„Finding Our Place in the Universe” Hélène Courtois
(Zdjęcie: © MIT Press)
Nowo przetłumaczona książka „Znalezienie naszego miejsca we wszechświecie, „dzisiaj (21 maja), szczegółowo, w jaki sposób naukowcy odkryli ogromną supergromadę galaktyk, która zawiera Drogę Mleczną - używając dokładnych obliczeń, aby odkryć zawiły, pierzasty kształt supergromady.
W 2014 roku francuska astrofizyk Hélène Courtois należała do zespołu badawczego, który odkrył supergromadę, znaną jako Laniakea („niezmierzone niebo” po hawajsku). Laniakea ma średnicę ponad 500 milionów lat świetlnych i zawiera około 100 000 galaktyk, z których najjaśniejszą jest nasza Droga Mleczna. Wydaje się, że galaktyki te zbliżają się do tak zwanego „Wielkiego Atraktora”, niewidzialnej siły oddalonej o 160 000 milionów lat świetlnych, która nieuchronnie przyciąga galaktyki w Laniakea.
Aby określić zasięg Lanaikei, zespół badawczy zmierzył odległość od Ziemi do innych galaktyk, a następnie zmierzył ruch każdej galaktyki na skutek przyciągania grawitacyjnego innych obiektów. Naukowcy odkryli, że niektóre galaktyki zwykle poruszają się w jednym kierunku, inne w innym - ale ponieważ każda galaktyka porusza się w kierunku miejsca zwanego Wielkim Atraktorem, istnieje granica zewnętrzna nawet dla czegoś tak dużego jak Lanaikea. Od 2014 roku wiemy, gdzie leży ta zewnętrzna granica. Teraz, gdy Laniakea została zidentyfikowana, Courtois koncentruje się na znalezieniu przyczyn trwającej, przyspieszonej ekspansji galaktyk.
Courtois, profesor na Uniwersytecie Claude'a Bernarda Lyon 1 we Francji, napisał francuską relację z odkrycia Laniakei w 2016 roku. Teraz MIT Press opublikowało angielską wersję zatytułowaną „Finding Our Place in the Universe”. Książka szczegółowo opisuje własną podróż Courtoisa jako astrofizyka, jednocześnie opowiadając historię ponad dwóch dekad pracy, której kulminacją było odkrycie Laniakei. Jest to dostępna i wciągająca książka, lekka na równania, ale pełna osobistych anegdot. Space.com ostatnio spotkało się z Courtois, aby omówić poszukiwanie Laniakei, co dzieje się teraz i dlaczego nauka nigdy nie powinna być poważna.
Space.com: Dlaczego opowiedziałeś historię odkrycia Laniakei jako zadania?
Hélène Courtois: Lubię opowiadanie historii. Kiedy uczestniczyłem w wykładzie jako student, bardzo mi się podobało, kiedy ktoś sprawił, że zabrzmiało to jak opowieść. Pomyślałem, że lepiej jest opowiedzieć historię w sposób, w jaki ją doświadczyłem w czasie, niż dać rozdział o tym, jak robisz astrostatystykę, jak obserwujesz, jak…
Być może robi się to w ten sposób nieco rzadziej. Tak więc chciałem spróbować jako opowieści.
Space.com: Wspominasz na początku książki, że w niektórych przypadkach porzuciłeś matematyczną precyzję lub bardzo precyzyjną naukę, aby być zrozumiałym. Dlaczego podjąłeś tę decyzję?
Courtois: Podjęcie tej decyzji było dla mnie łatwe, ponieważ tak naprawdę lubię rozmawiać z opinią publiczną na temat nauki. Bardzo szybko zrozumiałem, że nie potrzebujesz równań, jeśli dajesz ludziom poczucie fizyki. Dla mnie, matematyka to język, więc mogę wyjaśnić rzeczy za pomocą matematyki, ale mogę też wyjaśnić te same rzeczy za pomocą słów. Matematyka to po prostu kolejny język, który pozwala przejść do bardziej abstrakcyjnych pojęć, ale nie potrzebujesz ich, aby zrozumieć duży obraz historii.
Lubię być w stanie wyjaśnić tę naukę sześcioletniemu dziecku, nastolatkowi i komuś, kto już wie wiele rzeczy - i mogę się przystosować.
Space.com: W książce podkreślasz nieznane kobiety w historii astrofizyki. Czy uważasz, że astrofizyka bardziej docenia wkład kobiet w twoje życie?
Courtois: We Francji tylko 9% profesorów zwyczajnych w dziedzinie fizyki cząstek elementarnych lub astrofizyki to kobiety, podczas gdy na uniwersytecie jest 25% dziewcząt w dziedzinie fizyki. Powinno być co najmniej 25% profesorów zwyczajnych kobiet. Moim pomysłem na wyróżnienie kobiet-astronomów było pokazanie, że jest to możliwe. Tak naprawdę nie było w tym nic wielkiego, ponieważ moi koledzy to supernice, supercool. Kocham ich. Nie mamy problemów. Ale nie widzimy wystarczającej liczby dziewcząt w STEM. I tak naprawdę nie wiem dlaczego. ... To nie jest problem między dziewczynami i chłopcami. To coś innego.
Space.com: Kolejnym tematem twojej książki jest to, że nauka jest procesem ciągłego odkrywania i uczenia się oraz chęci zmiany zdania w miarę pojawiania się nowych danych. Dlaczego postanowiłeś to podkreślić?
Courtois: Kiedy studenci przychodzą do mnie na staż, myślą, że dam im bardzo konkretny przedmiot i że wiem, co zrobią Tydzień 1, Tydzień 2, Tydzień 3, Tydzień 4.… Mówię im, że zadam im pytanie i będziemy pracować nad tym pytaniem, a pod koniec 2-3 miesięcy będziemy mieli więcej pytań niż na początku. Ale są bardzo szczęśliwi, ponieważ im więcej masz pytań, tym więcej odpowiedzi znajdziesz po drodze, a pytanie staje się coraz bardziej interesujące. Pierwsze pytanie jest czasem bardzo szerokie, ale potem wszystkie małe pytania są najbardziej interesujące. Chciałem to wyjaśnić.
Space.com: Tak więc, jeśli chodzi o naukę o książce, odkrycie naszej supergromady zależało od czegoś zwanego Wielkim Atraktorem. Co to jest?
Courtois: Wielki Atraktor to miejsce we wszechświecie, niedaleko od nas. Wszystkie galaktyki [w naszej supergromadzie], w tym nasza, zbiegają się w tym kierunku. Ale to miejsce, którego nie możemy obserwować. [Wielki Atraktor leży w „Strefie unikania”, w której obfitość gazu i pyłu uniemożliwia dostrzeżenie czegokolwiek.] Na przykład [wyobraź sobie, że] chcesz zajrzeć do salonu sąsiada, ponieważ jest bardzo ciekawe - ale masz okno przed oknem, więc nie możesz bezpośrednio obserwować salonu. To trochę denerwujące. Nazywamy to Wielkim Atraktorem, ponieważ galaktyki poruszają się bardzo szybko w tym kierunku.
Czasami ludzie pytają mnie, gdzie mogę patrzeć za pomocą lornetki lub teleskopu, aby zobaczyć Laniakeę. I powiedziałbym im, że jest wszędzie wokół ciebie - półkula północna, półkula południowa. Jeśli chcesz spojrzeć na Laniakeę, najtrudniej ją znaleźć, ponieważ jesteśmy w niej.
Space.com: Omawiasz także koncepcję zwaną „swoistą prędkością”. Jakie są szczególne prędkości i jak pomogły zidentyfikować Laniakeę?
Courtois: Specyficzne prędkości to prędkości galaktyk spowodowane grawitacją. Msza przyciąga inną masę. Specyficzna prędkość to prędkość wynikająca z masy, która jest rozmieszczona wokół galaktyki we wszechświecie. I musimy być ostrożni, ponieważ wszechświat się rozszerza - ale to nie jest prawdziwa prędkość, gdy galaktyka odchodzi od innej galaktyki z powodu ekspansji.
Na przykład, powiedzmy, że masz obrus w kratkę w kawiarni bistro i masz dwa kufle piwa na obrusie, a jeśli rozłożysz obrus, aby wszystkie kwadraty się rozszerzyły, a dwa kufle odejdą jeden od drugiego ponieważ rozciągasz obrus. To jest rozszerzenie - ale tak naprawdę nie obchodzi nas to. Bardzo łatwo jest usunąć tę prędkość, ponieważ jest to tylko czasoprzestrzeń siatki pod nią, która się rozszerza. W rzeczywistości nie jest to prędkość fizyczna. Ale dzięki dwóm litrom piwa mają masę i chcą się do siebie zbliżyć, więc są przyciągani. Chcemy zmierzyć tę bardzo małą prędkość przyciągania - jest to szczególna prędkość. [Naukowcy obliczyli osobliwe prędkości dla każdej galaktyki w naszej supergromadzie w stosunku do Ziemi. Jak zauważyli badacze ogłaszając Laniakea, „mapę szczególnych prędkości można przełożyć na mapę rozkładu materii”. To właśnie zrobili, aby odkryć zasięg Laniakea.]
Pisząc książkę, myślałem, że powinienem napisać „prędkość grawitacji”, ale osobliwa prędkość to termin, którego używamy w nauce.
Space.com: Jaka jest najbardziej ekscytująca rzecz na horyzoncie dla twoich badań?
Courtois: Kiedy znajdziesz tylko jedną supergromadę, oczywiście jest jedno pytanie - czy mamy rację, czy się mylimy? Znaleźliśmy 10 supergromad, dlatego jesteśmy bardzo pewni, że to, co robimy, jest prawidłowe.
Najważniejsze pytanie, jakie mam z moim zespołem, brzmi: czym jest grawitacja i dlaczego galaktyki w innych supergromadach latają tak szybko? Może zajść potrzeba zmiany języka opisu prędkości - może zajść potrzeba zmiany równań grawitacji.
W tej chwili 50% fizyków uważa, że powinniśmy szukać niewidzialnej materii. Nigdy nie nazywam tego „Ciemna materia, "ponieważ gdyby było ciemno, moglibyśmy to zobaczyć. Chcemy nie tylko zrozumieć grawitację, ale także zrozumieć przyspieszenie ekspansji galaktyk. Zawsze mówię o przyspieszeniu ekspansji zamiast" ciemnej energii ", ponieważ nie jest ciemno - gdyby to była ciemna energia, zobaczylibyśmy ją. Na razie najlepszym terminem jest przyspieszenie ekspansji.
Space.com: Pod koniec książki mówisz: „Nauka nie jest poważna”. Rozwiń to.
Courtois: Możesz być szczęśliwy wykonując tę pracę. Ludzie myślą, że nauka jest tak poważna i to nie jest sposób, w jaki żyję swoją pracą, i to nie jest sposób, w jaki moi koledzy żyją swoją pracą. Mój kolega Brent Tully z University of Hawaii powiedział, że „gramy poważnie”. Wszechświat jest tak piękny i mogę zrozumieć, jak to piękno jest połączone - jest zabawne, radosne, dużo szczęścia robi naukę.
Jeśli coś rozumiesz i pozostaje w szufladzie, to tak samo, jak nie rozumiesz tego, jeśli jest to tylko dla ciebie. Jeśli umrzesz, nie będzie to nowa wiedza dla ludzkości. Jedynym sposobem na postęp naukowy jest poinformowanie wszystkich!
Ten wywiad został zredagowany pod kątem długości i przejrzystości. Możesz kup „Finding Our Place in the Universe” na Amazon.com.
- Ta kolorowa mapa 3D z 1,7 miliarda gwiazd w Drodze Mlecznej jest najlepsza w historii
- Poznaj Hyperion: Colossal Supercluster we wczesnym wszechświecie
- Tapeta supergromady galaktyk kosmicznych
