Vor tausenden von Jahren der Mensch zum ersten mal schaute in den Himmel und, ehrlich gesagt, nicht verstanden nichts. Vielleicht sah er dort Gott. Vielleicht Kometen. Lassen Sie den versierten Historiker. Vergingen Tausende von Jahren, und der Mann blickte erneut in den Himmel — schon mit einem, zum Beispiel das Hubble Space Telescope. Er sah dort Myriaden von Sternen, квинтиллионы Planeten, riesige Entfernungen und… nichts (dunkle Materie, das heißt). Wir lernen schnell. Weltraum-Teleskop James Webb wird 100-mal leistungsfähiger als Hubble und zeigt noch mehr. Aber was entdeckten wir auch ohne ihn.
Der Himmel verändert sich, die Planeten bewegen sich
Unsere frühesten Vorfahren spürten den Wechsel der Jahreszeiten am Himmel. Er sagte Ihnen, wenn es möglich sein wird, die Jagd auf bestimmte Tierarten, zum Beispiel. Wann entwickelte sich die Landwirtschaft, die Zivilisation des Alten ägypten wie verwendet die Sterne, um festzustellen, Wann man säen, das ernten und sammeln wenn. Wir nutzten den Himmel wie eine riesige Uhr, es zählt die Zeit, im Laufe des Jahres. Wenn gab es eine Sonnenfinsternis oder einen Kometen, Sie galten als unerwartete Ereignisse, die Zeichen der Götter. Heute wissen wir, dass Sie auftreten, aufgrund der gravitationswechselwirkungen und der Orbital-Position im Kosmos.
Im Laufe der Zeit einige kluge Leute bemerkt, dass die Sterne über den Himmel bewegen berechenbar. Sie gingen auf dem gleichen Weg wie die Sonne, und bewegen sich auf dem hintergrund der anderen Sterne. Jetzt wissen wir, dass es Planeten (von dem griechischen Wort für «Wanderer»). In vielen Kulturen diese Planeten haben die Namen von Göttern. Merkur, Venus, mars, Saturn und Jupiter, Neptun, Uranus benannt, die höheren Wesen, die in der Antike verehrt.
Erde und Sonne sind nicht das Zentrum des Universums
Die frühen überzeugungen (je nach Religionen) oft darauf die Erde der Mittelpunkt des Universums. Aber als die ersten Astronomen beobachteten den Himmel, Sie viele Dinge nicht verstanden. Warum mars, zum Beispiel, manchmal ändert seinen Kurs in den Himmel und dann wieder beginnt, marschieren in die gleiche Richtung wie die anderen Planeten? Einige Astronomen kommen mit komplizierten geometrischen Konstruktion — эпициклы — mussten die Vorhersage chaotische, auf den ersten Blick, die Bewegung der Planeten.
Eine einfache Lösung war der Vorschlag von Nikolaus Kopernikus in den 1500er Jahren, als er die Sonne ins Zentrum des Universums, und ließ die Erde um ihn herum zu drehen, wie andere Planeten. (Im Dritten Jahrhundert ist auch vorgeschlagen, Aristarch von Samos hatte aus Griechenland, aber seine Mühen waren nicht gut bekannt in der westlichen Welt zu der Zeit). Diese Aufstellung löste das Problem эпицикла und подкреплялась anderen Zeugnissen. Zum Beispiel Galilei die Entdeckung der Jupitermonde im Jahre 1610 zeigte, dass nicht alles um die Erde dreht. Die religiösen Behörden, die unzufrieden waren, aber im Laufe der Zeit alles an seinen Platz fallen.
Mit der Entwicklung der Teleskop-Technologie, erfuhren wir auch, dass die Sonne nicht das Zentrum des Universums ist. In den 1750-er Jahren glaubte man, dass die Milchstraße ist eine große Sammlung von stars mit einem eigenen Zentrum. Zu Beginn der 1900er neue Beobachtungen von Sternen in anderen Galaxien zeigten, dass Sie waren weiter entfernt als die Milchstraße. Schließlich Astronom Edwin Hubble fand Beweise dafür, dass das Universum expandiert gleichmäßig in alle Richtungen, ohne den wahren Zentrum.
Es hängt alles von der Gravitation
Obwohl wir die Bewegung der Planeten sehen, warum Sie sich bewegen, Tausende von Jahren war unklar. In den 1600-er Jahren änderte sich alles, als Sir Isaac Newton begann die Anwendung der mathematischen Theorie auf die Beobachtungen des Universums. Er berechnet die drei Grundgesetze der Bewegung, sowie das Gesetz der Schwerkraft, Wonach alle zwei Dinge im Universum gegenseitig anziehen. Planeten haben eine größere Anziehungskraft haben, Kiesel in den Ringen des Saturn — weniger.
In den frühen 1900er Jahren unser Verständnis der Gravitation verändert hat zusammen mit den Beobachtungen von Physikern wie Albert Einstein, der herausgefunden hat, dass die Zeit kann variieren in Abhängigkeit vom Koordinatensystem. Wenn Sie unterwegs sind auf Geschwindigkeit nahe der Licht, Ihr Zeitgefühl verlangsamt sich im Vergleich zu dem Gefühl, die auf Erden wohnen. Die Zeit als vierte Dimension (nach Breite, Höhe und Länge), und dies führte zu einem besseren Verständnis der unglaublichen Schwerkraft Bedingungen um schwarze Löcher und andere massive Gravitations-Objekten. Die Schwerkraft des Objekts war eine Folge der «Krümmung» der Raum-Zeit.
Anfang 2016 Gravitationswellen entdeckt wurden Observatorium LIGO. Diese Kräuselungen in der Raumzeit, verursacht durch gegenseitige Rotation von massiven Objekten wie schwarzen Löchern. Einstein hat es vorhergesagt, zu existieren, und die Astronomen suchten nach mehr als 50 Jahren.
Für einen Planeten Saturn
Das Teleskop zeigte eine Vielzahl von kleinen, dem unbewaffneten Auge unzugänglichen. William Herschel entdeckte Uranus im Jahre 1781 durch Zufall, als каталогизировал alle Sterne, die ich finden konnte, der achte der Größe oder heller. Das ist, wenn er fand Uranus, der sich auf einem hintergrund von Sternen. Er plante, nennen es zu Ehren von König George III, aber andere beschlossen, nennen die Astronomen den Planeten zu Ehren des Gottes, wie der Rest.
Aufgrund dieser Entdeckung rasch folgten weitere: Ceres (dann Sie nannten Asteroiden, und nicht Zwergplanet) wurde im Jahre 1801 entdeckt. Neptun 1846 und Pluto (zuerst der Planet) in den 1930er Jahren. Das Sonnensystem war viel größerer Ort, als bisher angenommen. Im Laufe der Zeit Modelle zugelassen, davon ausgehen, dass Kometen Leben außerhalb der Umlaufbahn von Neptun unter anderem eisigen Objekte im Kuiper Gürtel. In den frühen 2000er Jahren einige neue Objekte, die größer mit Pluto entdeckt wurden im Kuiper Gürtel, was erlaubt der Internationalen astronomischen Union eine neue Kategorie von Objekten — «Zwerg-Planeten» — und legen Pluto und Цереру in diese Kategorie.
Nicht weniger Auffällig war die Entdeckung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Zuerst haben die Astronomen drei Planeten fanden der Nähe PULSAR PSR B1257+12 im Jahre 1992, dann eine große Exoplaneten in der Nähe der Sterne der Hauptreihe 51 Pegasus im Jahr 1995. Heute wissen wir über die Existenz von mehr als 1000 Planeten außerhalb des Sonnensystems, und Tausende warten in den Startlöchern. Die meisten von Ihnen entdeckte Weltraum-Teleskop der NASA Kepler, im Jahr 2009 ins Leben gerufen.
Es gibt kosmische Geschwindigkeitsbegrenzung
Wir verwenden die Lichtgeschwindigkeit als eine Möglichkeit zur Messung des Universums. Wir haben seit Jahrhunderten seine Geschwindigkeit, und heute ist Sie in der Größenordnung von 300 000 Kilometer pro Sekunde im Vakuum. Die Sonne ist acht lichtminuten von der Erde entfernt. Der nächste Sternensystem (Alpha Centauri) in vier Lichtjahre von uns entfernt, und der nächste aus der großen Galaxien (Andromeda) in der 2,5 Millionen Lichtjahre.
Obwohl wir alle träumen Warp-Motor aus «Star Trek», das uns erlauben würde, in kürzester Zeit überziehen die riesigen Entfernungen, uns zu blamieren Beschränkungen der Physik. Einer anderen Entdeckung Einsteins Gleichung E = mc2, der angibt, ob die äquivalenz von Masse und Energie. Wenn Sie Fliegen mit einer Geschwindigkeit, nahe der Lichtgeschwindigkeit, die Energie erhöht Ihr Gewicht. An einem Punkt unmittelbar vor der übertretung der Grenze des hellen Masse wird unendlich. Schneller zu bewegen ist einfach unmöglich.
Aber die theoretische Physik bietet geniale kurze Züge. Vielleicht im Universum gibt es Wurmlöcher, durch die Sie die Möglichkeit leicht und ungezwungen, überqueren die riesigen Entfernungen in Minuten. Vielleicht gibt es Möglichkeiten, zumindest die Kommunikation mit Lichtgeschwindigkeit, da die Quanten-gewundenen Partikel können sofort gemeldet werden, unabhängig von deren Abstand trennt. Aber soweit wir wissen jetzt, die Geschwindigkeit des Lichtes gleich der maximal möglichen Geschwindigkeit Reisen.
Wir sehen das echo des Urknalls
Wenn das Universum begann mit einer Singularität und dann nach außen erweitert — nach der Urknall-Theorie, — es mußte sein, umgeben von unvorstellbarer Energie. Im Laufe der Zeit, wenn das Universum größer geworden ist, diese Energie abgeführt, abgekühlt und конденсировалась in die Substanz, die den Raum füllte.
Beobachten wir die überreste dieser riesigen Explosion, durch eine zufällige Entdeckung im Jahr 1965. Während die Existenz der Hintergrundstrahlung zum ersten mal schlug Ralf Альфер im Jahr 1948, zwei Wissenschaftler der Bell Telephone Laboratories entdeckt nur zehn Jahre später, wenn Sie mit Störungen konfrontiert, die auf dem neuen Radio. Arno Penzias und Robert Wilson fanden Strahlung zusammen mit der anderen Mannschaft, die schließlich in zwei arbeiten (je eine aus jeder Gruppe), veröffentlicht im Astrophysical Journal 1965.
Astronomen wissen jetzt über die Existenz von winzigen Temperaturschwankungen (Anisotropie) in der kosmischen Mikrowellen-hintergrund (CMB), die zeigen geringfügige Dichteschwankungen im frühen Universum. Diese kleinere Schwankungen erkannt werden können mit sehr empfindlichen Geräten wie WMAP und das Europäische Weltraumteleskop Planck. Es wird angenommen, dass diese Variationen können zu offenbaren vieles über die Entstehung des frühen Universums, großräumige Struktur des Universums und der Natur der ersten Galaxien.
Das Universum dehnt sich aus (und immer schneller)
Im Jahre 1929 der Astronom Edwin Hubble entdeckte, dass das Universum expandiert. Er war hart arbeitenden und fleißigen Beobachter mit seinem 100-Zoll-Teleskop auf Mount Wilson in Kalifornien und machte zahlreiche Entdeckungen wie die echten Entfernungen zu Galaxien. Er blickte in die neuen Sterne in diesen Galaxien, schätzte Ihre Helligkeit und dann gezählt, wie stark verblassen musste diese Helligkeit mit dem Abstand. Dann, basierend auf der Arbeit des Astronomen Vésztő Слифера, Hubble Maß die Bewegung der Galaxien und veröffentlichte eine Arbeit, in der schließlich zeigte die Expansion des Universums.
Die Eröffnung war sehr laut, aber noch mehr die Astronomen staunten in den späten 90er Jahren des letzten Jahrhunderts, als Sie entdeckten, dass die Expansion beschleunigt. Die Astronomen, die Ihre Supernovae in Fernen Galaxien festgestellt, dass diese Supernovae weniger hell als vorhergesagt, nach Ihrer Rotverschiebung (was bedeutet, dass Sie entfernen sich von uns). Diese Entdeckung schließlich brachte den Wissenschaftlern den Nobelpreis.
Wir können nicht sehen, die meiste Materie im Universum
Die beschleunigte Expansion des Universums war ein Rätsel für die Astronomen, aber Sie nahmen an, dass muss eine Kraft sein, die «schiebt» – Universum. Die führende Theorie ist heute die dunkle Energie, die nicht direkt zu erkennen mit Hilfe der modernen astronomischen Methoden.
Es gibt auch mehrere Theorien darüber, was kann diese dunkle Energie. Es kann die Eigenschaft der Raum-Zeit selbst. Zumindest die Expansion des Raumes entsteht mehr der dunklen Energie, das noch weiter treibt Expansion. Eine andere mögliche Erklärung bezieht sich auf die Substanz der Quantentheorie, in dessen Rahmen erlaubt das auftreten und verschwinden der Teilchen, Energie Generatoren.
Die dunkle Energie, wie man glaubt, liegt 68% der Masse des bekannten Universums und dunkle Materie — 27%. Wissenschaftler sind sich nicht sicher über die Natur der dunklen Materie, aber wissen, dass es existiert nach гравитационному ausgesetzt. Wir sehen, als Sie beugt Licht durch gravitationslinsen. Der Rest des Universums, weniger als 5%, besteht aus der üblichen Energie und Materie, die wir mit Teleskopen sehen.
Auf anderen Welten gibt es Wasser und Eis
Wasser galt als eines der wichtigsten Elemente für das Leben, und mit der Zeit kamen wir zu dem Schluss, dass es ein universelles Element des Sonnensystems und des Universums im Allgemeinen. Die ersten Beobachtungen der Raumsonden in den 1970er und 80er Jahren zeigten die Existenz eisigen Welten außerhalb der Erde. Die Entdeckung der eisigen Monde der Nähe von Jupiter, Saturn und weiter war eine überraschung, da wir gewohnt sind, zu beobachten luftlose Mond in der Nähe der Erde. Mit der Zeit werden diese Welten gezeigt, es hat eine komplexe Chemische Zusammensetzung.
Europa, ein Satellit des Jupiter, und Enceladus, Mond des Saturn gelten als die vielversprechendsten für das Leben außerhalb der Erde, zumindest in unserem Sonnensystem. Darüber hinaus kann das Wasser in flüssiger Form existieren innerhalb dieser Monde. Auf Titan, ein Satellit von Saturn, viele Kohlenwasserstoffe, und unter der Oberfläche verstecken kann flüssig Ozean.
Erweiterte überwachung in den 90er Jahren und weiter fanden Wasser-Eis in den ungewöhnlichsten Orten. Es stellte sich heraus, Wasser-Eis, kann auf dem Airless Mond und sogar auf Merkur — Entfernung zur Sonne-Planeten — wenn es in ständig geschlossenen von Kratern Sonne oder unter einer Schutzschicht aus Staub. Die Polkappen bestehen zum Teil aus Eis, es gibt auf dem mars. Eis auf Kometen und auf kleineren Welten wie Zwergplaneten Ceres.
Vor uns wartet viel Interessantes
Astronomie beginnt nur interessant sein, da die Teleskope werden immer besser und besser, gibt es neue Möglichkeiten erforschen, unser Universum. Eine der geplanten Inbetriebnahme im Jahr 2018-Teleskop, James Webb, sollte 100-mal leistungsstärker als sein Vorgänger, das Hubble-Teleskop.
European extremely large Telescope, das im Jahr 2024 abgeschlossen, wenn alles nach Plan läuft, studiert die Geheimnisse des Universums mit der Erde. Nach Plan, er sucht nach Exoplaneten, hineinzuschauen in den ersten Tagen der Existenz des Universums, Supermassive schwarze Löcher und die rätselhafte dunkle Materie. Teleskope der neuen Generation auch täuschen Planeten ähnlich der Erde, in anderen Sonnensystemen, zu studieren Atmosphäre, Umlaufbahn und Herkunft.
Die jüngste Entdeckung von Gravitationswellen, eine Schlüsselkomponente der Allgemeinen Relativitätstheorie von Einstein, ebnete den Weg zu einer neuen Art von Astronomie — Gravitations-Wellen-Astronomie. Unabhängig von elektromagnetischen Spektrums, Gravitations-Wellen-Astronomie misst die Wellen der Raumzeit und zeigt große Objekte, die nicht sichtbar wären für optische Teleskope.