Ta gwiazda znajduje się w odległości X lat świetlnych, a galaktyka jest w odległości X milionów lat świetlnych. Ale skąd astronomowie wiedzą?
Jestem wiecznie w stanie, w którym mówię o przedmiotach, które są niewyobrażalnie daleko. Nasz mózg jest w stanie zrozumieć odległości wokół nas, w szczególności, gdy mamy stos narzędzi do pomocy. Możemy zmierzyć naszą wysokość za pomocą taśmy mierniczej lub odległości wzdłuż ziemi za pomocą licznika kilometrów. Możemy poczuć, jak daleko jest 100 kilometrów, ponieważ możemy jechać nim w dość krótkim czasie.
Ale przestrzeń jest naprawdę duża i dla większości z nas nasze mózgi nie są w stanie zrozumieć pełnej niesamowitości kosmosu, a co dopiero zmierzyć. Jak więc astronomowie ustalają, jak daleko jest wszystko? Skąd wiedzą, jak daleko są planety, gwiazdy, galaktyki, a nawet krawędź obserwowalnego Wszechświata? Zakładając, że to wszystko oszustwo? Uderzasz.
Astronomowie mają worek niezwykle sprytnych sztuczek i technik pomiaru odległości we Wszechświecie. Dla nich różne odległości wymagają różnych metodologii. Z bliska używają trygonometrii, wykorzystując różnice kątów, aby rozszyfrować odległości. Używają również różnych standardowych świec, są to jasne obiekty, które wytwarzają stałą ilość światła, dzięki czemu można określić, jak daleko są. Na najdalszych odległościach astronomowie wykorzystują ekspansję przestrzeni kosmicznej do wykrywania odległości.
Na szczęście każda z tych metod się pokrywa. Możesz więc użyć trygonometrii, aby przetestować najbliższe standardowe świece. I możesz użyć najbardziej odległych standardowych świec, aby zweryfikować największe narzędzia. Wokół naszego Układu Słonecznego oraz w sąsiedztwie galaktyki astronomowie używają trygonometrii, aby odkryć odległość od obiektów.
Mierzą lokalizację gwiazdy na niebie w jednym punkcie roku, a następnie mierzą ponownie 6 miesięcy później, gdy Ziemia znajduje się po przeciwnej stronie Układu Słonecznego. Gwiazda poruszy się niewielką ilością na niebie, znaną jako paralaksa. Ponieważ znamy odległość od jednej strony orbity Ziemi do drugiej, możemy obliczyć kąty i obliczyć odległość do gwiazdy.
Jestem pewien, że zauważysz wadę, ta metoda rozpada się, gdy odległość jest tak duża, że gwiazda wcale się nie porusza. Na szczęście astronomowie przechodzą na inną metodę, obserwując standardową świecę znaną jako zmienna Cefeida. Te cefeidy są specjalnymi gwiazdami, które przyciemniają i rozjaśniają w znany wzór. Jeśli potrafisz zmierzyć, jak szybko pulsuje Cefeid, możesz obliczyć jego prawdziwą jasność, a tym samym odległość.
Cefeidy pozwalają mierzyć odległości do pobliskich galaktyk. Poza kilkadziesiąt megaparseków potrzebujesz innego narzędzia: supernowych. W bardzo szczególnym typie podwójnego układu gwiazd jedna gwiazda umiera i staje się białym karłem, podczas gdy druga gwiazda żyje. Biały karzeł zaczyna karmić materiał gwiazdą partnera, dopóki nie uderzy dokładnie 1,4 raza w masę Słońca. W tym momencie detonuje jako supernowa typu 1A, generując eksplozję, którą można zobaczyć w połowie wszechświata. Ponieważ gwiazdy te zawsze wybuchają z dokładnie taką samą ilością materiału, możemy wykryć ich odległość, a tym samym ich absolutną jasność.
W największych skalach astronomowie używają stałej Hubble'a. To odkrycie Edwina Hubble'a, że Wszechświat rozszerza się we wszystkich kierunkach. Im dalej patrzysz, tym szybciej galaktyki oddalają się od nas. Mierząc przesunięcie ku czerwieni światła z galaktyki, możesz stwierdzić, jak szybko odsuwa się ona od nas, a tym samym jej przybliżona odległość. Na samym końcu tej skali znajduje się Kosmiczne Mikrofalowe Promieniowanie Tła, krawędź obserwowalnego Wszechświata i granica zasięgu widzenia.
Astronomowie zawsze szukają nowych rodzajów standardowych świec i odkryli wszelkiego rodzaju sprytne sposoby pomiaru odległości. Mierzą skupiska galaktyk, wiązki promieniowania mikrofalowego z gwiazd oraz powierzchnię czerwonych gigantycznych gwiazd - wszystko w nadziei na sprawdzenie kosmicznej drabiny odległości. Pomiar odległości był jednym z najtrudniejszych problemów astronomów do złamania, a ich rozwiązania były absolutnie genialne. Dzięki nim możemy mieć poczucie skali dla otaczającego nas kosmosu.
Jaką koncepcję w astronomii masz najtrudniej w swoim mózgu? Powiedz nam o tym w komentarzach poniżej.
A jeśli podoba Ci się to, co widzisz, odwiedź naszą stronę Patreon i dowiedz się, jak można uzyskać te filmy wcześniej, pomagając nam przynieść więcej świetnych treści!
Podcast (audio): Pobierz (Czas trwania: 5:12 - 4,8 MB)
Subskrybuj: podcasty Apple | Android | RSS
Podcast (wideo): Pobierz (Czas trwania: 5:35 - 66,3 MB)
Subskrybuj: podcasty Apple | Android | RSS
