના અભ્યાસ ઉપરથી તાજેતરમાં સૂર્યકલંકોમાં થતા વ્યવસ્થિત ફેરફારોને કારણે 11 વર્ષ કરતાં મોટા આવર્તનકાળ પણ મળી આવ્યા છે.

સૌર ખગોળશાસ્ત્રીઓ, સૂર્યના અંતરાલમાં તેમજ સૌર પર્યાવરણમાં ચાલતા ભૌતિકી પ્રક્રમો વિશે સંશોધન કરે છે, જેમાં ઉષ્મીય-ન્યૂક્લિયર પ્રક્રિયાઓ અને ઉચ્ચ તાપમાને થતી અન્ય ઘટનાઓનો સમાવેશ થાય છે. સૂર્યકલંકો તેમજ સૌર વિકિરણો ઉપરાંત પૃથ્વીના હવામાન કે આબોહવા ઉપર થતી તેમની અસરોનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. સૂર્યના ઘનિષ્ઠ અભ્યાસથી ખ-ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને અન્ય તારકો અંગે ઘણું જાણવાની તક મળે છે; જેમ કે, સિદ્ધાન્ત-આધારિત આગાહી એવી છે કે સૂર્ય તેમજ અન્ય તારકોના અંતરાલમાં ઊર્જા-ઉત્પાદન-પ્રક્રિયા દ્વારા વિદ્યુતભારરહિત તેમજ દ્રવ્યમાનહીન ન્યૂટ્રિનોના કણ નિશ્ચિત સંખ્યામાં પેદા થવા જોઈએ; પરંતુ સૌર ન્યૂટ્રિનોનાં અવલોકનો માટે રેમન્ડ ડેવિસે 1964થી શરૂ કરેલા સૂક્ષ્મગ્રાહી પ્રયોગોના અત્યાર સુધીનાં પ્રાપ્ત પરિણામો દર્શાવે છે કે આગાહી કરતાં બે કે ત્રણગણાં ઓછાં સૌર ન્યૂટ્રિનો નોંધાયેલાં છે. તેથી એમ માની શકાય કે તારકોના અંતરાલમાં ચાલતી ઊર્જા-ઉત્પાદનપ્રક્રિયાઓ વિશે હજુ ઘણું જાણવાનું બાકી છે.

તારક : પ્રાચીનો તારકને અચળ માનતા હતા અને તારકો દ્વારા પૌરાણિક વ્યક્તિઓનાં અંગ-ઉપાંગો અથવા જાણીતાં પ્રાણીઓ કે પદાર્થોની રચાતી કલ્પનાસભર આકૃતિઓ ઉપરથી નક્ષત્રો(તારક-સમૂહો)નાં વિશિષ્ટ નામ પાડવામાં આવ્યાં હતાં. તારકોનાં અંતર એટલાં મોટાં છે કે સૂર્યમંડળના ગ્રહો, ઉપગ્રહો, લઘુગ્રહો, ધૂમકેતુઓ વગેરેનાં સ્થાન-નિર્ધારણ માટે અચળ દેખાતા તારકો-નક્ષત્રો પાર્શ્વભૂ પૂરી પાડે છે તેમજ સૂર્યનાં નક્ષત્ર-સાપેક્ષ સ્થાન, ઋતુચક્રની પ્રગતિ દર્શાવે છે.

અર્વાચીન ખગોળશાસ્ત્ર અનુસાર તારકો સૂર્ય જેવા પ્રજ્વલિત ખગોલીય પિંડ છે અને નિજ પ્રકાશે તેજસ્વી જણાય છે. તારકોનું વૈવિધ્ય અનેક કારણોસર હોય છે; જેમ કે, તેમનાં પૃથ્વીથી અંતર, સાપેક્ષ ગતિ, રંગ (વર્ણ), કદ, આકાર, દ્રવ્યમાન, તાપમાન, તેજસ્વિતા, ઘનતા, રાસાયણિક બંધારણ વગેરે.

વીસમી સદીના આરંભના દાયકાઓમાં હર્ટઝ્સ્પ્રંગ અને રસેલ નામના ખગોળશાસ્ત્રીઓએ સ્વતંત્રપણે નજદીકના તારકોના રંગ અને તેજસ્વિતા અંગેની સુનિશ્ચિત માહિતીને આલેખ રૂપે પહેલવહેલી રજૂ કરી, ત્યારે જાણવા મળ્યું કે મોટા ભાગના તારકો એક વિકર્ણ (diagonal) સમ પટ્ટામાં દેખાય છે જેને મુખ્ય અનુક્રમ (main sequence) કહે છે. તેના એક છેડે તેજસ્વી, ભારે, ગરમ, ભૂરા રંગના તારકો છે જ્યારે તેના બીજા છેડે ઝાંખા, ઠંડા, લાલ રંગના તારકો આવેલા છે. આ મુખ્ય અનુક્રમ ઉપરાંત આલેખમાં રંગના (તાપમાનની ર્દષ્ટ લાક્ષણિકતા) અક્ષને સમાંતર રહેતા વિભાગમાં તેજસ્વી, ઠંડા, લાલ, વિરાટ તારકો આવે છે તેમજ લગભગ પ્રત્યેક રંગના અતિ તેજસ્વી, મહાવિરાટ (super-giant) અલ્પસંખ્યક તારકોનો એક અલગ વિભાગ છે. ખગોળશાસ્ત્રીઓ હર્ટઝ્સ્પ્રંગ અને રસેલના નામ ઉપરથી આવા આલેખને H-R આલેખ કહેવામાં આવે છે. આધુનિક ખ-ભૌતિકશાસ્ત્રને માટે H-R આલેખની લાક્ષણિકતાઓને ચાવીરૂપ ગણવામાં આવે છે, કારણ કે તેઓ તારક-ઉત્ક્રાંતિને સમજવા માટેની પાયા સમાન અગત્યની માહિતી પૂરી પાડે છે. તારકનો મુખ્ય અનુક્રમ, ઉપરનું સ્થાન, તેનું પ્રારંભિક દ્રવ્યમાન કેટલું છે તે દર્શાવે છે. ઉત્ક્રાંતિનાં પગથિયાં મુજબ તારકનું સ્થાન H-R આલેખમાં બદલાતું રહે છે.

આ આલેખનું અર્થઘટન તથા તારક-ઉત્ક્રાંતિના ઘટનાક્રમની આગાહી કરવામાં સૈદ્ધાન્તિક ગણતરી ઉપરાંત એક નોંધપાત્ર હકીકત પણ મદદરૂપ થાય છે. પ્રત્યેક તારકનું વ્યક્તિત્વ વિશિષ્ટ પ્રકારનું હોય છે અને તે પૃથ્વીથી જેટલાં પ્રકાશવર્ષ દૂરના અંતરે આવેલો છે તેટલાં વર્ષો પૂર્વે – ભૂતકાળમાં જેવો હતો તેવો તે આજે પણ દેખાય છે. આ રીતે લાખો, કરોડો અને અબજો વર્ષોના મોટા ફલક ઉપર તારકોમાં વૈશ્વિક કક્ષાએ થતા ફેરફારો આપણી સમક્ષ રજૂ થાય છે.

સૂર્ય એક તારો છે. તેના સૌરમંડળમાં ગ્રહો છે તેમ અન્ય કેટલાક તારકોને પણ તેમની ફરતે પ્રદક્ષિણા કરતા ગ્રહો છે. તેને બાહ્યગ્રહો (Exoplanets) કહે છે. છેલ્લા દોઢથી બે દાયકામાં 350 બાહ્યગ્રહો શોધાયા છે. હજુ વધુ શોધાતા જાય છે.

તારકોના અંતરાલમાં ચાલતી પરમાણ્વિક સંગલનની પ્રક્રિયામાં વપરાતું ઈંધણ – હાઇડ્રોજન – વપરાઈ જાય એટલે તારકના બાહ્ય સ્તરો ફૂલવા માંડે છે અને તે વિરાટ તારક બને છે. સમય જતાં તે અસ્થિર બને અને તેમના દ્રવ્યમાન પ્રમાણે કેટલાક તારકોમાં ધીમેથી તો કેટલાકમાં વિસ્ફોટ સાથે દ્રવ્યવિસર્જન થાય છે. મોટા ભાગના તારકોમાં ધીમે ધીમે વિસ્તરણ-સંકોચનની સ્પંદનપ્રક્રિયા ચાલે છે. તેમના બહાર ફેંકાયેલા દ્રવ્યમાંથી ગ્રહીય તારામેઘ રચાય છે; જ્યારે કેટલાક તારકો, સુપરનોવા તરીકે ઓળખાતો મહાવિસ્ફોટ અનુભવે છે. આ બંને કિસ્સામાં અંત અનિવાર્ય છે અને જીવનઉત્ક્રાન્તિક્રમના છેલ્લા તબક્કામાં તારક પહોંચી જાય છે. અંતમાં મોટા ભાગના તારકો શ્વેત વામન (white dwarf) બને છે જ્યારે કેટલાકનો ન્યૂટ્રૉન તારક-પલ્સાર અને ‘બ્લૅક હોલ્સ’ તરીકે અંતિમ તબક્કામાં વિલય થાય છે.

આંતર તારકીય દ્રવ્ય (interstellar matter) : વૈશ્વિક વાયુ અને રજ (cosmic gases and dust) સ્વરૂપે તારકોની આસપાસ ગૂંથાયેલ અને સમસ્ત આંતર-તારકીય અવકાશમાં પ્રસરી રહેલ આ દ્રવ્ય આમતેમ એકત્રિત થયેલા પુંજ–તારામેઘ–રૂપે સર્વત્ર વ્યાપી રહેલું છે. ખગોળશાસ્ત્રીઓ માને છે કે મૃગશીર્ષ નક્ષત્રમાં ‘બાણ’ની નીચેના ભાગમાં દેખાતા મૃગશીર્ષ તારામેઘ(orion nebulace, M 42)માં નવીન તારકોનો જન્મ થઈ રહ્યો છે. આવાં વિસ્તૃત વાદળો પૈકીનાં કેટલાંક શ્યામ છે તો કેટલાંક તારકપ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરે છે; જ્યારે કેટલાંક ઝગમગી રહેલા વિરાટ પ્રતિદીપ્તિશીલ ગોળા (fluorescent bulb) જેવાં દેખાય છે અને મંદાકિની તારાવિશ્વની સર્પિલ ભુજાને ઢાંકી દે છે. તેમની દિશામાં ગોઠવેલા ટેલિસ્કોપિક કૅમેરા ઉપર લાંબો એક્સ્પોઝર આપવામાં આવે છે અથવા રેડિયો-ટેલિસ્કોપ તાકવામાં આવે છે. પ્રકાશિકી ટેલિસ્કોપ વાપરનારા ખગોળશાસ્ત્રીઓની ધારણામાં પણ ન હોય તેવી જટિલ ખગોલીય ઘટનાઓને સમજવા માટેની ચાવી, આંતરતારકીય વાદળોમાંથી અને તેમની પાછળ ઢંકાયેલા ખગોલીય પિંડો દ્વારા ઉત્સર્જિત રેડિયો-રવ (radio noise) પૂરી પાડે છે.

તારાવિશ્વો (galaxies) : મંદાકિની તારાવિશ્વની કિનારી પાસેના ભાગમાં સૂર્યમંડળ આવેલું છે. પૃથ્વીપટ ઉપરથી જોતાં મંદાકિની તારાવિશ્વને રાતના આકાશગંગા તરીકે જોઈ શકાય છે. તેનો આકાર ચપટી ચકતી (flattened disk) જેવો છે, વ્યાસ લગભગ 1 લાખ પ્રકાશવર્ષ જેવડો અને તેમાં આશરે 100 અબજ તારક છે, ઉપરાંત પુષ્કળ પ્રમાણમાં વાયુ અને રજનો પણ સમાવેશ તેમાં થાય છે. વાયુ અને રજના તેજોમય વિરાટ વાદળો હોય છે જેને નિહારિકા (Nabulae) કહે છે. તારાવિશ્વનું કેન્દ્ર સૂર્યથી લગભગ 30 હજાર પ્રકાશવર્ષ દૂર ધનુરાશિ તરફ આવેલું છે અને તેની પ્રદક્ષિણા કરતાં સૂર્યને આશરે 22.5 કરોડ વર્ષ લાગે છે.

પહેલાં એમ માનવામાં આવતું હતું કે તારાવિશ્વના કેન્દ્રભાગમાં સૂર્ય આવેલો છે; પરંતુ 1917માં હાર્લો શેપ્લેએ આરંભેલા સંશોધને બતાવ્યું છે કે સૂર્યમંડળ કેન્દ્રથી લગભગ 30 હજાર પ્રકાશવર્ષ દૂર રહેલું છે, તેમજ તારાવિશ્વના કેન્દ્રની આસપાસ ગોલક તારકગુચ્છો (globular star clusters) એક પરિવેશ(halo)ની રચના કરે છે. અતિતેજસ્વી તારકોનાં અંતરનિર્ધારણ તેમજ 21 સેમી. રેડિયો-અવલોકનોની મદદ વડે હવે મંદાકિની તારાવિશ્વનું આલેખન શક્ય બન્યું છે. તેની બહારના વિસ્તારનું ધ્યાનાકર્ષક લક્ષણ સર્પિલ ભુજાઓ છે.

મંદાકિની તારાવિશ્વ, ગુરુત્વાકર્ષણથી બંધાયેલા અને સ્થાનિક સમૂહ(local group)ને નામે ઓળખાતા તારાવિશ્વગુચ્છનો એક ભાગ છે. દેવયાની તારાવિશ્વ(Andomeda galaxy, M 31)નાં અંતર અને વ્યાસ અનુક્રમે 22 અને 2 લાખ પ્રકાશવર્ષ છે તથા મેગેલનનાં વાદળો(Magellanic clouds)નું અંતર લગભગ 1.2 લાખ પ્રકાશવર્ષ અને નાનાં તેમજ મોટાં વાદળના વ્યાસ અનુક્રમે આશરે 25–30 હજાર પ્રકાશવર્ષ છે. સ્થાનિક સમૂહમાં 20 તારાવિશ્વઓ આવેલી છે. તારાવિશ્વના ગુચ્છ તરીકે આ સંખ્યા ખૂબ નાની છે. કન્યા રાશિ તરફ આવેલા તારાવિશ્વગુચ્છ અને એવા અન્ય ગુચ્છોમાં તો 1,000 કરતાં વધારે તારાવિશ્વ આવેલી છે. સ્થાનિક સમૂહ જે ગુચ્છનો એક ભાગ છે એવા કેટલાયે ગુચ્છો વડે રચાયેલું તારાવિશ્વ-મહાગુચ્છ (supercluster of galaxie) પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે, એવું જેરાર્ડ દ’વાઉકૌયૂર્સે સૂચવ્યું છે.

તારાવિશ્વના મૂળભૂત પ્રકાર ત્રણ છે : (1) સર્પિલ (spiral) પ્રકાર – ઉદાહરણ, મંદાકિની અને દેવયાની તારાવિશ્વ; (2) અનિયત (irregular) પ્રકારનું તારાવિશ્વ – ઉદાહરણ, મેગેલન વાદળો; અને (3) દીર્ઘવૃત્તાકાર (elliptical) તારાવિશ્વ – તેના એક છેડે વામન (dwarf) તારાવિશ્વ આવેલી છે જેમાં લગભગ 30 લાખ તારકો સમાયેલા છે; જ્યારે બીજે છેડે વિરાટ તારાવિશ્વ આવેલી છે જેમાં એક હજાર અબજ (10¹²) તારકો આવેલા છે.

બ્રહ્માંડવિજ્ઞાન (cosmology) : અતિ દૂર આવેલા તારકોના સમૂહ વડે સર્પિલ તારાવિશ્વની રચના થયેલી છે તેવી જાણ 1929માં થઈ. એડવિન પી. હબલે દેવયાની તારાવિશ્વમાંના તેજવિકારી તારકોને ઓળખી કાઢ્યા અને તેમની મદદ વડે સર્પિલ તારાવિશ્વનું અંતર નક્કી કર્યું. 1912માં વેસ્ટો એમ. સ્લિફરે દર્શાવ્યું હતું કે સર્પિલ તારાવિશ્વો ઘણા વેગ સાથે પૃથ્વીથી દૂર ને દૂર જાય છે. એ પિંડોના અંતરની જાણકારી ઉપરથી હબલે એક અતિ મહત્વનું સમીકરણ આપ્યું. તેમાં તેણે પ્રસ્થાપિત કર્યું કે તારકના વર્ણપટમાંનું રક્ત-વિસ્થાપન (red shift) તારાવિશ્વના અંતર મુજબ વધતું જાય છે. માટે તારાવિશ્વનું અંતર જેમ વધારે તેમ તેના વર્ણપટમાં રક્ત-વિસ્થાપન પણ મોટું હોય છે.

વિશ્વના વ્યાપની જેમ જ તેની ઉંમર અને રચનાપદ્ધતિ અંગેની જાણકારી હજુ પૂરતી પ્રાપ્ત નથી. 1931માં જ્યોર્જિસ લેમૈત્રે સર્વપ્રથમ રજૂ કરેલા સિદ્ધાંત મુજબ વિશ્વને વિકાસશીલ માનવામાં આવે છે; 10થી 20 અબજ વર્ષો પહેલાં બ્રહ્મવિસ્ફોટ(Big Bang)ની સાથે જ રચાયેલું વિશ્વ સમદૈશિક(isotropic) રૂપે વિકસતું રહ્યું છે. છેલ્લાં તારણો મુજબ બ્રહ્મવિસ્ફોટ 13.7 વર્ષ પહેલાં થયો હતો. આરંભિક અત્યંત ઘટ્ટ અને અત્યંત ઉષ્ણ બ્રહ્માંડનું ચિત્ર 1948માં જ્યૉર્જ ગેમોવ અને રાલ્ફ આલ્ફેરે આપ્યું હતું. તેમણે આગાહી કરી હતી કે તે વખતનું વિકિરણ હજુ પૃષ્ઠભૂમાં હશે. બીજા વિશ્વયુદ્ધ પછીનાં વર્ષોમાં હરમાન બૉન્ડી અને થૉમસ ગોલ્ડે રજૂ કરેલ પૂર્વધારણા(postulate)માં વિશ્વ અંગે અપરિવર્તી અવસ્થા(steady state)ની ધારણા રજૂ કરવામાં આવી હતી, તે મુજબ વિશ્વમાં અવિરતપણે દ્રવ્યનું ઉત્પાદન થતું રહે છે.

હબલનાં અવલોકનો ઉપરથી, વધુ મોટા પ્રમાણમાં રક્ત-વિસ્થાપન દર્શાવતા (એટલે કે વધુ દૂરના અંતરે રહેલા) ખગોલીય પિંડના અવલોકન વડે, ર્દશ્ય વિશ્વના સીમાડાઓને વિસ્તારવાનો પ્રયાસ ખગોળશાસ્ત્રીઓએ કરેલો છે. ખૂબ દૂર આવેલ તારાવિશ્વનાં અવલોકન વડે વિશ્વના આરંભ અને સંભવત: અન્ત વિશે વિશદ જાણકારી પ્રાપ્ત થઈ શકે છે. મોટા રક્ત-વિસ્થાપનની શોધે 1960માં અણધાર્યો વળાંક લીધો, જ્યારે સામાન્ય દેખાતા બે તારકોને રેડિયો-વિકિરણના શક્તિશાળી સ્રોત તરીકે ઓળખવામાં આવ્યા. આશ્ચર્યનું કારણ એ હતું કે સામાન્ય તારકોમાંથી આટલા મોટા પ્રમાણમાં રેડિયો-વિકિરણનું ઉત્સર્જન શક્ય નથી. 1963માં માર્ટેન શ્મિટે અસાધારણ દેખાતા વર્ણપટની સમસ્યાનું એ પ્રમાણે નિરાકરણ કર્યું કે એ તારકોના વર્ણપટમાં અતિ પ્રચુર પ્રમાણમાં રક્ત-વિસ્થાપન હોવાથી તે અસાધારણ દેખાતા હોય છે.

રેડિયો-ટેલિસ્કોપ વડે, વિશ્વની ક્ષિતિજોનું વિસ્તરણ થઈ શક્યું છે; આંતરતારકીય અને આંતરતારાવૈશ્વિક અવકાશમાં વિહાર કરતા હાઇડ્રોજન વાયુ અંગે વિગતપૂર્ણ માહિતી પણ રેડિયો-ટેલિસ્કોપે પૂરી પાડી છે; પરંતુ આ પ્રશાખાનું વધુ મહત્વનું પ્રદાન તો એ છે કે ક્યો ખગોલીય પિંડ રહસ્યમય ક્વાસાર છે તેને સક્ષમ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ જ ચીંધી શકે છે. ક્વાસારની લાક્ષણિકતા એ છે કે તે તારકના કરતાં અતિતેજસ્વી છે, જ્યારે તારાવિશ્વ કરતાં ખૂબ નાના છે. જાણીતી ક્રિયાવિધિઓ પૈકીની કોઈ પણ, તેમના અતિપ્રચંડ ઊર્જોત્સર્ગને સમજાવી શકતી નથી. ક્વાસારની સમસ્યા એ છે કે સ્વીકૃત સમીકરણ અનુસાર, ઘણા મોટા રક્ત-વિસ્થાપનને કારણે તેમનાં અંતર ખરેખર ઘણાં મોટાં છે કે પછી કોઈ બીજી ભૌતિકી ઘટનાને લીધે તેમના વર્ણપટની રેખાઓ સવિશેષ રક્ત-વિસ્થાપન દર્શાવે છે. ક્વાસારની ઊર્જા-ક્રિયાવિધિની સમજ એ વિશ્વરચનાની ક્રિયાવિધિને સમજવા માટે ચાવીરૂપ છે એમ માનવામાં આવે છે.

1964માં ખગોળશાસ્ત્રીઓને વિશ્વના પ્રારંભ વિશેનો ઘણો મહત્વનો બીજો મુદ્દો પણ પ્રાપ્ત થયો છે. એ. એ. પેન્ઝિયાસ અને આર. ડબ્લ્યૂ. વિલ્સનના પ્રયોગોએ 3K તાપમાન ધરાવતા કાળા પદાર્થ(black body)માંથી ઉત્સર્જિત થતા સમદૈશિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂસમ વિકિરણ(Isotropic Microwave Background Radiation)નું અસ્તિત્વ દર્શાવ્યું. ત્યાર પછીના પ્રયોગોએ પણ આનું સમર્થન કર્યું. મોટા ભાગના ખગોળશાસ્ત્રીઓ માને છે કે વિશ્વના પ્રારંભ સમયે થયેલા બ્રહ્મવિસ્ફોટને પરિણામે ફેલાયેલું વિકિરણ, આવા 3K માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂ વિકિરણ તરીકે ર્દષ્ટિગોચર થાય છે. તેનું ‘કોબે’ (Cosmic Background explorer) અવકાશયાન દ્વારા પુષ્ટિ મળી છે. ત્યારબાદ વધારે ઝીણવટભરી માહિતી ‘ડબ્લ્યુ મેપ’ (Wilkiuson Microwava Anistropy probe) દ્વારા મળી છે. તે મુજબ પૃષ્ઠભૂ વિકિરણનું તાપમાન 2.735 K છે. હવે વધારે તપાસ ‘પ્લાન્ક’ નામના યાન દ્વારા થઈ રહેલ છે. બ્રહ્મ-પરમાણુ(primeval atom)માં સમસ્ત વિશ્વના, અતિપ્રચંડ ઘનતા અને અતિઉચ્ચ તાપમાન ધરાવતાં દ્રવ્ય અને ઊર્જા એક બિંદુમાં એકત્રિત થયાં હતાં. 13.7 અબજ વર્ષો પૂર્વે થયેલા બ્રહ્મવિસ્ફોટને કારણે એ બ્રહ્મ-પરમાણુમાં વિક્ષોભ પેદા થયો અને દ્રવ્ય ફેલાવા માંડ્યું, તેનું તાપમાન ઘટ્યું અને સંઘટન થતાં તેમાંથી તારકો અને તારાવિશ્વોનું સર્જન થયું.

બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનના બે પ્રચલિત સિદ્ધાન્તો પૈકીના અપરિવર્તી અવસ્થા સિદ્ધાન્તની સરખામણીમાં બ્રહ્મવિસ્ફોટ સિદ્ધાંતનો સ્વીકાર વધતો જાય છે; પરંતુ અનુત્તર સવાલો પૈકીનો એક મહત્વનો સવાલ એ છે કે વિશ્વ-વિસ્તરણ કઈ મર્યાદા સુધી થશે ? વિશ્વ-વિસ્તરણ ભવિષ્યમાં કદી અટકશે ખરું ? અને ત્યાર પછી તેનું સંકોચન શરૂ થશે કે કેમ ?

ખગોલીય સૃષ્ટિના સાંપ્રત સ્વરૂપવિષયક મંતવ્ય અનુસાર વિશ્વના ભવિષ્ય અંગે આપણે ત્રણ સ્પષ્ટ શક્યતાઓની કલ્પના કરી શકીએ છીએ. સૃષ્ટિ-સીમાડા અંગેની આપણી સીમિત જાણકારી ઉપરાંત ડબ્લ્યૂ. સી. મેક્રીએ રજૂ કરેલ અનિશ્ચિતતાના સિદ્ધાન્ત(principle of uncertainty) – ‘‘જેમ જેમ અંતર અને સમયમાં દૂર ને દૂર જઈએ તેમ તેમ વિશ્વના સીમાન્ત વિસ્તાર અને સીમાન્ત સમયગાળા અંગેનું આપણું જ્ઞાન વધારે ને વધારે અનિશ્ચિત બનતું જાય છે.’’  તે કારણે ત્રણ પૈકીનો કયો વિકલ્પ સાચો છે તે આપણે વિશ્વાસપૂર્વક કહેવાને અસમર્થ છીએ.

(1) અવિરતપણે વિસ્તરતું વિશ્વ : જો વિશ્વ વિસ્તરતું અટકે નહિ તો તારાવિશ્વમાંના સઘળા તારકો બ્લૅક હોલ, ન્યૂટ્રૉન તારક કે શ્વેત વામન તારકમાં રૂપાન્તર પામશે. તેઓ તેમજ ગ્રહો, લઘુગ્રહો, ધૂમકેતુઓ વગેરે સ્વપ્રકાશહીન શ્યામ પદાર્થ 10¹¹ વર્ષમાં વિરાટ પિંડરૂપે બંધાશે, અને ગુરુત્વીય તરંગોરૂપે કિરણોત્સર્ગ ચાલુ રાખશે. સમય જતાં સમગ્ર તારાવિશ્વ પોતે એક વિરાટ બ્લૅક હોલ બનશે : તેવી જ રીતે તારાવિશ્વ-ગુચ્છનું રૂપાન્તર બ્લૅક હોલ-ગુચ્છમાં થશે; જે પણ ગુરુત્વીય તરંગો રૂપે કિરણોત્સર્ગ કરતું રહેશે. 10³¹ વર્ષ પછી આવા અનેક ગુચ્છ બંધાઈને અતિવિરાટ બ્લૅક હોલ રચાશે. હૉકિન્સે જણાવ્યા મુજબ બ્લૅક હોલ શ્યામ પદાર્થનું ઉત્સર્જન કરતો રહે છે, તે ન્યાયે તારાવિશ્વ બ્લૅક હોલ અને અતિવિરાટ બ્લૅક હોલ અનુક્રમે 10⁹⁷ અને 10¹⁰⁶ વર્ષે નામશેષ થઈ ગયા હશે. માઇક્રોવેવ બૅકગ્રાઉન્ડ વિકિરણ (MBR) પણ 10³⁰થી 10⁴⁰ વર્ષોમાં 10^–20K જેટલા અતિશીત તાપમાને પહોંચી જશે, અને અત્રતત્ર સર્વત્ર વીખરાયેલા પ્રોટૉન, ઇલેક્ટ્રૉન, ન્યૂટ્રૉન અને ફોટૉન વિચરતા રહેશે. નિ:સીમ વિશ્વ અતિશીત અવસ્થાને પામશે.

(2) અવિચળ–અવસ્થાધારી વિશ્વ (steady state universe) : આ માન્યતા મુજબનું વિશ્વ જેમનું તેમ સ્થિર જ રહે છે. MBRનું સર્જન જે ક્ષેત્રમાંથી થયું હતું તેનો વ્યાપ, આ વાદ અનુસાર, 3 x 10²⁸ સેમી. આવે છે, જે તેના આરંભકાળમાં 3 x 10²⁵ સેમી. જેવડું હતું. બ્રહ્મસ્ફોટ થયા બાદ 2.5 x 10¹³ સેકન્ડ વીતી હતી ત્યારે એટલે કે વિચ્છેદન સમયે માત્ર 1.5 x 10²⁴ સેમી. પર્યન્તના ઘટકો અરસપરસ અસર નિપજાવી શકે છે, તો પછી એવો પ્રશ્ન ઊઠે છે કે MBR આટલું બધું સમદૈશિક (isotropic) કેમ છે ? આના નિરાકરણ માટે વિશ્વના ફુલાવાની કલ્પના કરવી પડે છે, જેના પરિણામે વિશ્વની વયનો પ્રશ્ન જટિલ બને છે.

(3) વિકસન–સંકોચન ચક્રયુક્ત વિશ્વ (pulsating universe) : આ વાદ મુજબ આશરે 80 x 10¹² વર્ષના આવર્તનકાળવાળું વિશ્વનું વિકસન-સંકોચન ચક્ર ચાલતું રહે છે. ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના બીજા નિયમ મુજબ આ આવર્તની ક્રિયા વધારેમાં વધારે 100 ચક્ર સુધી જ ચાલુ રહી શકે છે; પરંતુ જો સંકોચનના તબક્કા વખતે આ બીજા નિયમની દિશા ઊલટાય તો આ વિકસન-સંકોચન ચક્ર નિરંતર ચાલતું રહી શકે.

અહીં એ નોંધવું બહુ રસપ્રદ છે કે વિશ્વસંરચના અંગેની આ ત્રણ મૉડલની વિચારણા વિખ્યાત ભારતીય ખગોળશાસ્ત્રવિદ પ્રો. કૃષ્ણ દામોદર અભ્યંકરના મંતવ્ય મુજબ અનુક્રમે જુડાઇક-ક્રિસ્ટિયન તત્વવિચારણા, ચીની તત્વવિચારણા અને ભારતીય તત્વવિચારણાને ખૂબ મળતી આવે છે. ખ્રિસ્તી તત્વવેત્તાઓ અનુસાર વિશ્વનો આદિ અને અંત બંને છે. ચીની તત્વવેત્તાઓના મત મુજબ વિશ્વ શાશ્વત અને અફર છે જ્યારે ભારતીય તત્વવેત્તાઓ માને છે કે વિશ્વની ઉત્પત્તિ, સ્થિતિ અને લયની ઘટમાળ નિરંતર ચાલતી રહે છે.

ખગોળશાસ્ત્ર : શોખ તરીકે

વિશ્વના અન્ય શોખ કરતાં આકાશદર્શનનો શોખ આર્થિક ર્દષ્ટિએ સસ્તો શોખ છે. એ સર્વત્ર સુલભ છે. સાંસારિક વર્ગભેદ જનતાની મોટી સંખ્યાને ઘણા બધા શોખથી વંચિત રાખે છે, પણ આકાશદર્શનમાં કોઈ ભેદ નથી. તેમાં જાતિ કે વયનો પણ સવાલ ઉપસ્થિત થતો નથી.

નાવિકો અને વિમાનચાલકો માટે તારા અંગેનું જ્ઞાન જરૂરી છે. અંતરીક્ષયાત્રીઓ માટે પણ તારાજ્ઞાન અત્યંત જરૂરી છે. આમ, આકાશના પ્રમુખ તારાઓની ઓળખાણ બધા માટે લાભદાયી છે. પંચાંગનું પ્રાથમિક જ્ઞાન જેને હોય છે તે રાત્રે ચંદ્રને જોતાં જ સહેલાઈથી કહી શકે છે કે આજે કઈ તિથિ છે, કયો પક્ષ (શુક્લ કે કૃષ્ણ) છે અને કયો મહિનો છે. તેને પંચાંગ જોવાની કે કોઈને પૂછવાની જરૂર રહેતી નથી.

નિજાનંદ માટે આકાશનું નિરીક્ષણ કરનારા શોખીનોને બિનવ્યવસાયી ખગોળશાસ્ત્રીઓ (amateur astronomers) કહી શકાય. તેમનો વ્યવસાય બીજો જ હોય છે; પરંતુ ખગોળવિદ્યાની ઉપાસના તેઓ એક શોખ તરીકે કરતા હોય છે. તેમણે ખગોળવિદ્યાની કોઈ રીતસરની તાલીમ લીધી હોતી નથી. અવૈતનિક જ્ઞાનકૌતુકો  ખગોળરસિયા એટલે આકાશનું નિરીક્ષણ કરનારા સ્વયં-ભૂ ખગોળશાસ્ત્રીઓ.

ખગોળરસિયાઓનું ખગોળને પ્રદાન : મોટાં મોટાં ટેલિસ્કોપ અને આધુનિક ઉપકરણોથી સજ્જ એવી વેધશાળાઓના આ યુગમાં પોતાનાં ટાંચાં સાધનો વડે બિનતાલીમી આ ખગોળશોખીનો શો ફાળો આપી શકે તેવો સવાલ સહેજે થાય; પરંતુ કેટલીક ખગોલીય ઘટનાઓ એવી છે કે જેમાં ખગોળપ્રેમીઓ જ વધુ સારું કામ કરી શકે છે. આવી એક બાબત ધ્રુવજ્યોતિ (aurorae) છે. ટેલિસ્કોપ આ માટે ઉપયોગમાં લેવાતું નથી. પ્રકાશિત ધૂમકેતુઓના નિરીક્ષણ માટે તો સાદું બાઇનૉક્યુલર (દ્વિનેત્રી દૂરબીન) જ વધુ અનુકૂળ પડે છે. ધંધાદારીના કૅમેરા ઝડપી શકે એ કરતાં બિનધંધાદારી ખગોળરસિયાઓની અનુભવી આંખ વધુ માત્રામાં ઉલ્કાને નોંધી શકે છે. એવી રીતે રૂપવિકારી તારાઓ(variable stars)ના તેજમાં થતી વધઘટની નોંધ પણ ખગોળપ્રેમીઓ નરી આંખે વધુ સારી રીતે લઈ શકે છે.

આમ, અવૈતનિક ખગોળશાસ્ત્રીઓ ધૂમકેતુઓ, ઉલ્કા, રૂપવિકારી તારાઓ તથા ધ્રુવજ્યોતિ, રાશિતેજ (zodiacal light), ગેગનશાઇન કે પ્રતિદીપ્તિ (counter glow), વાતદીપ્તિ (air glow), અગ્નિઉલ્કા કે અગ્નિપિંડો (fireballs) વગેરે જેવી વાતાવરણીય ખગોળશાસ્ત્રને લગતી ઘટનાઓનું નિરીક્ષણ વધુ સારી રીતે કરીને ખગોળશાસ્ત્રના વિકાસમાં પોતાનો નોંધપાત્ર ફાળો આપી શકે છે.

આ ઉપરાંત, કેટલીક ખગોલીય બાબતો એવી પણ છે કે જે ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે કદાચ ઉપયોગી તો છે; પરંતુ તેમને નિહાળવા માટે તેઓ વધુ સમય ફાળવી શકતા નથી; દા.ત., સૂર્યકલંકો, યુગ્મતારા કે બહુલ તારાઓ (binary or double and multiple stars), લઘુગ્રહો, ગ્રહોની ગતિવિધિઓ અને એમની સપાટી – ખાસ કરીને ગુરુની સપાટી પર થતા ફેરફારોની નોંધ, બુધ અને શુક્ર ગ્રહનાં અધિક્રમણો (transit), ગ્રહણો – ખાસ કરીને સૂર્યગ્રહણ સાથે સંકળાયેલી અમુક ઘટનાઓ અને અમુક અંશે ચંદ્રગ્રહણો – વગેરે અંગે ખગોળપ્રેમીઓએ કરેલાં નિરીક્ષણો ખગોળશાસ્ત્રીઓને ક્વચિત્ સહાયક બની રહે છે.

કેટલાક ખગોળપ્રેમીઓ નભોમંડળનું નિરીક્ષણ એટલા બધા લાંબા સમય સુધી કર્યા કરતા હોય છે કે આકાશના ખૂણેખૂણાથી એ પરિચિત થઈ ગયા હોય છે. 1912માં જન્મેલા ઇંગ્લૅન્ડના આલ્કોક આનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે. શાળામાં શિક્ષક તરીકે રહી ચૂકેલા આ ખગોળપ્રેમી આશરે 30,000થી પણ વધુ તારાઓનાં સ્થાન ઉપરાંત એ દરેકની ઝીણી ઝીણી ખાસિયતો પણ જાણે છે. માત્ર બાઇનૉક્યુલરથી જ નિરીક્ષણ કરતા આલ્કોકે 4 ધૂમકેતુઓ અને 4 નોવા (સ્ફોટક તારા કે નવતારા) શોધી કાઢ્યા છે. આવા એક જાણીતા ખગોળપ્રેમી લેસ્લી પેલ્ટિયર (1900-1980) હતા. અમેરિકાના આ ખેડૂતે 6 કરતાં વધુ નવા ધૂમકેતુઓ શોધી કાઢેલા અને પોતાના ખગોળ અનુભવોને આલેખતી આત્મકથા ‘Starlight Nights’ પણ લખી છે.

આધુનિક ધંધાદારી ખગોળશાસ્ત્રીઓને એટલો સમય મળતો ન હોવાથી કે પછી નરી આંખે દેખાતા રોજેરોજનાં તારામંડળોના પ્રત્યક્ષ નિરીક્ષણમાં ઝાઝો રસ ન હોવાથી તે આકાશનાં તારામંડળોથી પ્રમાણમાં ઓછા પરિચિત હોય છે. આને કારણે રોજેરોજ ખ-ગોળનું નિરીક્ષણ કરવા બેસી જતા ખગોળપ્રેમીઓ જાણીતા તારામંડળમાં કે આકાશના કોઈ પણ ઓછા જાણીતા ભાગમાં સહેજ પણ નવી વસ્તુ કે જ્યોતિપુંજ દેખાય તો એની નોંધ તરત જ લઈ શકે છે. આનું ઉત્તમ ઉદાહરણ જેસોરના બંગાળી સદગૃહસ્થ રાધાગોબિંદ ચંદ્ર (1878-1975) છે. રૂપવિકારી તારાઓના એ પ્રખર નિરીક્ષક હતા. છેક 1919થી 1940 સુધી આ ક્ષેત્રે નોંધપાત્ર પ્રદાન કરીને તેઓ આંતરરાષ્ટ્રીય ખ્યાતિ પામ્યા છે. તેમણે 7 જૂન, 1918ના રોજ ગરુડ તારામંડળમાં ઝળાંહળાં થતો ‘નોવા’ (Nova Aquila No. 3) શોધી કાઢ્યો. ભારતમાં જ નહિ, આખા એશિયામાં આ ‘નોવા’ જોનાર એ પ્રથમ વ્યક્તિ હતા. યુરોપના ખગોળપ્રેમીઓએ એને બીજે દિવસે નિહાળ્યો. ત્યાર બાદ આ ‘નોવા’ની જાણકારી ધંધાદારી ખગોળશાસ્ત્રીઓને કરવામાં આવી, જેમણે તેનો ઘનિષ્ઠ અભ્યાસ કર્યો.

આવી બીજી ઘટના ઉલ્કા-વર્ષાની છે. દક્ષિણ આફ્રિકાના ખગોળપ્રેમીઓએ 5 ડિસેમ્બર, 1956ના રોજ એક એવી ઉલ્કા-વર્ષા ઝડપી, જે અગાઉ ક્યારેય નોંધાવા પામી ન હતી; એટલું જ નહિ, આ નવી ઉલ્કા-વર્ષા અંગે એમણે કરેલી ઝીણવટભરી નોંધ પણ પાછળથી ઉપયોગી થઈ પડી. સામાન્ય સંજોગોમાં ધંધાદારી ખગોળશાસ્ત્રીઓ આ ઉલ્કા-વર્ષાથી અણજાણ જ રહેત.

આના સંદર્ભે શ્વાબૂહ્ (1789-1875) નામના જર્મન ખગોળપ્રેમીનો ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ, જેનો મૂળ વ્યવસાય ઔષધો બનાવીને વેચવાનો હતો. એણે લાગલાગટ 43 વર્ષ સુધી સૂર્યનાં કલંકોનો અભ્યાસ કર્યા કર્યો. છેવટે તે એવા તારણ પર આવેલો કે સૂર્યકલંકોની સંખ્યામાં દર 10 વર્ષના ગાળે નિયમિત વધારો થાય છે (પાછળથી સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણોથી આ ગાળો 11 વર્ષનો હોવાનું જણાયું). આ રીતે ‘સૂર્યકલંક ચક્ર’ જેવી મહત્વની શોધનો યશ એક ખગોળપ્રેમીને ફાળે જાય છે. કોઈ ધંધાદારી ખગોળશાસ્ત્રીએ ભાગ્યે જ આટલી ધીરજથી 43 વર્ષ સુધી સૂર્યકલંકોનું નિરીક્ષણ કર્યું હોત.

આવી જ રીતે, એણે ગુરુ ગ્રહનું નિરીક્ષણ કરીને 1831માં જે ચિત્ર દોર્યું તેમાં ‘મહારક્ત લાંછન’ (great red spot) દર્શાવેલું જોઈ શકાય છે. ગુરુની સપાટી પર આ લાંછનની નોંધ લઈ એને ચિત્રિત કરનાર એ પહેલો નિરીક્ષક હતો. તે પ્રમાણે શનિ ગ્રહ પરના એક સફેદ ડાઘની શોધ કોઈ ધંધાદારી ખગોળશાસ્ત્રીએ નહિ, પણ વિલ હે નામના રંગભૂમિ અને ચિત્રપટના અભિનેતાએ 1933માં, પહેલવહેલી કરી હતી.

યુરેનસની શોધ કરનાર વિલિયમ હર્ષલ પણ આરંભનાં વર્ષોમાં ખગોળપ્રેમી જ હતો અને એની બહેન કૅરોલિન હર્ષલ (1750-1848) પણ એક ઉત્તમ ખગોળપ્રેમી હતી. 1786થી 1797 વચ્ચેના ગાળામાં કૅરોલિને પોતાના ભાઈથી સ્વતંત્રપણે 8 ધૂમકેતુઓની શોધ કરી હતી. ખગોળશાસ્ત્રી યોહાન હેવેલિયસ(1611-1687)ની પત્ની ઇલિઝાબેથ પણ ઉચ્ચકક્ષાની ખગોળપ્રેમી હતી.

ખગોળશાસ્ત્રનો ઇતિહાસ આવા તો અનેક અવૈતનિક ખગોળપ્રેમીઓના કાર્યથી સમૃદ્ધ બન્યો છે. આ સંદર્ભમાં રૉબર્ટ ઇવાન્સનો ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ. ઑસ્ટ્રેલિયાના આ ખગોળશોખીને આજ સુધીમાં અનેક ‘સુપરનોવા’ – અલબત્ત, અન્ય દૂરનાં તારાવિશ્વોમાં – જોઈ છે. આ સદીમાં 1987 સુધીમાં નરી આંખે દેખાયેલી 18 સુપરનોવામાંથી 15ની શોધ તો એકલા આ રૉબર્ટ ઇવાન્સે જ કરી છે !

કેટલાક જાણીતા ભારતીય ખગોળશોખીનો : અન્ય દેશોની સરખામણીમાં ભારતમાં ખગોળપ્રેમીઓની સંખ્યા કોઈ પણ કાળે ઓછી રહી છે. તેમ છતાંય, મોગલ શહેનશાહ હુમાયૂં તથા અન્ય શહેનશાહો કે શાસકો – જેમ કે, મહારાજા સવાઈ જયસિંહ (દ્વિતીય) જેવાઓએ ખગોળશાસ્ત્રમાં ઠીક રસ લીધો હતો. 17મી સદીમાં થઈ ગયેલા કેટલાક વિદેશી ખગોળપ્રેમીઓ પણ ઉલ્લેખનીય છે; દા.ત. ફાધર રિચો (1633-1693). તેમણે ટેલિસ્કોપની મદદથી પોંડિચેરી(પુદુચેરી)માંથી એક ધૂમકેતુ શોધવા ઉપરાંત આલ્ફા સેન્ટૉરી (નરાશ્વ કે જય) નામના તારાનો યુગ્મક ગુણ પણ શોધ્યો હતો. ફ્રાન્સના આ પાદરીના સમકાલીન ફાધર જોહાન ગ્રુઇબર અને ફાધર આલ્બર્ટ ઓ’ ઓર્વિલ પણ આવા વિદેશી ખગોળપ્રેમીઓ હતા. એ પછી 20મી સદીના પૂર્વાર્ધમાં પણ કેટલાક નોંધપાત્ર ભારતીય ખગોળશોખીનો થઈ ગયા જેમાં નવાબ ઝફરજંગ નામના હૈદરાબાદના નવાબનો સમાવેશ થાય છે. એમના ખગોળરસને કારણે 1901માં હૈદરાબાદની પાસે નિઝામિયા વેધશાળાની સ્થાપના થઈ. એ. વી. નરસિંગરાવ નામના વિશાખાપટ્ટનમ્ના ખગોળપ્રેમીએ 15.25 સેમી.ના ટેલિસ્કોપ વડે બુધ અને શુક્રનાં અધિક્રમણો જોવા ઉપરાંત ઘણા પ્રકાશિત ધૂમકેતુઓનું અવલોકન કર્યું હતું.

ઉલ્કાના અભ્યાસમાં હૈદરાબાદના એમ. એ. આર. ખાનનો ફાળો ઉલ્લેખનીય છે. રાધાગોબિંદ ચંદ્ર એમના રૂપવિકારી તારાના અભ્યાસ માટે જાણીતા છે. એમણે બંગાળીમાં ‘ધૂમકેતુ’ ઉપરાંત અન્ય કેટલાંક લેખો અને પુસ્તકો પણ લખ્યાં છે, જેમાંથી ઘણું હજુ પ્રસિદ્ધ થવાનું બાકી છે.

1910માં કૉલકાતાના કેટલાક ખગોળપ્રેમીઓએ તે અરસામાં હેલીનો ધૂમકેતુ આવવાનો હોઈ, એક ખગોલીય મંડળની સ્થાપના કરી હતી તથા એક મુખપત્ર (Journal of the Astronomical Society of India) પણ શરૂ કર્યું હતું. એના દસેક અંક બહાર પડ્યા, જેમાં સી. વી. રામન ઉપરાંત એ કાળના ઘણા વિદ્વાનોના લેખો પણ જોવા મળે છે. ટેલિસ્કોપની રચના અંગેના લેખો પણ તેમાં જોવા મળે છે. 1947માં ચેન્નાઈ(મદ્રાસ)ના એચ. પી. વૉરન નામના ખગોળપ્રેમીએ 61.5 સેમી.નું એક વિશાળ ટેલિસ્કોપ બનાવવાનો પ્રયત્ન કરેલો, પણ જરૂરી નાણાંના અભાવે એ કામગીરી પાછળથી અટકી પડી હતી. ટેલિસ્કોપ બનાવવાના આવા પ્રયત્નો એસ. કે. ધર અને હુગલીના ભાઈઓએ પણ કર્યા હતા. પ્રારંભમાં દર્પણ બનાવવા ઉપરાંત, ટેલિસ્કોપ પૂરાં પાડતી એક કંપનીની પણ એમણે સ્થાપના કરી હતી.

ભારત સ્વતંત્ર થયા પછી એટલે કે 20મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં અથવા કહો કે આશરે 1950 પછીના ગાળામાં પણ ખગોળપ્રેમીઓની પ્રવૃત્તિઓ ચાલુ રહી અને કાળે કરી મુંબઈ, કૉલકાતા, બૅંગાલૂરુ, ચેન્નાઈ (મદ્રાસ), વડોદરા, ગોવા અને અમદાવાદ જેવાં શહેરોમાં ખગોળપ્રેમીઓની ક્લબો કે સંસ્થાઓ ચાલુ થઈ છે. મુંબઈનું નેહરુ પ્લેનેટોરિયમ તથા અન્ય શહેરોમાંનાં કેટલાંક પ્લેનેટોરિયમ પણ ખગોળપ્રેમીઓને માર્ગદર્શક થાય તેવી પ્રવૃત્તિઓ ચલાવે છે. અલબત્ત, આ કાળમાં કોઈ ભારતીય ખગોળરસિયો (amateur astronomer) એવો નથી થયો જેની આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે નોંધ લેવાઈ હોય.

ખગોળશોખીનો માટે કેટલીક પ્રાથમિક માહિતી : વિશ્વમાં ભાગ્યે જ કોઈ એવો માનવ હશે જેણે આકાશ તરફ નજર ન કરી હોય. ‘તારાઓમાં તે શું જોવાનું છે !’ એવું કહેનારા પણ ‘બધા તારા એકસરખા તેજસ્વી નથી’ એ તથ્ય તો જાણતા જ હોય છે. તેમ છતાંય જેમ સંગીત હંમેશાં કર્ણપ્રિય લાગે, પણ જો તેની શાસ્ત્રીયતાનો પરિચય મેળવીએ તો એનો આનંદ વધુ લઈ શકાય, તેવું જ આકાશનું પણ છે. આકાશનિરીક્ષણ અંગે થોડીક પ્રાથમિક જાણકારી મેળવી લઈએ તો એના દર્શનમાં ઓર આનંદ આવે છે.

ખગોળપ્રેમી કાકાસાહેબ કાલેલકરે સાચું જ કહ્યું છે કે ભૂ-ગોળ (પૃથ્વી) અને ખ-ગોળ (આકાશ) જેણે શીખવું છે એણે પોતાની વૈજ્ઞાનિક કલ્પના ખૂબ તેજ કરવી પડે છે. ત્યાર પછી જ તે આ શાસ્ત્રોની વાતો સમજી શકે છે અને અઘરામાં અઘરી વાત પણ સહેલી બને છે. આવી એક બાબત ગતિભ્રમની છે. પૃથ્વી પશ્ચિમથી પૂર્વ તરફ ગોળ ફરે છે. આ કારણે ખ-ગોળક અવળી દિશામાં ફરતો જણાય છે અને એટલે જ સૂર્ય, ચંદ્ર, તારા વગેરે પૂર્વમાં ઊગીને પશ્ચિમમાં આથમતા જણાય છે. આ ખ-ગોળક, ભૂ-ગોળ(પૃથ્વી)ની નકલ જેવો છે. જેમ પૃથ્વીને વિષુવવૃત્ત છે, ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવો છે તેવી જ રીતે ખ-ગોલકને પણ આવાં કાલ્પનિક વૃત્તો છે. પૃથ્વીના બંને ધ્રુવોને જોડતી લીટી આકાશમાં જે બિંદુને તાકે તે ‘ખગોલીય ધ્રુવબિંદુઓ’ છે. એ જ રીતે, પૃથ્વીની વિષવવૃત્તીય સપાટીને વિસ્તારતાં ખ-ગોલકને તે જે વર્તુળમાં કાપે તે ‘ખગોલીય વિષુવવૃત્ત’ છે. સૂર્યનો માર્ગ આકાશની મધ્યરેખાની બંને બાજુએ 18-18 અંશ સુધી ફેલાયેલો છે. સૂર્ય આ માર્ગની બહાર ક્યારેય જતો નથી. આ રીતે આકાશમાં સૂર્ય જે માર્ગે ગતિ કરે છે તે માર્ગને ‘રવિમાર્ગ’ અથવા ‘ક્રાંતિવૃત્ત’ (ecliptic) કહે છે. મોટા ભાગના ગ્રહો પણ આ જ આકાશી માર્ગે મુસાફરી કરે છે.

તારા રોજ ઊગે છે અને આથમે છે. જે તારા એક રાત્રે નવ વાગ્યે ઊગતા દેખાય છે તે બીજી રાતે નવ વાગ્યે ઊગતા દેખાતા નથી. તારા દરરોજ ચાર મિનિટ વહેલા ઊગે છે અને તેથી જે તારાઓને આજે રાતે નવ વાગ્યે ઊગતા જોઈશું તે બધા એક માસ પછી સાત વાગ્યે ઊગતા જણાશે. આજે ઊગતા દેખાતા તારા ત્રણ માસ બાદ મધ્યાકાશમાં અને છ માસ બાદ પશ્ચિમ ક્ષિતિજે પહોંચી ગયેલા દેખાશે. બાર મહિના પછી આ તારાઓ એ જ સમયે અને એ જ સ્થળેથી ઊગતા જણાશે. આખું આકાશ પણ એક વર્ષ પહેલાં આ જ સમયે હતું તેવું જ દેખાશે. કુદરતની આ ઘડિયાળમાં કોઈ ફેર પડતો નથી.

કોઈ પણ સમયે, આકાશમાં નરી આંખે દેખી શકાતા તારાઓની સંખ્યા માંડ ત્રણ હજારની છે. તે પૈકી અમુક વિશિષ્ટ તારાઓને ઓળખી લઈએ તો કામ ચાલે. અત્યંત ચળકતા તારાઓને પહેલા વર્ગના અને નરી આંખે પરાણે દેખાતા તારાઓને છઠ્ઠા વર્ગના તારા ગણવામાં આવ્યા છે. આકાશમાં દેખાતા અન્ય તારા આ બંને વર્ગ વચ્ચેના તારા છે. આકાશમાં છઠ્ઠા વર્ગથી પણ નિસ્તેજ તારાઓ છે, પણ એમને જોવા દૂરબીન વાપરવું પડે. પ્રથમ વર્ગના લગભગ 20થી 21 તારાઓ છે. એમાંના મોટા ભાગના ભારતમાંથી જોઈ શકાય છે.

ગ્રહો અને તારાઓ વચ્ચેનો ભેદ જાણી લેવો જોઈએ. તારા સ્વયંપ્રકાશિત પિંડો છે. સૂર્ય પણ એક તારો જ છે. જ્યારે ગ્રહો એમને પ્રાપ્ત થયેલા સૂર્યતેજનું પરાવર્તન કરી પ્રકાશિત બનતા પિંડો છે. સામાન્ય રીતે, ગ્રહોનાં તેજ સ્થિર હોય છે, જ્યારે તારાઓનાં ટમકતાં. બીજો તફાવત સ્થાનફેરનો છે. સામાન્ય રીતે ગ્રહો રોજેરોજ થોડું થોડું સ્થાન બદલતા જણાય છે. જોકે શનિનો ગ્રહ એમાં અપવાદ છે. એ ઘણો ધીમે ખસે છે. નરી આંખે માત્ર પાંચ જ ગ્રહો દેખાય છે : બુધ, શુક્ર, મંગળ, ગુરુ અને શનિ. બુધ અને શુક્ર સૂર્યોદય પહેલાં કે સૂર્યોદય પછી ક્ષિતિજ ઉપર દેખાતા હોય છે. એમાં બુધ તો અત્યંત ઝાંખો ભૂખરા રંગનો હોઈ ઝટ નજરે ચડતો નથી. શુક્રનો રંગ સફેદ કે ચાંદી જેવો છે. તે અત્યંત તેજસ્વી છે. એની એક ખાસિયત એ છે કે તે મધ્યરાત્રિએ ક્યારેય દેખાતો નથી. સવારે-સાંજે સૂર્યોદય પહેલાં કે સૂર્યાસ્ત પછી તે ક્ષિતિજથી ઠીક ઠીક ઊંચાઈએ જોવા મળે છે. મંગળ તો એના લાલ રંગને કારણે ઝટ ઓળખી શકાય છે. એના તેજમાં અંતર પ્રમાણે વધઘટ થતી રહે છે. ગુરુ સફેદ રંગનો તેજસ્વી ગ્રહ છે. તે રાતના જોઈ શકાય છે. શનિ થોડો ઝાંખો અને પીળાશ પડતો રંગ ધરાવે છે. બાયનૉક્યુલરથી કે નરી આંખે શનિનાં વલયો દેખાતાં નથી. એ માટે નાનું ટેલિસ્કોપ હોય તો ચાલે. દરરોજ રાત્રે આકાશમાં કોઈ પણ એકાદ ગ્રહ તો હાજર હોય જ છે, ક્યારેક એકથી વધુ પણ હોય. ગ્રહો ક્યાં દેખાશે, કઈ રાશિ કે નક્ષત્રમાં દેખાશે તેની માહિતી પંચાંગોમાં આપેલી હોય છે. કેટલાંક સામયિકો કે વર્તમાનપત્રો માસિક તારા-નકશા આપતાં હોય છે, તેમાં પણ ગ્રહો અંગેની માહિતીઓ આપેલી હોય છે.

આગળ જોયું તેમ, ગ્રહો રવિમાર્ગ ઉપર જ જોવા મળે છે. ગુજરાતમાંથી ધ્રુવ પ્રદેશ ઉપર ગ્રહ ક્યારેય જોવા મળે નહિ. ગ્રહો જ્યારે માથા પર હોય ત્યારે તારાની જેમ ટમકતા નથી. આકાશમાં જો કોઈ અત્યંત તેજસ્વી ‘તારો’ દેખાય અને તારા-નકશામાં એ જગ્યાએ કોઈ તારો બતાવ્યો ન હોય તો એ મોટે ભાગે ગ્રહ જ હોવાનો. એ કાં તો શુક્ર હોય, મંગળ હોય, ગુરુ હોય કે પછી શનિ હોય.

આકાશદર્શનના શોખીનોએ એક વાત હંમેશાં યાદ રાખવાની હોય છે. તેમણે સૂર્ય સામે ક્યારેય તાકીને જોવું જોઈએ નહિ. એમાં પણ જો હાથમાં બાયનૉક્યુલર કે એવું કોઈ સાધન હોય ત્યારે તો કદી પણ નહિ. આમ કરવાથી આંખોને કાયમી નુકસાન થાય છે. અંધાપો પણ આવી શકે. બાયનૉક્યુલર કે ટેલિસ્કોપ વડે સૂર્યનિરીક્ષણ કેવી રીતે કરવું તે નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યું છે :

જેમ પૃથ્વી ઉપરના માર્ગને આપણે કિલોમીટરના હિસાબે ગણીએ છીએ, તેવી જ રીતે સરળતા ખાતર રવિમાર્ગના બાર સરખા ભાગ પાડવામાં આવ્યા છે જેને ‘રાશિ’ અથવા ‘zodiac’ કહે છે. તે દરેક ભાગમાં દેખાતાં અગ્રગણ્ય તારામંડળોનાં નામ પરથી તે દરેક રાશિને નામ આપવામાં આવેલાં છે. આ બાર રાશિઓ આ ક્રમમાં છે : મેષ, વૃષભ, મિથુન, કર્ક, સિંહ, કન્યા, તુલા, વૃશ્ચિક, ધન, મકર, કુંભ અને મીન. આખું આકાશ ક્રમવાર પૂર્વથી પશ્ચિમ ફરતું હોઈ, દર બે કલાકે એક નવી રાશિ ઊગતી હોય છે અને ઉપરના ક્રમમાં જ રાશિઓ ઊગતી આવે છે. કેટલીક રાશિઓ તો સાવ ઝાંખી હોય છે, જ્યારે કેટલીકની આકૃતિઓ તો પરાણે ઊભી કરેલી છે. તેમ છતાં, થોડીક જાણીતી રાશિઓ ઓળખી લઈએ તો બાકીની ઓછી જાણીતી રાશિઓ પણ ઓળખી શકાય છે.

રાશિઓના ચક્કરમાં ન પડવું હોય તો આકાશનાં તારામંડળો(constellations)ને ઓળખી લેવાં જોઈએ. આવાં કુલ 88 તારામંડળો છે, જેમાં રાશિઓનો પણ સમાવેશ થઈ જાય છે.

ઉદય વખતે તારામંડળોના જે આકાર દેખાય છે તે આથમતી વખતે હોતા નથી; બધા આકાર ઊલટા થઈ જાય છે; જેમ કે, ઊગતું રથી મંડળ હાંડલી જેવું દેખાય છે, પણ આથમતું તાજ જેવું ! તારામંડળની ઓળખાણ બરાબર પાકી થઈ ગયા પછી અવલોકનમાં કોઈ વાંધો આવતો નથી. તારાનકશાઓની નીચે એ કયા સમયે તેમજ કઈ તારીખે જોવા તે ઘણી વાર લખ્યું હોય છે. શરૂઆતમાં આ શરતો પાળવી આવશ્યક ગણાય. થોડાં તારામંડળો ઓળખી લીધાં પછી અને થોડા અનુભવ પછી તારાદર્શન ગમે તે સમયે કે તારીખે કરી શકાય છે. સાથે તારામંડળનો નકશો રાખવો જોઈએ. તારા-નકશામાં આપેલાં બધાં જ તારામંડળો કે તારા દેખાશે એમ માનવું નહિ. કેટલાક ઝાંખા તારા શહેરમાંથી જોઈ શકાતા નથી. વળી ક્ષિતિજ ઉપરના તારા પણ દૂર દૂરની બત્તીઓના પ્રકાશને કારણે ઘણી વાર દેખાતા નથી.

વળી એકલદોકલ તારકમંડળ શોધવા કરતાં એકમેકના એમના સંબંધો સાથે કે અમુક ચોક્કસ સમૂહમાં શોધવા તે સહેલું પડે છે. સપ્તર્ષિ અને મૃગમંડળ આ બંને તારામંડળોની મદદથી આસપાસનાં બીજાં તારામંડળો કેવી રીતે શોધવાં તે આ બે આકૃતિઓમાં દર્શાવેલું છે. જેમ ‘લાલ, પીળો ને વાદળી મૂળ રંગ કહેવાય, બાકીના બીજા બધા મેળવણીથી થાય.’ એવી જ રીતે આવાં કેટલાંક જાણીતાં તારામંડળો છે. એમને ઓળખી લઈએ તો એને આધારે બીજાં તારામંડળો શોધી શકાય. આ કારણે સપ્તર્ષિ અને મૃગમંડળને ચાવીરૂપ કે મૂળભૂત (key) તારામંડળ કહે છે.

વળી, આ પ્રદેશના તારાઓની ફરવાની દિશા પણ જાણી લીધી હોય, તેમજ કયા ભાગમાં કયાં તારામંડળો આવેલાં છે, એની એક યાદી બનાવી હોય તો, તારામંડળો બહુ જ સહેલાઈથી ઓળખી શકાય છે. મધ્ય આકાશના બધા જ તારા પૂર્વમાં ઊગે છે અને પશ્ચિમમાં આથમે છે જ્યારે બંને ધ્રુવપ્રદેશના તારા ઊગતા નથી તેમજ આથમતા પણ નથી. આનું કારણ એ છે કે આ બધા તારા પૃથ્વીની ધરી, આકાશમાં જે બિંદુને તાકે છે તે બિંદુ(ધ્રુવબિંદુ)ની આસપાસ ગોળ ગોળ ફરે છે. ઉત્તર ધ્રુવ આકાશમાં આ બિંદુની પાસે જ ધ્રુવનો તારો આવેલો હોવાથી આ તારાની આસપાસ આ બધા તારા ફેરફુદરડી ફરે છે. ધ્રુવનો તારો વચ્ચેના ખીલાનું કામ કરે છે.

ધ્રુવપ્રદેશમાં આવેલાં તારામંડળોને આ કારણે, ‘સદોદિત તારામંડળો’ (circumpolar constellations) કહે છે. એનો અર્થ ‘ક્યારેય ન આથમનારાં તારામંડળો’ એવો થાય છે; જેમ કે, ઇંગ્લૅન્ડમાંથી જોઈએ તો સપ્તર્ષિ ક્યારેય આથમતું નથી, અર્થાત્ ક્ષિતિજની નીચે ક્યારેય જતું નથી. પણ ગુજરાતમાંથી જોતાં આવું બનતું નથી. ત્યાં ધ્રુવનો તારો ક્ષિતિજથી એવી ઊંચાઈએ છે કે સપ્તર્ષિ ગોળ ગોળ ફરતું, ક્ષિતિજની નીચે જતું રહે છે.

ઉત્તર ધ્રુવપ્રદેશના આકાશમાં પાંચથી છ જેટલાં જાણીતાં તારામંડળો આવેલાં છે. ગુજરાતમાંથી એક જ સમયે, એકીસાથે, બેથી વધારે તારામંડળો જોઈ શકાતાં નથી, કારણ કે તે વખતે કેટલાંક ક્ષિતિજની નીચે હોય છે. (જુઓ આકૃતિ 13).

તારામંડળો ઓળખવાં હોય તો એમના આકારો જાણવાથી જ ન ચાલે. કયા તારામંડળને આકાશમાં ક્યાં શોધવું તેની પણ જાણકારી હોવી જરૂરી છે. આ માટે આકાશને ગુંબજની જગ્યાએ એક મોટા નળાકાર જેવું ધારવું પડે. આકૃતિ 14માં દર્શાવ્યા મુજબ આ આકાશી નળાકારના ત્રણ ભાગ પડે : ઉત્તર ધ્રુવનું આકાશ, દક્ષિણ ધ્રુવનું આકાશ અને એ બંને વચ્ચેનું મધ્ય આકાશ. આમ મધ્ય આકાશ એટલે માથા પરનું આકાશ નહિ, પણ બંને ધ્રુવો વચ્ચેના પ્રદેશનું આકાશ.

પૃથ્વીની સૂર્યની આસપાસની ગતિને કારણે જેમ વર્ષ થાય છે તેમ ઋતુઓ પણ બદલાય છે. અમુક મહિનામાં કે અમુક ઋતુમાં અમુક ચોક્કસ તારામંડળો આખી રાત જોવા મળે છે. કઈ ઋતુમાં કે કયા મહિનામાં કયાં તારામંડળ વધુ સારી રીતે જોવા મળશે તે આકૃતિ 15માં બતાવ્યું છે, આ આકૃતિ પૃથ્વીના ઉત્તર ગોળાર્ધ માટે છે. (પૃથ્વીના બંને ગોળાર્ધમાં ઋતુઓ એકસરખી હોતી નથી. એકમાં શિયાળો હોય ત્યારે બીજામાં ઉનાળો હોય છે એટલે આ આકૃતિ દક્ષિણ ગોળાર્ધ માટે વાપરવી હોય તો ઋતુઓનો ક્રમ ઊલટો કરી નાખવો પડે).

આકૃતિ જોતાં જણાશે કે આકાશમાં જ્યારે મૃગમંડળ હોય છે ત્યારે વૃશ્ચિકનાં દર્શન થતાં નથી. તેવી જ રીતે, સિંહ રાશિ દેખાતી હોય ત્યારે ખગાશ્વ તારામંડળ દેખાતું નથી.

આમ આખા વર્ષ દરમિયાન કોઈ ચોક્કસ સમયે આકાશ જોતાં રહીએ તો એમાં ઋતુ પ્રમાણે થોડો થોડો ફેર થતો જોવા મળે છે. આ ઉપરથી આકાશમાંનાં તારામંડળોના અવલોકન માટે ચાર અલગ અલગ નકશા બનાવી શકાય; જેમ કે, પાનખરનાં તારામંડળો (autumn constellations) કે જેમાં ખગાશ્વ આવે. બીજો તારાનકશો શિયાળાનો આવે (winter constellations), જેમાં મૃગમંડળ આવે. ત્રીજો નકશો વસંતઋતુનાં તારામંડળ(spring constellations)નો આવે. એમાં સિંહ રાશિ આવે. એ પછી ચોથો નકશો ઉનાળાનાં તારામંડળ(summer constellations)નો આવે, જેમાં વૃશ્ચિક રાશિ આવે. આમ ચાર નકશામાં આખા વર્ષ દરમિયાન જોવા મળતું આકાશ આવી જાય છે.

આ તો મધ્ય આકાશની વાત થઈ. આકૃતિ 16ને જો ત્રિ-પરિમાણમાં જોઈએ તો પાછી પેલા નળાકારની કલ્પના કરવી પડે. આમ કરતાં ઉપરની આકૃતિ 17 બનશે. આ આકૃતિ મધ્ય આકાશ ઉપરાંત ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવ પ્રદેશનું આકાશ પણ બતાવશે. આમ આખા વર્ષ માટેના કુલ છ તારાનકશા બનાવી શકાય. એમને બરાબર ઓળખી લઈએ, એમની ગતિ સમજી લઈએ, કયાં તારામંડળ કયા સમયે ક્યાં જોવાં તે સમજી લઈએ એટલે તારામંડળો ઓળખતાં આવડી જાય.

આકાશદર્શન માટે ક્યાંય દૂર પ્રવાસ કરવો પડતો નથી. જરા ઊંચે જોઈએ એટલે વિરાટ, અનંત સૃષ્ટિ દેખાય છે. તબિયત ઠીક ન હોય તો ઘરમાં બેસી બારીમાંથી દેખાતું આકાશ પણ અવલોકી શકાય; પરંતુ, વધુ વિસ્તાર આવરી લેવા અગાસી કે ઊંચી ટેકરીવાળું ખુલ્લું સ્થળ વધુ અનુકૂળ રહે છે. ઝાડ કે મોટાં મકાનોથી ક્ષિતિજ ઘેરાયેલું ન હોય તો વધુ સારું. શહેરથી દૂર, હાઈ-વે ઉપર જવાનો મોકો મળે તો આકાશ તરફ અવશ્ય મીટ માંડવી. કાકાસાહેબ જેને ‘દેવોનું કાવ્ય’ કહે છે તે શું છે તેનો પ્રત્યક્ષ અનુભવ થશે. જે સ્થળે રાત્રિનું નિરીક્ષણ કરવાનું હોય તે સ્થળની દિવસ દરમિયાન મુલાકાત લઈ લીધી હોય તો ઉત્તર, દક્ષિણ, પૂર્વ અને પશ્ર્ચિમ એમ દિશાઓનું જ્ઞાન મળી રહે. કોઈ વૃક્ષ યા મકાનને ધ્યાનમાં રાખીને એની નિશાની યાદ રાખી લેવી. રાત્રે એના પરથી દિશાનું નિર્ધારણ સરળ રહે છે.

આમ તો ચોમાસાની અમુક રાત્રિઓ બાદ કરતાં, ગુજરાતમાંથી આકાશદર્શન બારે માસ સુલભ છે; પરંતુ ચોમાસામાં એકાદ વરસાદના ઝાપટા પછી હવામાન ધૂળવિહીન થઈ જતાં આકાશમાં જો વાદળ ન હોય તો આકાશદર્શનનો આનંદ અનેરો બને છે. પણ સામાન્ય સંજોગોમાં શિયાળાની દીર્ઘ રાત્રિઓ આકાશદર્શન માટે શ્રેષ્ઠ ગણી શકાય.

ઋતુ અનુસાર કપડાં પહેરીને તારાદર્શન કરવું. માથું સતત ખુલ્લું રહેતું હોવાથી જરૂર જણાયે ટોપી પહેરવી. હાથે મોજાં પણ પહેરી શકાય. શરીરને જીવજંતુથી બચાવવા ચાદર કે શાલ વીંટાળી શકાય. જો બાયનૉક્યુલર વડે જોતા હો તો હાથના ટેકા માટે ટેકાવાળી આરામ-ખુરશી સારી પડે. ટેલિસ્કોપથી જોવાના હો તો એકાદ સ્ટૂલ સારું પડે. બીજો સરળ રસ્તો જમીન પર યા ઘાસમાં શેતરંજી પાથરીને કે પલંગમાં ચત્તા સૂઈ જઈને આકાશદર્શન કરવાનો છે.

આકાશદર્શન માટે બહુ સાધનોની જરૂર પડતી નથી. તારા-નકશા જોવા એકાદ નાની ટૉર્ચ ઉપયોગી થઈ પડે. આ ટૉર્ચ પારદર્શક લાલ કાગળ ચડાવેલી હોય તો વધુ સારું. આમ કરવાથી આંખો ઓછી અંજાશે. અંધારામાં જતાં પહેલાં આંખોને ઓછામાં ઓછી પાંચેક મિનિટ સુધી અંધારામાં જોઈ શકવા માટે ટેવાવવી જોઈએ. આકૃતિઓ દોરવા કે નોંધો રાખવા એક પૅડ યા નોંધપોથી અને પેન્સિલ, બાયનૉક્યુલર અને એક સારો તારા-નકશો. ખગોલીય નોંધો કરવા જો વિશ્વકાલ(universal time, ટૂંકમાં UT)નો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો વધુ સરળતા રહે છે. એનું કારણ એ છે કે પાછળથી અન્ય દેશોમાં લેવાયેલાં આવાં નિરીક્ષણો વચ્ચે સરખામણી થઈ શકે છે. સામાન્ય રીતે, ખગોળશાસ્ત્રી UT પ્રણાલી જ વાપરે છે જેથી સ્થાનિક સમયનો તફાવત કોઈ ગૂંચવાડો કરે નહિ. હકીકતે, UT એ ગ્રિનિચ મધ્યકાલ (GMT) જેવો જ છે. બાયનૉક્યુલર જુદી જુદી સાઇઝનાં આવે છે. એમના ઉપર આંકડા લખેલા હોય છે; જેમ કે, 7 x 50. આમાં પહેલો આંકડો વસ્તુનું આવર્ધન (magnification) કેટલાગણું થશે તે દર્શાવે છે, જ્યારે બીજો પાછળનો આંકડો વસ્તુકાચ(object glasses)નો મિલીમિટરમાં વ્યાસ દર્શાવે છે. 8 x 30, 10 x 50 કે 20 x 80 આંકડાવાળાં બાયનૉક્યુલર પણ આવે છે; પરંતુ, સામાન્ય રીતે 7 x 50 સારું પડે છે. બાયનૉક્યુલરની પસંદગી નિરીક્ષક શું જોવા માગે છે તેના પર પણ આધાર રાખે છે.

ટેલિસ્કોપ વાપરવું હોય તો જાતે બનાવેલું પણ વાપરી શકાય. આવું ટેલિસ્કોપ કેવી રીતે બનાવવું તે અંગેનાં પુસ્તકો વગેરે પણ આવે છે. ટેલિસ્કોપનું આરોપણ કે સ્થાપન (mounting) પણ અગત્યનું છે. સરળ સ્થાપન ઉદદિગંશક (altazimuth) પ્રકારનું છે. વધુ ઉપયોગી વિષુવવૃત્તીય પ્રસ્થાપન (equatorial mounting) છે. સામાન્ય રીતે 7.6 સેમી.નું અપવર્તક (refractors) કે 15 સેમી.નું પરાવર્તી કે પરાવર્તક (reflector) ચાલી શકે. ઘણી વાર ખગોળશોખીનો 10 સેમી.નું કે 15 સેમી.નું અપવર્તક કે 20 સેમી.નું પરાવર્તક ટેલિસ્કોપ વાપરવું વધુ પસંદ કરે છે. જોકે આનો આધાર પણ શું જોવું છે તેના પર છે; જેમ કે, 20 સેમી.ના ટેલિસ્કોપ વડે ચંદ્રની સપાટી ઉપરની ઝીણી ઝીણી વિગતો બહુ સરસ રીતે મળે છે. મંગળની સપાટીના અભ્યાસમાં 25.4 સેમી. કે એથી વધુ મોટા પરાવર્તી ટેલિસ્કોપની જરૂર પડે છે. ગુરુ ગ્રહના અભ્યાસ માટે 15 સેમી.નું પરાવર્તક પૂરતું થઈ પડે છે.

તારા-નકશાના જે અનેક પ્રકારો છે તેમાં પ્લેનિસ્ફિયર નામની પ્રયુક્તિ સહુથી ઉત્તમ અને સહેલી છે. તેમાં પૂઠાનાં કે પ્લાસ્ટિકનાં ત્રણ સમકેન્દ્રી ચક્ર હોય છે. વચ્ચેનું ચક્ર આગળ અને પાછળ એમ બંને બાજુએ તારાનકશા દર્શાવે છે. એક પર ઉત્તર ગોળાર્ધના અને બીજા પર દક્ષિણ ગોળાર્ધના તારા-નકશા દોરેલા હોય છે. આ ચક્રની ધાર ઉપર વર્તુળાકારમાં વર્ષના મહિના અને તારીખો અંકિત કરેલાં હોય છે. ઉપરનાં બંને ચક્ર પર સમયના આંકડા લખેલા હોય છે. અને એક તરફ ‘છિદ્ર’ હોય છે. આ ‘છિદ્ર’ દર્શકના અક્ષાંશ અનુસાર આકાશનો ભાગ દર્શાવે છે. ઉત્તર ગોળાર્ધનો તારા-નકશો ગોઠવી એના પર નિરીક્ષક પોતાનાં સમય અને તારીખ ગોઠવે એટલે ‘છિદ્ર’માંથી એ જ સમયનું આકાશ ર્દષ્ટિગોચર થાય છે. પોતાના સ્થળના અક્ષાંશને અનુરૂપ પ્લેનિસ્ફિયર મેળવીને વાપરવાથી કોઈ પણ દિવસે, કોઈ પણ સમયે દર્શકને માથે કયાં કયાં તારામંડળો ઝળૂંબતાં હશે તેની માહિતી મેળવી શકાય છે.

પૃથ્વીના કોઈ પણ શહેર કે સ્થાનને નિર્ધારિત કરવા માટે આપણે અક્ષાંશ-રેખાંશનો ઉપયોગ કરીએ છીએ તેવી જ રીતે, ખ-ગોળના ગ્રહ-તારા કે તારામંડળોની સ્થિતિ નિર્ધારિત કરવા માટે કેટલાક નિર્દેશાંકો વાપરવામાં આવે છે. એમની મદદથી અવકાશી પિંડની સ્થિતિ જાણવામાં સરળતા રહે છે.

આવી એક જાણીતી નિર્દેશાંક-પદ્ધતિ વિષુવાંશ (right ascension, ટૂંકમાં RA) અને દિક્પાત (declination, ટૂંકમાં Dec.)ની છે. સરળતા ખાતર કહીએ તો રાઇટ અસેંશન (RA) એટલે આકાશી ગોળા પરના રેખાંશ, અને ડેક્લિનેશન (Dec.) એટલે અક્ષાંશ. રેખાંશની જેમ જ, RA કાં તો સમય (કલાક, મિનિટ, સેકન્ડ) અથવા તો કોણીય માપમાં (અંશ, કળા, વિકળા, સંજ્ઞામાં ^o, ´ અને ´´) મપાય છે. અક્ષાંશની જેમ જ Dec. ખગોલીય વિષુવવૃત્તની ઉત્તરે કે દક્ષિણે અંશમાં મપાય છે (ખગોલીય વિષુવવૃત્ત = 0^o, ઉત્તર ખગોલીય ધ્રુવ + 90^o, દક્ષિણ ખગોલીય ધ્રુવ -90^o). ઘણી વાર ‘N. Dec.’ કે ‘S. Dec.’ અથવા તો પછી ઉત્તર માટે + (ધન) અને દક્ષિણ માટે  – (ઋણ) જેવી સંજ્ઞાઓ પણ વપરાય છે.

પૃથ્વીના ગોળા પર રેખાંશની ગણતરીનો આરંભ જેમ ગ્રિનિચના મહાવૃત્ત(great circle of Greenwich)ને શૂન્ય ગણીને પૂર્વ તરફ જવાનો છે, તેવી જ રીતે ખ-ગોળ પરના એના સમકક્ષ RAના આરંભ માટે પણ એક બિંદુ નક્કી કરવામાં આવેલું છે. વસંતસંપાતને દિવસે ક્રાંતિવૃત્ત અને આકાશી વિષુવવૃત્ત એકમેકને જે બિંદુએ છેદે છે તે બિંદુએ આનો આરંભ થાય છે. તેને વસંતસંપાત (first point of Aries) કહે છે.

દા.ત., આકાશના સૌથી વધુ પ્રકાશિત તારા વ્યાધ(Sirius)નો RA = 6 કલાક 43 મિનિટ અને Dec. -16^o 39´ છે. આ નિર્દેશાંકો પરથી તારાનકશામાં કે તારાનકશામાંથી આકાશમાં વ્યાધનું સ્થાન તરત જ શોધી શકાય છે.

જોકે તારાનકશા પર આવા નિર્દેશાંકો ન હોય તોપણ તારાદર્શનમાં કે તારામંડળોને ઓળખવામાં કોઈ બાધ આવતો નથી. આવા નિર્દેશાંકોનું જ્ઞાન ન હોય તોપણ ચાલે.

ગુજરાતીમાં આવી સરળ પણ ઉપયોગી તારા-નકશાપોથીઓ પ્રસિદ્ધ થયેલી છે જેમાં છોટુભાઈ સુથારલિખિત કેટલાંક પુસ્તકો તથા તારા-નકશાપોથીઓ ઘણી ઉપયોગી છે. આ ઉપરાંત, ભોગીલાલ પટવા, નિરંજન વર્મા અને જયમલ્લ પરમાર વગેરે લેખકોની તારા-નકશાની સમજવાળી પુસ્તિકાઓ તથા નકશાપોથીઓ પણ ઘણી ઉપયોગી છે. (આ લેખની સાથે આપેલા તારાનકશા RA અને Dec. સાથેના છે. અહીં આપેલી 88 તારામંડળોની યાદી તેમજ 23 તેજસ્વી તારાઓની યાદી પણ ઉપયોગી થઈ પડશે.)

મહત્વના તારાઓ, મહત્વનાં તારામંડળો અને ગ્રહો ઓળખાઈ જાય પછી આકાશના અન્ય પિંડો કે જ્યોતિઓને પણ જોઈ શકાય છે. ગુરુના ચંદ્રો જોઈને એની નોંધ રાખી શકાય. લઘુગ્રહોની નોંધ પણ રાખી શકાય. ઉલ્કા અને ઉલ્કા-વર્ષા નિહાળી શકાય. ચંદ્રની સપાટીનો અભ્યાસ થઈ શકે છે. યુતિઓ (conjunctions), ચંદ્રીય પિધાન (lunar occultation), બુધ અને શુક્રનાં અધિક્રમણો વગેરે જેવી ક્યારેક જ જોવા મળતી ઘટનાઓ પણ નિહાળી શકાય છે. આકાશમાં અમુક નિર્ધારિત સમયે કૃત્રિમ ઉપગ્રહો પણ પસાર થતા હોય છે. એમને નિહાળવાનો પણ આનંદ લઈ શકાય છે. યુગ્મ કે બહુલ તારા, મેસિયર પદાર્થો, દૂરનાં તારાવિશ્વો કે પછી વાતાવરણની અમુક ઘટનાઓ પણ નિહાળી શકાય છે. આકાશમાં વૈવિધ્યનો પાર નથી. ક્રમે ક્રમે એક એક કરીને જ્યોતિષ્પુંજો નિહાળતાં જવાય.

ખગોળમાં વધુ રસ લેતા ખગોળપ્રેમીઓ આકાશી જ્યોતિઓના ફોટા પાડવાની કામગીરી પણ કરે છે. કેટલાક ખગોળપ્રેમીઓ ટેલિસ્કોપ જાતે બનાવે છે, તો કેટલાક વળી પોતાની વેધશાળાનો ગુંબજ વગેરે પણ જાતે બનાવે છે. રેડિયો-ખગોળક્ષેત્રે પણ ખગોળરસિયાઓનો પ્રવેશ થયેલો છે. એ માટે યોગ્ય એરિયલ બાંધવું અઘરું નથી. આવું એરિયલ સૂર્ય અને ગુરુમાંથી આવતાં રેડિયોમોજાં ઝીલી શકે છે. અલબત્ત, તે માટે પ્રવર્ધકો (amplifiers) તથા પેન-અભિલેખક (pen recorder) જેવાં ઉપકરણો આવશ્યક છે.

88 તારામંડળો

1.	અશ્વક	Eqquleus
2.	અસિમીન	Dirado
3.	અષ્ટાંશ	Octans
4.	ઉડંક્	Volans
5.	ઉલૂપી	Delphinus
6.	એકશૃંગ	Monocerotis
7.	અંકિની	Norma
8.	કન્યા	Virgo
9.	કપોત	Columba
10.	કર્ક	Cancer
11.	કાલિય	Draco
12.	કિરીટ (ઉ.)	Corona Borealis
13.	કિરીટ (દ.)	Corona Australis
14.	કેશ	Coma Berenices
15.	કુંભ	Aquarius
16.	ખગ	Apus
17.	ખગાશ્વ	Pegasus
18.	ગરુડ	Aquila
19.	ગલગતિ	Chamaeleon
20.	ગૃધ્ર	Phoenix
21.	ચક્રવાક	Tucan
22.	ચષક	Crater
23.	ચિત્રકાર	Pictor
24.	જલિકા	Hydrus
25.	જિરાફ	Camelopardalis
26.	જાલ	Reticulum
27.	ટંક	Caelum
28.	ઢાલ	Scutum
29.	તિમિ	Cetus
30.	તુલા	Libra
31.	ત્રિકોણ (ઉ.)	Triangulum Borealis
32.	ત્રિકોણ (દ.)	Triangulum Australe
33.	દિક્સૂચક	Pyxis
34.	દેવયાની	Andromeda
35.	દૂરદર્શક	Telescopium
36.	ધનુ	Sagittarius
37.	ધ્રુવમત્સ્ય	Ursa Minor
38.	નરાશ્વ	Centaurus
39.	નૌતલ	Carina
40.	નૌપૃષ્ઠ	Puppis
41.	નૌવસ્ત્ર	Vela
42.	પરકાર	Circinus
43.	યંત્ર	Antlia
44.	બક	Grus
45.	બિડાલ	Lynx
46.	ભઠ્ઠી	Fornax
47.	ભૂતેશ	Bootes
48.	મકર	Capricomus
49.	મયૂર	Pavo
50.	મક્ષિકા	Musca
51.	મિથુન	Gemini
52.	મીન	Pisces
53.	મેષ	Aries
54.	મૃગ	Orion
55.	મૃગયાશુન	Canes Venatici
56.	યયાતિ	Perseus
57.	યામમત્સ્ય	Piscis Austrinus (Or Piscis Australis)
58.	બ્રહ્મમંડળ	Auriga
59.	લોમશ	Vulpecula
60.	વાસુકિ	Hydra
61.	વીણા	Lyra
62.	વેદી	Ara
63.	વૈતરણી	Eridanus
64.	વૃક	Lupus
65.	વૃષભ	Taurus
66.	વૃષપર્વા	Cepheus
67.	વૃશ્ચિક	Scorpius
68.	સર્પ	Serpens
69.	સર્પધર	Ophiuchus
70.	સપ્તર્ષિ	Ursa Major
71.	સ્વસ્તિક	Crux
72.	સિંધુ	Indus
73.	સિંહ	Leo
74.	સિંહિકા	Leo Minor
75.	સૂક્ષ્મદર્શક	Microscopium
76.	શર	Sagitta
77.	શરટ	Lacerta
78.	શર્મિષ્ઠા	Cassiopeia
79.	શશક	Lepus
80.	શુની	Canis Minor
81.	શૈલ	Mensa
82.	શૌરિ	Hercules
83.	શિલ્પી	Sculptor
84.	શ્વાન	Canis Major
85.	ષડંશ	Sextant
86.	હસ્ત	Corvus
87.	હંસ	Cygnus
88.	હોરામાપ	Horologium

 

23 તેજસ્વી તારાઓ

	તારાનું નામ	કયા તારામંડળમાં આવેલો છે
1.	વ્યાધ (Sirius)	શ્વાન (Canis Major)
2.	અગસ્ત્ય (Canopus)	નૌતલ (Carina)
3.	જય (Toliman Or Rigel Kentaurus)	નરાશ્વ (Centaurus)
4.	સ્વાતિ (Arcturus)	ભૂતેશ (Bootes)
5.	અભિજિત (Vega)	વીણા (Lyra)
6.	બાણરજ (Rigel)	મૃગ (Orion)
7.	બ્રહ્મહૃદય (Capella)	બ્રહ્મમંડળ (Auriga)
8.	પ્રભાસ (Procyon)	શુની (Canis Minor)
9.	નદીમુખ (Achernar)	વૈતરણી (Eridanus)
10.	વિજય (Agena Or Hadar)	નરાશ્વ (Centaurus)
11.	શ્રવણ (Altair)	ગરુડ (Aquila)
12.	રોહિણી (Aldebaran)	વૃષભ (Taurus)
13.	ત્રિશંકુ (Acrux)	સ્વસ્તિક (Crux)
14.	આર્દ્રા (Betelgeuse)	મૃગ (Orion)
15.	પારિજાત (Antares)	વૃશ્ચિક (Scorpius)
16.	ચિત્રા (Spica)	કન્યા (Virgo)
17.	પુરુષ (Pollux)	મિથુન (Gemini)
18.	મીનાસ્ય (Fomalhaut)	યામમત્સ્ય (Piscis Australis Or Piscis Austrinus)
19.	હંસપુચ્છ (Deneb)*	હંસ (Cygnus)
20.	વિશ્વામિત્ર (Beta Crucis)	સ્વસ્તિક (Crux)
21.	મઘા (Regulus)	સિંહ (Leo)
22.	ઉત્તર મૃગપાદ કે રણચંડી (Bellatrix)	મૃગ (Orion)
23.	અગ્નિ (El Nath Or Nath)	વૃષભ (Taurus)

* આ તારાને ‘ગાંધીતારા’ એવું નામ પણ અવિધિસર રીતે આપવામાં આવેલ છે.

વ્યવહારોપયોગી ખગોળશાસ્ત્ર

(1) કાલમાપન એ ખગોળશાસ્ત્રનું પરાપૂર્વથી ચાલ્યું આવતું અતિ આવશ્યક કાર્ય છે. દિવસ, માસ, ઋતુ, અયન, વર્ષ અને યુગગણના એ આપણા સામાન્ય રોજિંદા વ્યવહારમાં બહુ ઉપયોગી અંગ છે. તિથિપત્રની રચના લગભગ દરેક સંસ્કૃતિએ પોતાની આગવી રીતે વિકસાવી હતી. ગ્રહણ, પિધાન વગેરે ખગોલીય ઘટનાઓની મદદથી થતા કાલનિર્ધારણે પુરાતત્વશાસ્ત્રમાં મહત્વનાં પ્રદાન કર્યાં છે. (2) દિગ્જ્ઞાન અને સ્થાનનિર્ધારણમાં પણ ખગોળશાસ્ત્ર ઘણું મદદકર્તા થતું આવ્યું છે તેમજ આ બે માહિતી વગર યાનનયન (navigation) કરવું કઠિન છે. નૌકાનયન ઉપરાંત હવે તો અંતરીક્ષ ઉડ્ડયનોમાં સૂક્ષ્મગ્રાહી ખગોલીય અવલોકનો અનિવાર્ય ગણાય છે. (3) ભૂ-ગણિતીય સર્વેક્ષણ(geodetic survey)માં વિવિધ સ્થળોના અક્ષાંશ-રેખાંશ તેમજ પૃથ્વીપટ ઉપરના સુદીર્ઘ યામ્યોત્તર ચાપ(meridional arcs)નિર્ધારણનો અને ત્રિકોણમિતિનો ઉપયોગ થાય છે. આમાં પણ ખગોલીય જ્યોતિઓનાં ચોકસાઈપૂર્વકનાં વેધ તેમજ કાલનોંધણી આવશ્યક ગણાય છે. (4) રેડિયોપ્રસારણ અને સંચાર માટે આયનૉસ્ફિયરની પરિસ્થિતિ અંગેની જાણકારી જરૂરી છે. આ અંગે પૂર્વાનુમાન કરવા માટે સૌર ક્રિયાશીલતાનાં અવલોકનો ઘણાં ઉપયોગી છે.

ખગોળશિક્ષણ અને સંશોધન માટેની ભારતીય સંસ્થાઓ

	સંસ્થા	શિક્ષણ–કાર્યક્રમ	સંશોધન
I	યુનિવર્સિટી ડિપાર્ટમેન્ટો
1.	અલીગઢ મુસ્લિમ યુનિ., ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	બી.એસસી. અને એમ.એસસી.	સૈદ્ધાન્તિક
2.	અલ્લાહાબાદ યુનિ., ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી.માં બે વૈકલ્પિક પેપર્સ	–
3.	અન્નામલાઈ યુનિ., (તમિલનાડુ) ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	ઍસ્ટ્રૉડાયનેમિક્સમાં એમ.એસસી. માટે બે વૈકલ્પિક કોર્સ	–
4.	એ. પી. એસ. યુનિ., રેવા (મધ્યપ્રદેશ) ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી.માં સ્ફેરિકલ જ્યૉમેટ્રીમાં એક વૈકલ્પિક કોર્સ	–
5.	ભાગલપુર યુનિ. ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	બી.એસસી. અને એમ.એસસી.માં સિલેસ્ટિયલ મિકૅનિક્સ	સિલેસ્ટિયલ મિકૅનિક્સમાં સૈદ્ધાન્તિક
6.	કલકત્તા યુનિ., ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	બી.એસસી. અને એમ.એસસી.માં સિલેસ્ટિયલ મિકૅનિક્સ	સૈદ્ધાંતિક
7.	દિલ્હી યુનિ., ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી. ઇન ઍસ્ટ્રૉનૉમીમાં બે વૈકલ્પિક કોર્સ (15 સેમી. ટેલિસ્કોપ છે.)	સૈદ્ધાંતિક
8.	ગૌહત્તી યુનિ. (અસમ), ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી.માં વૈકલ્પિક અર્ધો કોર્સ	સૈદ્ધાંતિક
9.	ગોરખપુર યુનિ., ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી.માં બે વૈકલ્પિક પેપર (15 અને 10 સેમી. ટેલિ. છે.)	સૈદ્ધાંતિક
10.	ગુજરાત યુનિ., ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી. પછી સ્પેસ-સાયન્સમાં થતો ડિપ્લોમા કોર્સ
11.	જોધપુર યુનિ., ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ		સૈદ્ધાંતિક
12.	કેરળ યુનિ., ત્રિવેન્દ્રમ્	એમ.એસસી.માં સ્પેસ-ફિઝિક્સનો એક વૈકલ્પિક કોર્સ	–
13.	કુમાઉં યુનિ., નૈનિતાલ ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી.માં એક વૈકલ્પિક કોર્સ	સૈદ્ધાંતિક
14.	લખનૌ યુનિ., ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	–	સૈદ્ધાંતિક
15.	ઓસ્માનિયા યુનિ., હૈદરાબાદ (એ. પી.), ખગોળશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	ખગોળશાસ્ત્રમાં એમ.એસસી. પદવી માટે સમર્પિત પૂર્ણ કક્ષાનું ડિપાર્ટમેન્ટ	પ્રકાશિકી ખગોળશાસ્ત્ર (120 સેમી. અને નાના ટેલિસ્કોપ) તેમજ સૈદ્ધાંતિક
16.	પંજાબ યુનિ., ચંડીગઢ એપ્લાઇડ મૅથેમૅટિક્સ ડિપાર્ટમેન્ટ	–	સૈદ્ધાંતિક
17.	પૂના યુનિ., પુણે ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	બી.એ., અને એમ.એ.માં એક ‘ઇલેક્ટિવ’ કોર્સ	સૈદ્ધાંતિક
18.	પંજાબી યુનિ., પતિયાલા ખગોળશાસ્ત્ર અને સ્પેસ- ફિઝિક્સ ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી. ઇન ઍસ્ટ્રૉનૉમી ઍન્ડ સ્પેસ-ફિઝિક્સ	સૈદ્ધાંતિક; 60 સેમી. ટેલિસ્કોપ
19.	રવિશંકર યુનિ., રાયપુર (મધ્યપ્રદેશ) ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી.માં એક ‘ઇલેક્ટિવ’ પેપર	સૈદ્ધાંતિક
20.	રૂરકી યુનિ., ઉત્તરપ્રદેશ ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	એમ.એસસી.માં બે ‘ઇલેક્ટિવ’ પેપર	સૈદ્ધાંતિક
21.	શિવાજી યુનિ., કોલ્હાપુર, મહારાષ્ટ્ર ગણિતશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ ભૌતિકશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	બી.એસસી. સ્પેસ- સાયન્સમાં એમ. એસસી. પછી થતો ડિપ્લોમા કોર્સ	સૈદ્ધાંતિક
II	યુનિવર્સિટી શૈક્ષણિક સ્ટાફ અને ચૂંટેલી વિદ્યાર્થીપ્રતિભા માટે યુનિ. ગ્રાન્ટ્સ કમિશન (ભારત સરકાર) દ્વારા સ્થાપિત અને સંચાલિત
22.	ઇન્ટર-યુનિવર્સિટી સેન્ટર ફૉર ઍસ્ટ્રૉનૉમી ઍન્ડ ઍસ્ટ્રૉફિઝિક્સ (IUCAA) પુણે, મહારાષ્ટ્ર	રિફ્રેશર કોર્સ અને કાર્યશિબિર તથા પીએચ.ડી. કક્ષાનું સંશોધનકાર્ય.	સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક
III	પીએચ.ડી. માટેની દોરવણી આપતી આંતરરાષ્ટ્રીય કક્ષાની શિક્ષણ અને સંશોધનસંસ્થાઓ
23.	ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ઍસ્ટ્રૉફિઝિક્સ, બૅંગાલૂરુ	230, 100 સેમી. અને નાના ટેલિસ્કોપ વડે પ્રકાશિકી ખગોળશાસ્ત્ર, સૌર ખગોળશાસ્ત્ર અને સૈદ્ધાન્તિક ખગોળશાસ્ત્ર
24.	ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ સાયન્સ, બૅંગાલૂરુ	પીએચ.ડી. કોર્સ- વર્ક તથા સૈદ્ધાન્તિક ખગોળશાસ્ત્ર
25.	ઇન્ડિયન સ્પેસ રિસર્ચ ઑર્ગેનિઝેશન (ISRO), સેટેલાઇટ સેન્ટર, બૅંગાલૂરુ	એક્સ-કિરણી અને ગૅમા-કિરણી ખગોળશાસ્ત્ર
26.	ઓસ્માનિયા યુનિ., હૈદરાબાદ ખગોળશાસ્ત્ર ડિપાર્ટમેન્ટ	પ્રકાશિકી અને સૈદ્ધાન્તિક ખગોળશાસ્ત્ર
27.	ફિઝિકલ રિસર્ચ લૅબોરેટરી (PRL), અમદાવાદ	રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્ર તેમજ ઇન્ફ્રારેડ- ખગોળશાસ્ત્ર (100 સેમી. ઇન્ફ્રારેડ- ટેલિસ્કોપ તેમજ 35 સેમી. ટેલિસ્કોપ)
28.	રામન રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ, બૅંગાલૂરુ	રેડિયો ખગોળશાસ્ત્ર અને મિલીમિટર ઍસ્ટ્રૉનૉમી
29.	તાતા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ફન્ડામેન્ટલ રિસર્ચ (TIFR), મુંબઈ	રેડિયો ખગોળશાસ્ત્ર, બલૂન દ્વારા એક્સ-કિરણી અને ગૅમા-કિરણી ખગોળશાસ્ત્ર, ઇન્ફ્રારેડ ખગોળશાસ્ત્ર, ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રયોગો તેમજ સૈદ્ધાંતિક ખગોળશાસ્ત્ર
30.	ઉદયપુર સોલર ઑબ્ઝર્વેટરી ઑવ્ PRL	સૌર ટેલિસ્કોપ, સૌર ખગોળશાસ્ત્ર
31.	ઉત્તરપ્રદેશ સ્ટેટ ઑબ્ઝર્વેટરી, નૈનિતાલ	105 સેમી. અને નાના પ્રકાશિકી ટેલિસ્કોપ; સૌર અને સૈદ્ધાન્તિક ખગોળશાસ્ત્ર

સુશ્રુત પટેલ

પ્ર. દી. અંગ્રેજી