Najlepší čas na skúmanie vesmíru je práve teraz. Tu je Prečo

(Grand Failure/iStock)

Múdry muž šliapu po tejto planéte už asi 350 000 rokov. S našimi rukami primátov a mozgom primátov sme rozšírili našu zvedavosť za modrú oblohu Zeme, do nepredstaviteľne rozsiahlych oblastí vesmíru.

Naše objavy počas tisícročí boli neuveriteľné – odhrnuli sme eóny a hľadeli na útržky žiarenia čo zostalo zo zrodu vesmíru, ako ho poznáme. Máme vzorce a vety, ktoré matematicky opisujú takmer všetko vo fyzickej sfére. Vieme, ako sa hviezdy pohybujú nad hlavou a čo je hlboko v útrobách našej planéty.

Ale je pravda, čo hovoria: stojíme na pleciach obrov . Každý čas objavu je lepší ako ten, ktorý nastal predtým, pretože máme všetky tie predchádzajúce objavy, na ktorých môžeme stavať.



Práve teraz, v 21. storočí, môže byť veľmi dobre ten najlepší čas na to, aby sme sa pokúsili pochopiť vesmír. Je to čiastočne kvôli kumulatívnym znalostiam, ktoré sme doteraz získali. A čiastočne kvôli šťastiu, že my ľudia sme teraz tu vo vesmíre, 13,8 miliardy rokov po Veľký tresk .

Exoplanéty

Po stáročia astronómovia predpokladali existenciu exoplanét - planét za hranicami našej slnečnej sústavy. Bol tu však jeden problém: naše prístrojové vybavenie ešte nebolo dostatočne pokročilé, aby ich odhalilo.

To sa zmenilo v januári 1992. Astronómovia Aleksander Wolszczan observatória v Arecibe a Dale Frail z NRAO rozbili jednu veľrybu papiera: objavili niečo, čo vyzeralo ako exoplanéty obiehajúce okolo stlačte tlačidlo 2 300 svetelných rokov ďaleko s názvom PSR B1257 +12.

Objav bol potvrdený neskôr v tom roku a bol oficiálny: našli sme úplne prvé exoplanéty.

Odvtedy pole explodovalo; randiť, viac ako 4000 exoplanét boli potvrdené v galaxii Mliečna dráha, s viac ako 5000 ďalších kandidátov . (Ešte sme nezistili extragalaktické exoplanéty, ale to je pravdepodobne len otázka času.)

Tieto planéty zahŕňajú plynných obrov, ako sú Jupiter a Saturn; ľadové planéty ako Neptún a Urán; a kamenné planéty, ako je Zem, Mars , Merkúr a Venuša . A sú tu aj zvláštnosti. Najbežnejším typom exoplanéty je napríklad mini-Neptún , ktoré tu v Slnečnej sústave nemáme. Nemáme ani horúcich Jupiterov, plynných obrov obiehajúcich nebezpečne blízko svojich hviezd.

Tieto objavy výrazne posunuli naše chápanie planetárnych systémov a zároveň prehĺbili tajomstvo zdanlivo jedinečných vlastností Zeme, ktoré viedli k vzniku a podporovali život po miliardy rokov.

Ale len sa dozvieme viac. Vďaka neustále sa vyvíjajúcim technikám astronómovia nachádzajú stále nové exoplanéty. S novou generáciou nástrojov - vrátane TESS , ktorá začala minulý rok, CHEOPS s uvedením na trh v decembri 2019 a DISH naplánované na štart v roku 2026 – nachádzame sa priamo vo veku objavovania exoplanét.

Mesiac pokrýva Slnko

Pozreli ste sa niekedy na zatmenie Slnka a žasli ste nad tým, že hoci je Slnko obrovské a Mesiac maličký, akosi má Mesiac takú veľkosť, aby úhľadne zakryl Slnko? Mali by ste, pretože je to neuveriteľné.

Súvisí to s relatívnou veľkosťou a vzdialenosťou dvoch telies. Priemer Slnka je asi 400-krát väčší ako priemer Mesiaca. A vzdialenosť od Zeme k Slnku je náhodou asi 400-krát väčšia ako vzdialenosť od Zeme k Mesiacu.

( Miloslav Druckmüller, Peter Aniol, Shadia Habbal )

To znamená, že Slnko a Mesiac sa na oblohe zdajú byť približne rovnako veľké – ale nie vždy. Obežná dráha Mesiaca okolo Zeme je eliptická, čo znamená, že niekedy je o niečo bližšie a inokedy ďalej; jeho vzdialenosť sa môže meniťaž 50 000 kilometrov na jednu obežnú dráhu.

Existujú teda dva typy zatmenia Slnka, pri ktorom Mesiac úplne pretína Slnko – úplné zatmenie, keď je Mesiac bližšie k Zemi, zdá sa o niečo väčší, a preto úplne blokuje slnečné svetlo; a bežnejšie prstencové zatmenie, kde je okolo okraja Mesiaca viditeľný prstenec Slnka.

Nie je to len úžasná podívaná – pretože Mesiac úhľadne zakrýva jas slnečného disku, umožňuje nám vidieť štruktúry v slnečnej koróne, ktoré bežne nevidíme, a učí nás o dynamike hviezd.

Prečo máme šťastie? No, Mesiac nezostane tam, kde je. V skutočnosti sa pohybuje od Zeme rýchlosťou okolo3,82 centimetra(1,5 palca) ročne. Ďalší 600 miliónov rokov a bude sa zdať príliš malý na úplné zatmenie.

Máme videný a čierna diera

Bolo to v roku 1783, keď anglický polymatik John Michell najprv navrhol teoretickú existenciu hmoty, z ktorej ani svetlo nemôže dosiahnuť únikovú rýchlosť. Myšlienka existencie čierne diery neuchytila ​​viac ako storočie. Dokonca až do relatívne nedávnej doby boli tieto záhadné objekty považované za možno len teoretické.

V roku 1978 francúzsky matematik Jean-Pierre Luminet matematicky simuloval na základe všeobecná relativita ,ako by mala vyzerať čierna diera. To bolo prvýkrát, čo svet videl skutočnú vizuálnu reprezentáciu týchto ultrahustých, aby som použil Michellov termín „temné hviezdy“. V priebehu rokov existovali ďalšie simulácie zvyšujúcej sa sofistikovanosti.

( Spolupráca EHT )

Napokon však minulý rok vyvrcholil masívne ambiciózny projekt. Teleskop Event Horizon, globálna spolupráca, ktorá trvala roky práce, nakoniec vytvorilaprvý priamy obraz supermasívnej čiernej diery, v strede galaxie s názvom M87, vzdialenej 55 miliónov svetelných rokov.

A ty by si to nevedel? Luminetova simulácia bola správna. Rovnako ako Einsteinove všeobecné predpovede relativity pred viac ako storočím. Vyzerá to dosť rozmazane, ale môžete jasne rozoznať relativistické lúče, pričom svetlo prichádzajúce k nám je jasnejšie ako svetlo, ktoré sa vzďaľuje. To znamená, že materiál obieha okolo čiernej diery.

Stále sa máme veľa čo učiť, ale toto je všetko. Čierne diery existujú a my ich môžeme vidieť. Tento projekt bolmimoriadne ťažké splniť, ale teraz je orech rozlúsknutý a vieme, ako získať jadro.

Ďalším projektom pre tím je afilm supermasívnej čiernej dieryv strede našej vlastnej galaxie Mliečna dráha. Už sa nevieme dočkať, kedy to uvidíme.

Saturnove prstence

Naša slnečná sústava je stará približne 4,5 miliardy rokov a nie vždy vyzerala tak, ako teraz. V skutočnosti niektoré zmeny môžeme vidieť na vlastné oči. Podľa údajov sondy Cassini prší Saturnove prstence na planétu neuveriteľne rýchlo.

( NASA/JPL/Inštitút vesmírnej vedy )

„Odhadujeme, že tento 'prsteňový dážď' odčerpá zo Saturnových prstencov množstvo vodných produktov, ktoré by mohli naplniť olympijský bazén za pol hodiny,“ povedal planetárny vedec James O'Donoghue z Goddard Space Flight Center NASA.minulý rok.

'Z toho samého bude celý systém prstencov preč za 300 miliónov rokov, ale pridajte k tomu, že prstencový materiál nameraný sondou Cassini detekovaný pri páde do Saturnovho rovníka, a prstencom zostáva menej ako 100 miliónov rokov života.'

Ich výskum tiež naznačil, že prstence sú mladé, majú len okolo 100 miliónov rokov, čo znamená, že sa vytvorili počas kriedy. To je predmetom diskusie , ale stále dosť šialené na premýšľanie. V kozmických časových horizontoch je to sotva mihnutie oka.

Planetárni vedci si tiež myslia, že Jupiter mal kedysi hrubé, svieže prstence v štýle Saturn, ktoré sa odvtedy zhlukovali do Galilejské mesiace . Teraz mu zostalo len niekoľko tenkých stopových krúžkov, ako duchovia krúžkov.

Nevieme, ako vznikajú planetárne prstence, ale byť tu na Zemi v tomto čase, keď sú v Slnečnej sústave stále viaceré štádiá života prstencov, je neuveriteľná náhoda, ktorá nám pomáha pomaly odhaľovať ich tajomstvá.

Gravitačná vlna astronómia

Albert Einstein vo svojej teórii všeobecnej relativity publikovanej v roku 1915 predpovedal, že masívne udalosti vyvolajú vlny rýchlosti svetla vlniace sa štruktúrou časopriestoru, ako napríklad vlnky, ktoré sa šíria po hladine rybníka, keď hodíte kameň (ale za tri rozmery).

V tom čase naša technológia ešte nebola na úrovni, ktorá by dokázala odhaliť tieto nepatrné poruchy... ale rýchlo vpred o 100 rokovdňa 14. septembra 2015ľudstvo prvýkrát objavilo gravitačné vlny z dvoch kolízií čiernych dier - čo nielen dokazuje existenciu gravitačných vĺn, ale aj čiernych dier.

Tento prvý objav odštartoval úplne nové pole astronómie gravitačných vĺn. Odvtedy bolo zistených oveľa viac zrážok čiernych dier a jedna veľkolepá kolízia medzi dvoma neutrónovými hviezdami .

A na wishliste je toho viac. Astronómovia si myslia, že začiatkom tohto roka zistilizrážka neutrónovej hviezdy a čiernej dierypo prvýkrát, čo by nám mohlo povedať všeličo, napríklad potvrdiť existenciu neutrónová hviezda a binárne systémy čiernych dier a rotácia a axiálny sklon oboch telies – čo nám môže povedať, ako vznikli.

Astronómovia tiež horlivo hľadajú to, čo sa nazýva „hmotnostná medzera“, kde sa jedno alebo obe zrážkové telesá nachádzajú medzi hornou hranicou hmotnosti neutrónových hviezd (2,5-násobok hmotnosti Slnka) a spodnou hranicou čiernej farby. diery (5-násobok hmotnosti Slnka).

V tejto hmotovej medzere sme nikdy nenašli žiadne teleso, takže porota stále nerozhoduje o tom, či by to boli veľké neutrónové hviezdy alebo malé čierne diery.

Ako môžete vidieť, ešte len začíname odhaľovať tajomstvá, ktoré môže odhaliť astronómia gravitačných vĺn.

Ďalej a nahor

Budúcnosť vyzerá ešte jasnejšie. Sme v procese pádu do obrovskej gravitačnej studne vedomostí. Ďalšie generácie vesmírnych a pozemných prístrojov sú oveľa výkonnejšie ako ich predchodcovia z vesmírneho observatória gravitačných vĺn. LISA , Hubblov nástupca, Vesmírny teleskop Jamesa Webba , CHEOPS , WFIRST a ATHENA , na pozemné observatóriá, ako napr Obrovský Magellanov ďalekohľad a Pole štvorcových kilometrov .

( NASA )

Zintenzívňujeme aj náš prieskum Slnečnej sústavy. Posielame viac sond a vzorových návratových misií k asteroidom. NASA je vyslanie sondy do Európy hľadať známky života. Ľudia sa vrátia na Mesiac.

A prebiehajú skutočné plány na vyslanie ľudí na Mars .

V tomto bode našej doby v tomto vesmíre sme ako potápač stojaci na zráze alebo ako vták, ktorý sa chystá letieť - vysoko zdvihnutý celým rebríkom obrov. Vesmír je tam vonku, je obrovský a je plný potenciálu a objavov. Je to absolútny zázrak, ktorý vzbudzuje úctu, a je nám cťou to zažiť.

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.