若い心のためのフロンティア

宇宙は大きい

彼の本、銀河へのヒッチハイカーズガイドでは、ダグラス-アダムスは言う、”宇宙は大きいです。 スペースは本当に大きいです！ あなたはちょうどそれがどれほど非常に非常にmindbogglingly大きいか信じられないでしょう。”

彼はどちらか冗談ではなかった！ それをこの方法を想像しなさい。 あなたはドイツのアウトバーンにいるふりをします。 あなたは300kph（186mph）でズームし、フェラーリにいます。 あなたが停止する必要がなかった場合は、約133時間、または5日半で地球の周りを行くことができます。 あなたのフェラーリが突然太陽に旅行できれば今想像しなさい。, 地球の周りをドライブするよりも、太陽に到達するのに約4,000倍時間がかかります！ それはフェラーリで-22,000日です！ 太陽ではない最も近い星は、アルファケンタウルスと呼ばれています。 そこに着くために、それは太陽にほぼ300,000回運転するようなものになります！ 最も近い銀河、アンドロメダは、アルファケンタウルスよりもほぼ600,000倍遠いです！ 私が測定した最も遠い銀河はアンドロメダ座の100倍以上で、目に見える宇宙の終わりに到達するには、それよりも150倍近く遠くに行かなければなり,1とにかく、あなたが目に見える宇宙の終わりまで、または宇宙のほとんどどこにでも運転したいなら、それは本当に長い時間がかかるでしょう。

パーセクで空間を測定する

宇宙はとても大きいので、多くの天文学者は、物事がマイルまたはキロメートルを使用しているどのくらい遠く離れているかを言うのが好きではありません。 代わりに、parsecと呼ばれる測定値を使用します。 ケンタウルス座アルファ星を覚えていますか？ それは1.347パーセク、または41,560,000,000,000（または41.56兆）キロ離れています。, なぜなら、私にとっては、キロメートルを使用するときに存在するすべてのゼロと比較して、使いやすく理解しやすいからです。

でこぼこ銀河

それは宇宙がとても巨大であることはかなりクールです、または少なくとも私はそう思います。 がどうしても知ら大きなスペース。 宇宙の物を測定するにはさまざまな方法がありますが、私は表面輝度ゆらぎ（SBF）と呼ばれる非常に特殊な方法を使って銀河までの距離を測定することに焦点を当てています。 SBFがいかに働くか説明するためには、あなたがこれを読んでいる電話かコンピュータ画面をよく見てみなさい。, 画面があなたの顔に本当に近い場合は、画面上のピクセル、またはあなたが見る画像を構成する小さなライトを見ることができるようになります。 ピクセルを見ることができなくなるまで、戻ってください。

あなたの画面はたくさんのピクセルで構成されているので、それが近いときにあなたの画面上のピクセルを作ることができます。 同様に、銀河は単に集まった星の束です。 今、銀河は携帯電話の画面ではありませんが、それは同様の方法で動作しません。 が銀河が近く、大きな段差から来る銀河により、銀河の星ることができます。, ただ、画面のように、銀河が遠くにあるとき、すべてのこれらの星が一緒にブレンドし、銀河はあなたがそれから後ろに座るときに画面上のピクセルが一緒にブレンドする方法と同様に、本当に滑らかに見えます。 図1では、より近い銀河が遠くにある銀河よりもどのようにでこぼこに見えるかを見ることができます。 私たちがバンプの大きさを知っているとき、星が銀河の中で組織されている方法のために、それは天文学者が銀河が持っているどのように多くの星,

バンプの測定

遠く離れた銀河の”バンプ”のサイズを測定するには、バンプに焦点を当てるために、銀河の主要部分を画像から取り除く必要があります。 これを行うには、コンピュータは、私たちが写真を撮ったものに似ている本当に滑らかに見える銀河のイメージを作成します。 次に、コンピュータによって生成された滑らかな銀河画像を取り出し、元の画像の画像からそれを減算し、図2に示すように銀河の隆起のみを残します。, 私達が私達の映像の隆起だけを有すれば、私達は次にパワースペクトルと呼ばれる何かを把握する必要がある。 パワースペクトルは、銀河が持っているどのように多くの小さなバンプと比較して、どのように多くの大き パワースペクトルが画像に詳細で鋭い隆起がたくさんあることを教えてくれるならば、それは銀河が私たちに近いことを意味するかもしれません。 同じ銀河が遠くにある場合、パワースペクトルは、画像内のあまり詳細で滑らかなバンプのみを表示します。, あなたはその銀河の色とそれが持っているどのように多くの星を知っていれば、あなたはそれが一定の距離であれば、あなたが見るべきどのくらい

カラフルな銀河

あなたの友人がキャンプファイヤーの周りに座って、美味しいマシュマロを焙煎していると想像してください。 火のいくつかの部分が赤、いくつかはオレンジ、いくつかは黄色、いくつかは白である理由を疑問に思ったことがありますか？ これは、火のより涼しい部分が赤く見え、より熱い部分がオレンジ色に見え、より熱い部分が黄色に見え、最も熱い部分が白く見えるためです。 あなたが十分に熱い火を得ることができれば、それは青く見え始めるでしょう（しかしそれはまたあなたに非常に悪い日焼けを与えるでしょう）。 銀河は同じ方法です。, 火のように、銀河がより冷たい星を含んでいるとき、彼らは赤く見えます。 それらがより熱い星を含んでいるとき、より青く見る。 私たちが銀河の色を知っているとき、私たちは星がどれほど熱いかを知っています。 銀河の色から、銀河の星がどのくらいの光を作り出しているかを知ることができます。 それぞれの星がどれだけの光を作っているかを知ったら、そこにいくつの合計星があるかを知っていれば、銀河がある距離にどれだけ明るいかを知ることができます。

色とバンプが一緒に距離を与えることができます

あなたがキャンプファイヤーの近くに座っていると想像してください。, 火のすぐ隣にいると、その暖かさを感じることができ、本を読むのに十分な光があるかもしれません。 もう歩きだから。 あなたはすぐに寒く感じ、すぐにそれはあなたが図3で見ることができる読むには暗すぎるでしょう。 それは代わりに色の束の、ただ一つの色であるように火も見えます。 それは火が消えているからではなく、今は単色ですが、あなたが火から遠く離れているからです。, あなたがそれの隣にいるときの火の見え方と遠くからの見え方を慎重に比較すると、あなたが歩いた距離を計算することができます。 キャンプファイヤーと同じように、私たちは遠く離れた銀河からの光と細部を見ることができません。

銀河のでこぼこは、それがどれだけ遠くにあるか、そしてその色の両方に依存するので、両方の種類のデータが必要です。 銀河の色は、星がどれほど熱く、どれくらいの光を生み出すかを教えてくれます。 星がどれほど熱く、銀河の隆起の大きさがわかれば、その銀河にいくつの星があり、銀河がどれくらいの光を作り出しているかを知ることができます。, そこから、天文学者は最終的に銀河が地球からの距離を計算することができます、なぜなら彼らは銀河が一定の距離にあったならばどれほど明るく見えるべきかを知っているからです。

距離が重要なのはなぜですか？

銀河までの距離を測定する理由はたくさんありますが、それは多くの作業になる可能性があります。, 銀河までの距離がわからなければ、銀河がどれくらい大きいか、銀河のブラックホールがどれくらい大きいか、その銀河にどれくらいのものがあるか ダークマター、ダークエネルギー、そして宇宙の他の謎の理論など、天文学者が持っている他のクールな理論をテストすることは非常に難しいです。 宇宙の距離をどのように測定するかを決して理解しなければ、宇宙が本当にどのようなものであるかを理解することはできません。,

私はまた、”なぜ宇宙がどのようなものであるかを知ることが重要なのですか？”宇宙がどのように機能するかを理解することは重要です。 300年以上前、サIsaac Newton今どのように惑星周回軌道に日（日） それ自体はかなりクールな発見でしたが、ほとんどの人が気付いていないのは、この発見を行うにあたって、彼はcalculus4も開発していたということです。, 微積分は、人々が命を救うために医師のための衛星、コンピュータ、携帯電話、インターネット、およびツールのようなものを発明助けてきた数学の一種です！ でも食べる洋服もありますので予めごあい科学者にした涼しい発見がどのように宇宙です。

だから、私たちは宇宙の距離を理解することが重要であることを知っています。 しかし、なぜSBFを使用することが重要ですか？ 宇宙がどれほど大きいか、そしてすべてがどれほど遠いかを覚えているなら、遠く離れた銀河までの距離を測定することは本当に難しいです。, 私たちはいくつかの銀河がどれほど遠いかを知っていますが、一般的に私たちが知っている銀河は本当に地球に近いです。 遠く離れた銀河までの距離を測定したい場合は、その色とでこぼこをより近い銀河の性質と比較し、それらのデータから距離測定を行うことができま したがって、SBFは、私たちがそうでなければ測定できなかった銀河までの距離を与えることができます。

だから、次は何ですか？

それは多くの作業を要するので、SBFはいくつかの銀河でのみ行われています。, 将来的には多くの新しい望遠鏡があり、たくさんの写真を撮っているので、私たちは今持っているより多くの写真を持っています。 私は天文学者ができるだけ多くの銀河までの距離を測定できるように、これらの写真を分析し、距離測定を行うためにはるかに高速になるコンピュー

用語集

ケンタウルス座アルファ星：私たちの太陽系に最も近い星。 地球から1.37パーセク、つまり41.53兆キロメートル離れている。

銀河：星の束、おそらくすべてが一緒に凝集し、お互いの周りの軌道上にある何兆も。,

アンドロメダ銀河：私たち自身の銀河、天の川に最も近い銀河の一つ。

パーセク：天文学者が空間の距離を記述する方法。 一つのパーセクは30.86兆キロメートルと同じです。

表面輝度変動（SBF）：どのようにでこぼこ光が銀河の絵に表示されます場所から場所へ。 それは銀河の距離を決定するのに役立つものです。

ピクセル：画面の単一部分である非常に小さな光。 テレビは、一緒に多くのピクセルで構成されています。,

パワースペクトル：これは、私たちが銀河の写真で見るすべてのバンプのサイズについての情報を提供します。

銀河の色：銀河の色は、その銀河の星がどれほど熱いかを教えてくれます。

微積分学：アイザック*ニュートンが発明し、天文学を行うために使用される超便利な数学。

利益相反

著者は、この研究は、潜在的な利益相反と解釈され得る商業的または財務的関係がない場合に行われたと宣言している。

脚注

1このウェブサイトからすべての番号を取得しました：https://www.wolframalpha.com/。, ちょうどあなたがについての詳細を知りたい星や銀河の名前を入力します。

2http://www.gemini.edu/ジェミニ望遠鏡についてもっと知ることができるウェブサイトです。

3このウェブサイトでは、ハッブルについてもっと知ることができます。http://hubblesite.org/

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