frontières pour les jeunes esprits

Espace est Grand

Dans son livre, Le Guide auto-stoppeurs à la Galaxie, Douglas Adams dit, « l’Espace est grand. L’espace est vraiment très grand! Vous ne croiriez tout simplement pas à quel point il est extrêmement grand .”

il ne plaisantait pas non plus! Imaginer cette façon. Imaginez que vous êtes sur l’Autoroute en Allemagne. Vous êtes dans une Ferrari, zoomant à 300 km / h (186 mph). Si vous n’aviez pas à vous arrêter, vous pourriez faire le tour de la terre en environ 133 h, soit 5 jours et demi. Imaginez maintenant si votre Ferrari pouvait soudainement se rendre au soleil., Il faudrait près de 4 000 fois plus de temps pour se rendre au soleil que pour faire le tour de la terre! C’est ~22 000 jours dans la Ferrari! L’Étoile la plus proche qui n’est pas le soleil s’appelle Alpha Centauri. Pour y arriver, ce serait comme conduire au soleil près de 300 000 fois! La galaxie la plus proche, Andromède, est près de 600 000 fois plus loin Qu’Alpha Centauri! Les galaxies les plus éloignées que je mesure sont plus de 100 fois plus loin Qu’Andromède, et pour arriver à la fin de l’univers visible, il faut aller presque 150 fois plus loin que ça!,1 Quoi qu’il en soit, si vous vouliez conduire à la fin de l’univers visible, ou à peu près n’importe où dans l’espace, cela prendrait vraiment beaucoup de temps.

mesurer L’espace avec Parsecs

parce que l’espace est si grand, de nombreux astronomes n’aiment pas dire à quelle distance les choses utilisent des miles ou des kilomètres. Au lieu de cela, nous utilisons une mesure que nous appelons un parsec. Tu te souviens D’Alpha Centauri, l’Étoile la plus proche? Il est à 1,347 parsecs, ou 41,560,000,000,000 (ou 41,56 Billions) kilomètres., J’aime les parsecs parce que, pour moi, ils sont plus faciles à utiliser et à comprendre par rapport à tous les zéros qu’il y a lorsque nous utilisons des kilomètres.

Bumpy Galaxies

c’est assez cool que l’espace soit si énorme, ou du moins je le pense. Mais comment savons-nous à quel point l’espace est grand? Il existe de nombreuses façons de mesurer les choses dans l’espace, mais je me concentre sur la mesure de la distance aux galaxies en utilisant une méthode très spéciale appelée fluctuations de luminosité de surface (SBF). Pour expliquer comment SBF fonctionne, regardez de près l’écran du téléphone ou de l’ordinateur sur lequel vous lisez ceci., Si l’écran est vraiment très proche de votre visage, vous serez en mesure de voir les pixels, ou les petites lumières qui composent l’image que vous voyez à l’écran. Maintenant, reculez jusqu’à ce que vous ne puissiez plus voir les pixels.

Vous pouvez distinguer les pixels sur votre écran quand il est proche parce que votre écran est juste composé de beaucoup de pixels. De même, les galaxies ne sont qu’un tas d’étoiles agglutinées. Maintenant, une galaxie n’est pas un écran de téléphone, mais il se comporte de la même manière. Lorsque les galaxies sont proches de nous, nous voyons de plus grandes bosses provenant de cette galaxie en raison de la façon dont les étoiles des galaxies sont organisées., Tout comme un écran, lorsque les galaxies sont plus éloignées, toutes ces étoiles se mélangent, et la galaxie aura l’air vraiment lisse, semblable à la façon dont les pixels sur un écran se mélangent lorsque vous vous asseyez en arrière. Dans la Figure 1, vous pouvez voir à quel point une galaxie plus proche semble plus bosselée qu’une galaxie plus éloignée. Lorsque nous connaissons la taille des bosses, en raison de la façon dont les étoiles sont organisées dans une galaxie, cela aide les astronomes à déterminer le nombre d’étoiles de cette galaxie.,

la Mesure de Bosses

mesurer la taille de la « bosses” dans une lointaine galaxie, nous avons besoin de retirer la partie principale de la galaxie de l’image pour se concentrer sur les bosses. Pour ce faire, un ordinateur crée une image d’une galaxie vraiment lisse qui ressemble à celle dont nous avons pris une photo. Nous prenons ensuite l’image lisse de la galaxie qui a été générée par l’ordinateur et la soustrayons de l’image de notre image originale, ne laissant que les bosses de la galaxie comme indiqué sur la Figure 2., Une fois que nous avons seulement les bosses dans notre image, nous devons ensuite comprendre quelque chose appelé le spectre de puissance. Le spectre de puissance nous indique combien de grosses bosses une galaxie a, par rapport au nombre de petites bosses qu’elle a. Si le spectre de puissance nous dit qu’il y a beaucoup de bosses détaillées et nettes dans l’image, cela pourrait signifier que la galaxie est plus proche de nous. Si la même galaxie est plus éloignée, le spectre de puissance ne montrera que des bosses moins détaillées et plus lisses dans l’image., Si vous connaissez la couleur de cette galaxie et le nombre d’étoiles qu’elle a, vous pouvez alors déterminer la quantité de lumière que vous devriez voir si elle est à une certaine distance.

Galaxies colorées

Imaginez que vous êtes avec vos amis assis autour d’un feu de camp, rôtissant de délicieuses guimauves. Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certaines parties du feu sont rouges, d’autres orange, d’autres jaunes et d’autres blanches? En effet, les parties les plus froides du feu semblent rouges, les parties les plus chaudes sont orange, les parties encore plus chaudes sont jaunes et les plus chaudes sont blanches. Si vous pouviez avoir le feu assez chaud, il commencerait même à paraître bleu (mais cela vous donnerait aussi un très mauvais coup de soleil). Les Galaxies sont de la même façon., Tout comme le feu, lorsque les galaxies contiennent des étoiles plus froides, elles ont l’air rouges. Quand ils contiennent des étoiles plus chaudes, ils ont l’air plus bleus. Quand nous connaissons la couleur d’une galaxie, nous savons à quel point les étoiles sont chaudes. De la couleur de la galaxie, nous pouvons savoir combien de lumière les étoiles dans une galaxie créent. Une fois que nous savons combien de lumière chaque étoile crée, si nous savons combien d’étoiles il y a au total, nous pouvons comprendre à quel point la galaxie devrait être brillante à une certaine distance.

la couleur et les bosses ensemble peuvent donner de la Distance

Imaginez que vous êtes assis près d’un feu de camp., Lorsque vous êtes juste à côté du feu, vous pouvez sentir sa chaleur et vous pourriez même avoir assez de lumière pour lire un livre. Mais imaginez que vous commencez à vous éloigner du feu. Vous vous sentirez rapidement plus froid et bientôt il fera trop sombre pour lire ce que vous pouvez voir sur la Figure 3. Le feu ressemblera également à une seule couleur, au lieu d’un tas de couleurs. Ce n’est pas parce que le feu s’éteint, ou parce que c’est maintenant une seule couleur, mais parce que vous êtes plus loin du feu., Si vous comparez soigneusement la façon dont le feu regarde quand vous êtes à côté avec la façon dont il regarde de loin, vous pouvez calculer la distance que vous avez parcourue. Tout comme avec un feu de camp, nous voyons moins de lumière et de détails des galaxies plus elles sont éloignées.

La Bosse d’une galaxie dépend à la fois de sa distance et de sa couleur, c’est pourquoi les deux types de données sont nécessaires. La couleur d’une galaxie nous indique à quel point les étoiles sont chaudes et combien de lumière elles produisent. Une fois que nous savons à quel point les étoiles sont chaudes et la taille des bosses de la galaxie, nous pouvons comprendre combien d’étoiles il y a dans cette galaxie et combien de lumière la galaxie crée., De là, les astronomes peuvent enfin calculer la distance entre la galaxie et la terre, car ils savent à quel point la galaxie devrait être brillante si elle se trouvait à une certaine distance, tout comme vous pourriez mesurer la distance parcourue en comparant la lumière provenant du feu.

pourquoi les Distances sont-elles importantes?

Il y a beaucoup de raisons de mesurer les distances aux galaxies, même si cela peut être beaucoup de travail., Si nous ne connaissons pas la distance à une galaxie, nous ne pouvons pas comprendre quelle est la taille de la galaxie, nous ne saurions pas quelle est la taille du trou noir de la galaxie, ou combien de choses se trouvent dans cette galaxie, parmi tant de choses. Il est très difficile de tester d’autres frais théories que les astronomes ont, comme les théories de la matière noire, l’énergie sombre, et d’autres mystères de l’univers, si nous ne savons pas comment les choses lointaines sont! Si nous ne comprenons jamais comment mesurer les distances dans l’espace, nous ne serions pas en mesure de comprendre à quoi ressemble vraiment l’univers.,

on m’a aussi demandé: « Pourquoi est-il important de savoir à quoi ressemble l’univers?” Il est important de comprendre comment fonctionne l’univers parce que, lorsque nous le faisons, nous pouvons utiliser cette connaissance pour créer et faire des choses étonnantes. Il y a plus de 300 ans, Sir Isaac Newton a compris comment les planètes orbitent autour du soleil. C’était en soi une découverte assez cool, mais ce que la plupart des gens ne réalisent pas, c’est que, en faisant cette découverte, il développait également calculus4., Le calcul est un type de mathématiques qui a aidé les gens à inventer des choses comme les satellites, les ordinateurs, les téléphones, internet et des outils pour les médecins pour sauver des vies! Même la nourriture que vous mangez et les vêtements que vous portez sont là parce que les scientifiques ont fait des découvertes intéressantes sur le fonctionnement de notre univers.

Nous savons donc que la compréhension des distances dans l’espace est importante, car cette information nous aidera à apprendre comment fonctionne l’univers. Mais pourquoi SBF est-il important d’utiliser? Si vous vous souvenez de la taille de l’espace, et comment tout est super loin, il est vraiment difficile de mesurer les distances aux galaxies lointaines., Nous savons à quelle distance se trouvent certaines galaxies, mais en général, celles que nous connaissons sont très proches de la Terre. Si nous voulons mesurer la distance à une galaxie qui est plus éloignée, nous pouvons comparer sa couleur et ses bosses aux qualités des galaxies qui sont plus proches, puis faire une mesure de distance à partir de ces données. Ainsi, SBF peut nous donner la distance à une galaxie que nous n’aurions pas pu mesurer autrement.

alors, quelle est la prochaine étape?

comme cela demande beaucoup de travail, SBF n’a été réalisé que sur certaines galaxies., Il y aura beaucoup de nouveaux télescopes à l’avenir, prenant beaucoup de photos, donc nous aurons beaucoup plus de photos que nous avons maintenant. Je travaille sur des programmes informatiques qui vont rendre beaucoup plus rapide l’analyse de ces images et faire des mesures de distance, afin que les astronomes puissent mesurer des distances à autant de galaxies que possible!

Glossaire

Alpha Centauri: l’étoile La plus proche de notre système solaire. Il est à 1,37 parsecs, ou 41,53 billions de kilomètres, de la Terre.

galaxie: un tas d’étoiles, peut-être même des trillions qui s’agglutinent et sont en orbite l’une autour de l’autre.,

galaxie D’Andromède: l’une des galaxies les plus proches de notre propre galaxie, la Voie Lactée.

Parsec: une façon pour les astronomes de décrire les distances dans l’espace. Un parsec équivaut à 30,86 billions de kilomètres.

Fluctuations de luminosité de Surface (SBF): comment la lumière cahoteuse apparaît dans une image d’une galaxie d’un endroit à l’autre. C’est ce que nous mesurons pour aider à déterminer la distance d’une galaxie.

Pixel: une très petite lumière qui est une seule partie d’un écran. Un téléviseur est composé de plusieurs pixels ensemble.,

spectre de puissance: cela donne des informations sur les tailles de toutes les bosses que nous voyons dans une image d’une galaxie.

Couleur de la galaxie: la couleur d’une galaxie nous indique à quel point les étoiles de cette galaxie sont chaudes.

calcul: les mathématiques super utiles Qu’Isaac Newton a inventées et utilisées pour faire de l’astronomie.

conflit d’intérêts

l’auteur déclare que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière pouvant être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.

notes de bas de page

1 j’ai obtenu tous mes numéros de ce site web:https://www.wolframalpha.com/., Tapez simplement le nom d’une étoile ou d’une galaxie sur laquelle vous voulez en savoir plus.

2http://www.gemini.edu/ est un site Web où vous pouvez en apprendre davantage sur le télescope Gemini.

3 Ce site web peut vous en dire plus sur le Hubble: http://hubblesite.org/

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