Rajoja Nuorten Mielissä

Avaruus on Iso

kirjassaan, The Hitchhikers Guide to the Galaxy, Douglas Adams sanoo, ”Tilaa on paljon. Tila on todella iso! Et vain usko, miten valtavan suuri se on.”

hänkään ei vitsaillut! Kuvittele se näin. Kuvittele olevasi autobahnilla Saksassa. Olet Ferrari, zoomaus 300 km / h (186 mph). Jos ei tarvitsisi pysähtyä, voisi kiertää maapallon noin 133 tunnissa eli 5 ja puolessa päivässä. Kuvittele nyt, jos Ferrari voisi yhtäkkiä matkustaa aurinkoon., Aurinkoon pääseminen kestäisi lähes 4000 kertaa kauemmin kuin maapallon ympäri ajaminen! Se on ~22 000 päivää Ferrarilla! Lähin tähti, joka ei ole aurinko on nimeltään Alpha Centauri. Sinne pääseminen olisi kuin ajaisi aurinkoon lähes 300 000 kertaa! Lähin galaksi, Andromeda, on lähes 600 000 kertaa kauempana kuin Alpha Centauri! Kaukaisimmat mittaamani galaksit ovat yli 100 kertaa Andromedaa kauempana, ja päästäkseen näkyvän maailmankaikkeuden loppuun on mentävä lähes 150 kertaa pitemmälle!,1 joka Tapauksessa, jos haluat ajaa loppuun näkyvän maailmankaikkeuden, tai melko paljon tahansa avaruudessa, se veisi todella kauan aikaa.

Mittaus Tilaa Parsekin

Koska tila on niin iso, että monet tähtitieteilijät eivät halua sanoa, kuinka kaukana asiat ovat käyttäen mailia tai kilometriä. Sen sijaan käytämme mittausta, jota kutsumme parsekiksi. Muistatko Alpha Centaurin, lähimmän tähden? Se on 1.347 parsekin, tai 41,560,000,000,000 (tai 41.56 biljoonaa) kilometrin päässä., Pidän parsekin, koska minulle ne on helpompi käyttää ja ymmärtää verrattuna kaikki nollia, on kun emme käytä kilometriä.

Kuoppainen Galaksit

Se on aika siistiä, että avaruus on niin valtava, tai ainakin luulen niin. Mutta mistä edes tiedämme, kuinka suuri tila on? On olemassa monia erilaisia tapoja mitata asioita avaruudessa, mutta keskityn mittaus etäisyys galakseja käyttäen hyvin erityistä menetelmää, jota kutsutaan pinnan kirkkauden vaihtelut (SBF). Voit selittää, miten SBF toimii, katso tarkasti puhelimen tai tietokoneen näytön luet tätä., Jos näyttö on todella lähellä kasvojasi, voit nähdä pikseleitä, tai pieniä valoja, jotka muodostavat kuvan näet ruudulla. Nyt, Perääntykää, kunnes ette enää näe pikseleitä.

ruudulle voi tehdä pikseleitä, kun se on lähellä, koska näyttö koostuu vain monista pikseleistä. Samoin galaksit ovat vain joukko yhteen kasautuneita tähtiä. Nyt galaxy ei ole puhelimen näyttö, mutta se käyttäytyy samalla tavalla. Kun galaksit ovat lähellä meitä, näemme galaksista isompia kuoppia, jotka johtuvat siitä, miten galaksien tähdet ovat järjestäytyneet., Aivan kuten näytön, kun galaksit ovat kauempana, kaikki nuo tähdet sulautuvat yhteen, ja galaxy näyttää todella tasainen, samanlainen tapa pikseliä näytön sekoitus yhdessä, kun istut takaisin se. Kuvassa 1 näkyy, kuinka lähempänä oleva galaksi näyttää kuoppaisemmalta kuin kauempana oleva. Kun tiedämme kuoppien koon, koska tähdet on järjestetty galaksissa, se auttaa tähtitieteilijöitä selvittämään, kuinka monta tähteä galaksilla on.,

Mittaus Kuoppia

mitata koko ”kuoppia” kaukaisessa galaksissa, meidän täytyy poistaa suurin osa galaxy kuvasta keskittyä kuoppia. Tätä varten tietokone luo kuvan todella sileän näköisestä galaksista, joka muistuttaa sitä, josta olemme ottaneet kuvan. Me sitten ottaa sileä galaxy kuva, joka oli luotu tietokoneen ja vähennä sen kuvan alkuperäisen kuvan, jättäen vain galaxy on kuoppia, kuten Kuvassa 2., Kun meillä on vain kuhmut kuvassamme, meidän on seuraavaksi keksittävä jotain, jota kutsutaan voimaspektriksi. Tehospektri kertoo, kuinka monta isoa kolhua galaksilla on verrattuna siihen, kuinka monta pientä kolhua sillä on. Jos tehospektri kertoo, että kuvassa on paljon yksityiskohtaisia, teräviä kuoppia, se voi tarkoittaa, että galaksi on lähempänä meitä. Jos sama galaksi on kauempana, tehospektri näyttää kuvassa vain vähemmän yksityiskohtaisia, tasaisempia kuoppia., Jos tiedät tuon galaksin värin ja kuinka monta tähteä sillä on, voit sitten selvittää, kuinka paljon valoa sinun pitäisi nähdä, onko se tietyn etäisyyden päässä.

Värikäs Galaksit

Kuvittele, että olet ystäviesi kanssa istuu nuotion, paahtamalla herkullisia vaahtokarkkeja. Oletko koskaan miettinyt, miksi jotkut palojen osat ovat punaisia, jotkut oransseja, jotkut keltaisia ja jotkut valkoisia? Tämä johtuu siitä, että viileämmät osat tulesta näyttävät punaisilta, kuumemmat osat näyttävät oransseilta, vielä kuumemmat osat näyttävät keltaisilta ja kuumimmat ovat valkoisia. Jos palo saataisiin riittävän kuumaksi, se alkaisi jopa näyttää siniseltä (mutta se antaisi myös erittäin huonon auringonpolttaman). Galaksit ovat samanlaisia., Aivan kuten tuli, kun galakseissa on kylmempiä tähtiä, ne näyttävät punaisilta. Kun niissä on kuumempia tähtiä, ne näyttävät sinisemmiltä. Kun tiedämme galaksin värin, tiedämme, kuinka kuumia tähdet ovat. Galaksin väristä selviää, kuinka paljon valoa galaksin tähdet luovat. Kun tiedämme, kuinka paljon valoa kukin tähti luo, jos tiedämme, kuinka monta kokonaistähteä on, voimme selvittää, kuinka kirkas galaksin pitäisi olla tietyllä etäisyydellä.

väri ja kuopat yhdessä voivat antaa etäisyyttä

kuvitella istuvasi nuotion lähellä., Kun olet aivan tulen vieressä, voit tuntea sen lämmön ja sinulla saattaa olla jopa tarpeeksi valoa kirjan lukemiseen. Mutta kuvittele, että alat kävellä pois tulesta. Tunnet nopeasti kylmempää ja pian on liian pimeää lukea, jonka näet kuvassa 3. Tuli näyttää myös siltä, että se on vain yksi väri, eikä joukko värejä. Se ei johdu siitä, että tuli sammuu, tai siitä, että se on nyt yksivärinen, vaan siitä, että olet kauempana tulesta., Jos tarkkaan vertasi sitä, miltä tuli näyttää, kun on sen vieressä, miltä se näyttää kaukaa, saattoi laskea, kuinka pitkälle käveli. Aivan kuten nuotiolla, näemme vähemmän valoa ja yksityiskohtia galakseista mitä kauempana ne ovat.

galaxy on bumpiness riippuu sekä siitä, kuinka kaukana se on, ja sen väri, joka on, miksi sekä millaisia tietoja tarvitaan. Galaksin väri kertoo, kuinka kuumia tähdet ovat ja kuinka paljon valoa ne tuottavat. Kun tiedämme, kuinka kuuma tähdet ovat, ja koko galaksin kuoppia, voimme selvittää, kuinka monta tähteä on, että galaxy ja kuinka paljon valoa galaxy luo., Sieltä, tähtitieteilijät voivat nyt laskea etäisyys galaxy on Maasta, koska he tietävät, kuinka kirkas galaksi olisi näyttänyt, jos se olisi tietyn etäisyyden päässä, aivan kuten miten voit mitata, kuinka paljon olet kävellyt vertaamalla valo tulee tulipalo.

miksi etäisyydet ovat tärkeitä?

on paljon syitä mitata etäisyyksiä galakseihin, vaikka se voi olla paljon työtä., Jos emme tiedä, etäisyys galaksin, emme voi selvittää, kuinka suuri galaksi on, emme tiedä, kuinka suuri galaksi on musta aukko, tai kuinka paljon tavaraa on, että galaxy, joukossa niin monia asioita. Se on hyvin vaikea testata muita hienoja teorioita, että tähtitieteilijät ovat, kuten teorioita, pimeä aine, pimeä energia, ja muut mysteereistä maailmankaikkeuden, jos emme tiedä, kuinka kaukana asiat ovat! Jos emme koskaan selvittäisi, miten etäisyydet avaruudessa mitataan, emme pystyisi ymmärtämään, millainen maailmankaikkeus todellisuudessa on.,

minulta on myös kysytty: ”miksi on tärkeää tietää, millainen maailmankaikkeus on?”On tärkeää ymmärtää, miten maailmankaikkeus toimii, koska silloin voimme käyttää tätä tietoa luodaksemme ja tehdäksemme uskomattomia asioita. Yli 300 vuotta sitten, Sir Isaac Newton keksi, miten planeetat kiertävät aurinkoa. Se itsessään oli aika hieno löytö, mutta mitä useimmat ihmiset eivät ymmärtää on, että tämä löytö, hän oli myös kehittää calculus4., Calculus on eräänlainen matematiikka, joka on auttanut ihmisiä keksimään asioita, kuten satelliitteja, tietokoneita, puhelimia, internet, ja työkaluja lääkärit pelastaa ihmishenkiä! Jopa syömäsi ruoka ja vaatteesi ovat siellä, koska tiedemiehet tekivät hienoja löytöjä siitä, miten universumimme toimii.

Niin, me tiedämme, että ymmärrys etäisyydet avaruudessa on tärkeää, koska tämä tieto auttaa meitä oppimaan, miten maailmankaikkeus toimii. Mutta miksi SBF on tärkeä käyttää? Jos muistaa, kuinka suuri avaruus on ja miten kaikki on super kaukana, etäisyyksiä kaukaisiin galakseihin on todella vaikea mitata., Tiedämme, kuinka kaukana jotkin galaksit ovat, mutta yleensä ne, joista tiedämme, ovat todella lähellä maata. Jos haluamme mitata etäisyys galaksin, joka on kauempana, voimme verrata sen väri ja bumpiness niitä ominaisuuksia galakseja, jotka ovat lähempänä, ja sitten tehdä matkan mittaus kyseiset tiedot. SBF voi siis antaa meille etäisyyden galaksiin, jota emme muuten olisi pystyneet mittaamaan.

So, What is Next?

koska se vaatii paljon työtä, SBF: ää on tehty vain joissakin galakseissa., Siellä on monia uusia kaukoputket tulevaisuudessa, ottaa paljon kuvia, niin meillä on paljon enemmän kuvia sitten meillä on nyt. Työskentelen tietokoneohjelmien parissa, joiden avulla on paljon nopeampaa analysoida näitä kuvia ja tehdä etäisyysmittauksia, jotta tähtitieteilijät voivat mitata etäisyyksiä mahdollisimman moniin galakseihin!

Sanasto

Alpha Centauri: lähin tähti aurinkokunnan. Se on 1,37 parsekin eli 41,53 biljoonan kilometrin päässä Maasta.

Galaxy: joukko tähtiä, ehkä jopa biljoonia, jotka kaikki ryhmittyvät yhteen ja ovat kiertoradalla toistensa ympärillä.,

Andromedan galaksi: yksi oman galaksimme lähimmistä galakseista, Linnunrata.

Parsec: tapa, jolla tähtitieteilijät kuvaavat etäisyyksiä avaruudessa. Yksi parsec on sama kuin 30,86 biljoonaa kilometriä.

pinnan kirkkauden vaihtelut (SBF): kuinka kuoppainen valo näkyy galaksin kuvassa paikasta toiseen. Se on mitä me mittaamme auttaa määrittämään galaksin etäisyys.

pikseli: hyvin pieni valo, joka on yksi näytön osa. Televisio koostuu useista pikseleistä yhdessä.,

tehospektri: näin saadaan tietoa kaikkien galaksin kuvassa näkyvien kuoppien koosta.

galaksin väri: galaksin väri kertoo, kuinka kuumia kyseisen galaksin tähdet ovat.

Calculus: superhyödyllinen Matikka Isaac Newton keksi ja käytti tähtitieteen tekemiseen.

eturistiriita

kirjoittaja vakuuttaa, että tutkimus on tehty ilman mitään kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voitaisiin tulkita mahdollisia eturistiriitoja.

Alaviitteet

1 minulla on kaikki numerot tältä sivustolta: https://www.wolframalpha.com/., Kirjoita vain tähden tai galaksin nimeen, josta haluat tietää enemmän.

2 http://www.gemini.edu/ on verkkosivusto, jolla voit tutustua tarkemmin Gemini-teleskooppiin.

3 Tämä sivusto voi kertoa lisää Hubble: http://hubblesite.org/

4 https://web.physics.wustl.edu/alford/general/newton.html