Frontiere pentru Mințile Tinere

spațiul este mare

în cartea sa, Ghidul Autostopiștilor pentru galaxie, Douglas Adams spune: „spațiul este mare. Spațiul este foarte mare! Pur și simplu nu ar crede cât de mult extrem de mare minte este.”

nici el nu glumea! Imaginează-ți așa. Prefă-te că ești pe Autobahn în Germania. Sunteți într-un Ferrari, zoom la 300 km / h (186 mph). Dacă nu trebuia să vă opriți, puteți merge în jurul Pământului în aproximativ 133 de ore sau 5 zile și jumătate. Acum imaginați-vă dacă Ferrari-ul dvs. ar putea călători brusc la soare., Ar fi nevoie de aproape 4.000 de ori mai mult pentru a ajunge la soare decât pentru a conduce în jurul Pământului! Asta înseamnă ~22.000 de zile în Ferrari! Cea mai apropiată stea care nu este soarele se numește Alpha Centauri. Pentru a ajunge acolo, ar fi ca și cum ai conduce la soare de aproape 300.000 de ori! Cea mai apropiată galaxie, Andromeda, este de aproape 600.000 de ori mai departe decât Alpha Centauri! Cele mai îndepărtate galaxii pe care le măsoară sunt de peste 100 de ori mai îndepărtate decât Andromeda, iar pentru a ajunge la capătul universului vizibil, trebuie să mergi de aproape 150 de ori mai departe de atât!,1 oricum, dacă doriți să conduceți până la sfârșitul universului vizibil sau aproape oriunde în spațiu, ar dura foarte mult timp.deoarece spațiul este atât de mare, mulți astronomi nu le place să spună cât de departe sunt lucrurile folosind kilometri sau kilometri. În schimb, folosim o măsurătoare pe care o numim parsec. Îți amintești de Alpha Centauri, cea mai apropiată stea? Este 1.347 parsecs, sau 41,560,000,000,000 (sau 41.56 trilioane) kilometri distanță., Îmi plac parsecii pentru că, pentru mine, sunt mai ușor de utilizat și de înțeles în comparație cu toate zerourile care există atunci când folosim kilometri.

galaxii denivelate

este destul de mișto că spațiul este atât de imens, sau cel puțin așa cred. Dar de unde știm cât de mare este spațiul? Există multe moduri diferite de a măsura lucrurile în spațiu, dar mă concentrez pe măsurarea distanței până la galaxii folosind o metodă foarte specială numită fluctuații de luminozitate a suprafeței (SBF). Pentru a explica cum funcționează SBF, aruncați o privire atentă la ecranul telefonului sau al computerului pe care citiți acest lucru., Dacă ecranul este foarte aproape de fața dvs., veți putea vedea pixelii sau luminile minuscule care alcătuiesc imaginea pe care o vedeți pe ecran. Acum, înapoi până când nu mai puteți vedea pixelii.

puteți face pixeli pe ecran atunci când este aproape, deoarece ecranul este doar format dintr-o mulțime de pixeli. În mod similar, galaxiile sunt doar o grămadă de stele grupate împreună. Acum, o galaxie nu este un ecran de telefon, dar se comportă într-un mod similar. Când galaxiile sunt aproape de noi, vedem umflături mai mari care vin din acea galaxie datorită modului în care sunt organizate stelele galaxiilor., La fel ca un ecran, atunci când galaxiile sunt mai departe, toate aceste stele se amestecă împreună, iar galaxia va arăta foarte netedă, similar cu modul în care pixelii de pe un ecran se amestecă împreună atunci când stai pe spate. În Figura 1, puteți vedea cum o galaxie mai apropiată arată mai accidentat decât una care este mai departe. Când știm dimensiunea denivelărilor, datorită modului în care stelele sunt organizate într-o galaxie, îi ajută pe astronomi să-și dea seama câte stele are galaxia respectivă.,

de Măsurare Umflaturi

Pentru a măsura dimensiunea de „lovituri” într-o îndepărtată galaxie, avem nevoie pentru a elimina cea mai mare parte a galaxiei din imagine să se concentreze pe umflaturi. Pentru a face acest lucru, un computer creează o imagine a unei galaxii cu adevărat netede, care seamănă cu cea pe care am făcut-o. Apoi luăm imaginea netedă a galaxiei care a fost generată de computer și o scădem din imaginea din imaginea noastră originală, lăsând doar denivelările galaxiei așa cum se arată în Figura 2., Odată ce avem doar denivelările din imagine, trebuie să ne dăm seama de ceva numit spectrul de putere. Spectrul de putere ne spune câte denivelări mari are o galaxie, în comparație cu câte denivelări mici are. Dacă spectrul de putere ne spune că există o mulțime de umflături detaliate și ascuțite în imagine, asta ar putea însemna că galaxia este mai aproape de noi. Dacă aceeași galaxie este mai departe, spectrul de putere va arăta doar denivelări mai puțin detaliate și mai netede în imagine., Dacă știți culoarea acelei galaxii și câte stele are, Vă puteți da seama cât de multă lumină ar trebui să vedeți dacă este la o anumită distanță.

Colorate Galaxii

Imaginați-vă că sunteți cu prietenii tăi, stând în jurul unui foc de tabara, prăjire niste bezele delicioase. V-ați întrebat vreodată de ce unele părți ale focului sunt roșii, unele sunt portocalii, unele sunt galbene și unele albe? Acest lucru se datorează faptului că părțile mai reci ale focului arată roșu, părțile mai fierbinți arată portocaliu, chiar și părțile mai calde arată galben, iar cele mai fierbinți sunt albe. Dacă ați putea obține focul destul de fierbinte, ar începe chiar să arate albastru (dar v-ar da, de asemenea, o arsură foarte proastă). Galaxiile sunt la fel., La fel ca focul, când galaxiile conțin stele mai reci, ele arată roșu. Când conțin stele mai fierbinți, ele par mai albastre. Când cunoaștem culoarea unei galaxii, știm cât de fierbinți sunt stelele. Din culoarea galaxiei putem afla câtă lumină creează stelele dintr-o galaxie. Odată ce știm câtă lumină creează fiecare stea, dacă știm câte stele totale există, ne putem da seama cât de strălucitoare ar trebui să fie galaxia la o anumită distanță.

culoarea și denivelările împreună pot da distanță

Imaginați-vă că stați aproape de un foc de tabără., Când vă aflați chiar lângă foc, îi puteți simți căldura și este posibil să aveți chiar suficientă lumină pentru a citi o carte. Dar imaginați-vă că începeți să vă îndepărtați de foc. Vă veți simți rapid mai rece și în curând va fi prea întunecat pentru a citi ceea ce puteți vedea în Figura 3. Focul va arata, de asemenea, ca este doar o singură culoare, în loc de o grămadă de culori. Asta nu se datorează faptului că focul se stinge, sau pentru că este acum o singură culoare, ci pentru că ești mai departe de foc., Dacă ați comparat cu atenție modul în care arată focul atunci când vă aflați lângă el cu modul în care arată de departe, ați putea calcula cât de departe ați mers. La fel ca în cazul unui foc de tabără, vedem mai puțină lumină și detalii din galaxii cu cât sunt mai îndepărtate.

Un galaxy hopuri depinde atât pe cât de departe este și culoarea, care este de ce ambele tipuri de date sunt necesare. Culoarea unei galaxii ne spune cât de fierbinți sunt stelele și câtă lumină produc. Odată ce știm cât de fierbinți sunt stelele și dimensiunea denivelărilor galaxiei, ne putem da seama câte stele există în acea galaxie și câtă lumină creează galaxia., De acolo, astronomii pot calcula în sfârșit distanța galaxiei față de pământ, deoarece știu cât de strălucitoare ar trebui să arate galaxia dacă ar fi la o anumită distanță, la fel cum ai putea măsura cât de departe ai mers comparând lumina care vine de la foc.

De ce sunt importante distanțele?există o mulțime de motive pentru a măsura distanțele față de galaxii, chiar dacă poate fi multă muncă., Dacă nu cunoaștem Distanța până la o galaxie, nu ne putem da seama cât de mare este galaxia, nu am ști cât de mare este gaura neagră a galaxiei sau cât de multe lucruri se află în acea galaxie, printre atât de multe lucruri. Este foarte dificil să testăm alte teorii interesante pe care astronomii le au, cum ar fi teoriile materiei întunecate, energia întunecată și alte mistere ale universului, dacă nu știm cât de departe sunt lucrurile! Dacă nu ne dăm seama niciodată cum să măsurăm distanțele în spațiu, nu am fi capabili să înțelegem cum este cu adevărat universul.,

de asemenea, am fost întrebat: „De ce este important să știm cum este universul?”Este important să înțelegem cum funcționează universul, deoarece, atunci când o facem, putem folosi aceste cunoștințe pentru a crea și a face lucruri uimitoare. Cu peste 300 de ani în urmă, Sir Isaac Newton și-a dat seama cum orbitează planetele în jurul Soarelui. Aceasta în sine a fost o descoperire destul de interesantă, dar ceea ce majoritatea oamenilor nu își dau seama este că, făcând această descoperire, el dezvolta și calculul4., Calculul este un tip de matematică care a ajutat oamenii să inventeze lucruri precum sateliți, computere, telefoane, internet și instrumente pentru medici pentru a salva vieți! Chiar și mâncarea pe care o mănânci și hainele pe care le porți sunt acolo pentru că oamenii de știință au făcut descoperiri interesante despre modul în care funcționează universul nostru.deci, știm că înțelegerea distanțelor în spațiu este importantă, deoarece aceste informații ne vor ajuta să învățăm cum funcționează universul. Dar de ce este SBF important de utilizat? Dacă vă amintiți cât de mare este spațiul și cum totul este foarte departe, este foarte dificil să măsurați distanțele până la galaxiile îndepărtate., Știm cât de departe sunt unele galaxii, dar, în general, cele despre care știm sunt foarte aproape de pământ. Dacă vrem să măsurăm distanța până la o galaxie este mai departe, putem compara culoarea și hopuri la acele calități de galaxii, care sunt mai aproape, și apoi face o măsurare a distanței de la aceste date. Deci, SBF ne poate da Distanța până la o galaxie pe care altfel nu am fi putut să o măsurăm.

Deci, ce urmează?

deoarece este nevoie de multă muncă, SBF a fost efectuat doar pe unele galaxii., Vor fi multe telescoape noi în viitor, făcând o mulțime de fotografii, așa că vom avea mult mai multe imagini decât avem acum. Lucrez la programe de calculator care vor face mult mai rapidă analiza acestor imagini și măsurarea distanței, astfel încât astronomii să poată măsura distanțele până la cât mai multe galaxii posibil!

Glosar

Alpha Centauri: cea mai apropiată stea de sistemul nostru solar. Se află la 1, 37 parseci, sau 41, 53 trilioane de kilometri de pământ.galaxie: o grămadă de stele, poate chiar trilioane care se adună împreună și se află pe orbită una în jurul celeilalte.,galaxia Andromeda: una dintre cele mai apropiate galaxii de galaxia noastră, Calea Lactee.

Parsec: un mod prin care astronomii descriu distanțele în spațiu. Un parsec este același cu 30, 86 trilioane de kilometri.

fluctuațiile luminozității suprafeței( SBF): cum apare lumina denivelată într-o imagine a unei galaxii dintr-un loc în altul. Este ceea ce măsurăm pentru a determina distanța unei galaxii.Pixel: o lumină foarte mică, care este o singură parte a unui ecran. Un televizor este format din mai mulți pixeli împreună.,spectrul de putere: acesta oferă informații despre dimensiunile tuturor denivelărilor pe care le vedem într-o imagine a unei galaxii.culoarea galaxiei: culoarea unei galaxii ne spune cât de fierbinți sunt stelele din galaxia respectivă.

calcul: matematica super utilă Isaac Newton a inventat și folosit pentru a face astronomie.

Conflict de interese

autorul declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.

note de subsol

1 am primit toate numerele mele de pe acest site:https://www.wolframalpha.com/., Trebuie doar să introduceți numele unei stele sau galaxii despre care doriți să aflați mai multe.

2 http://www.gemini.edu/ este un site web unde puteți afla mai multe despre telescopul Gemini.

3 Acest site pot spune mai multe despre Hubble: http://hubblesite.org/

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