Tusinder af år siden, folk kiggede op i himlen, og, helt ærligt, ikke forstår noget som helst. Måske han så Gud. Måske comet. Lad forstå, at historikere. Tusindvis af årene gik, og manden kiggede igen på himlen — med hjælp fra, for eksempel, Hubble space telescope. Han så et utal af stjerner, der er zillions af planeter, store afstande og… ingenting (mørkt stof). Vi lærer hurtigt. Space telescope James Webb vil være 100 gange mere kraftfuld end Hubble, og vil vise mere. Men hvad opdagede vi, uden det.
Himlen forandring som planeterne bevæger sig
Vores forfædre sporet af de skiftende årstider over himlen. Det, fortalte dem, når at jage visse typer af dyr, for eksempel. Når de udviklet landbrug, civilisation, som det Gamle Egypten brugte stjerner til at bestemme, hvor at så afgrøder, og når at høste. Vi brugte himlen som et kæmpe ur til at tælle tidspunkt i løbet af året. Når der var Eclipse, eller kometer, at de blev anset for uventede hændelser, som et tegn fra guderne. I dag ved vi, at de opstår på grund af tyngdepåvirkninger og orbital position i rummet.
Over tid, har nogle smarte mennesker har bemærket, at stjernerne bevæger sig over himlen i en forudsigelig måde. De gik den samme vej som Solen og bevæger sig i baggrunden af andre stjerner. Vi ved nu, at denne planet (fra græsk ord, som betyder “Wanderers”). I mange kulturer er det disse planeter var opkaldt efter guderne. Merkur, Venus, Mars, Saturn og Jupiter, Neptun, Uranus er opkaldt efter Højeste væsener æret i oldtiden.
Jorden og Solen er ikke i centrum af Universet
Tidligt tro (afhængigt af religioner) ofte angivet Jorden i centrum af Universet. Men når den først observerede astronomer himlen, at de ikke forstår mange ting. Hvorfor Mars, for eksempel, nogle gange ændrer sit kursus i himlen, og derefter igen begynder at marchere i samme retning som andre planeter? Nogle astronomer kom op med komplekse geometriske konstruktion — epicycles — som det var meningen, at forudsige, kaotisk ved første øjekast, planeternes bevægelse.
En simpel løsning var antydningen af Nicolaus Kopernikus i 1500-tallet, da han satte Solen i centrum af Universet, og Jorden begyndte at rotere omkring ham, ligesom planeter. (I det tredje århundrede blev det også foreslået, Aristarkus, Samos fra Grækenland, men hans værker var ikke kendt i den Vestlige verden på den tid). Dette arrangement løst problemet med epicycle, som er blevet bekræftet af andre beviser. For eksempel, opdagelsen af Galileo af Jupiter ‘ s måner i 1610 viste, at ikke alt, der kredser omkring Jorden. Religiøse myndigheder var utilfredse, men i sidste ende alt faldt på plads.
Med udviklingen af teleskopisk teknologi, vi har også lært, at Solen ikke er centrum i Universet. I 1750-erne troede man at mælkevejen er en stor samling af stjerner, med deres eget center. Ved begyndelsen af 1900-tallet, observation af nye stjerner i andre galakser, der viste, at de var længere væk end mælkevejen. Endelig astronom Edwin Hubble har afsløret beviser for, at universet udvider sig ensartet i alle retninger, uden et rigtigt centrum.
Det afhænger alt sammen af tyngdekraften
Selv om vi ser bevægelsen af planeterne, hvorfor de bevæger sig, det var uklart for tusindvis af år. I 1600 tallet, at alle ændrede sig, da sir Isaac Newton begyndte at anvende matematisk teori på observationer af Universet. Han besluttede sig for tre grundlæggende love for bevægelse og loven om universel gravitation, hvorved to ting i Universet, der er gensidigt tiltrukket. Planeter har større tiltrækningskraft, sten i ringene om Saturn — mindre.
I begyndelsen af 1900-tallet, og vores forståelse af tyngdekraften har ændret sig sammen med observationer af fysikere som albert Einstein, der har opdaget, at tiden kan variere afhængigt af koordinatsystemet. Hvis du rejser med hastigheder tæt på lysets, din følelse af at tiden langsommere i forhold til følelsen af at leve på Jorden. Tiden begyndte at overveje den fjerde dimension (efter bredde, højde og længde), og dette har ført til en bedre forståelse af den utrolige gravitationel forhold omkring sorte huller og andre massive tyngde-objekter. Alvoren af det objekt, der var en konsekvens af “krumning” af rum-tid.
I begyndelsen af 2016 de gravitationsbølger, der blev fundet ved LIGO Observatorium. Krusninger i rum-tid, på grund af den gensidige rotation af massive genstande som sorte huller. Einstein forudsagde deres eksistens, og astronomerne ledte efter dem i over 50 år.
Ud over Saturn er den planet
Teleskopet viste mange små objekter, der er uopnåeligt for det blotte øje. William Herschel opdagede Uranus i 1781 ved et uheld, når katalogiseret alle de stjerner, som jeg kunne finde, ottende størrelsesorden eller lysere. Da han fandt ud af Uranus bevæger sig mod baggrunden af stjerner. Han planlagde at nævne det i ære for kong George III, men andre astronomer, har besluttet at benævne den planet, til ære for Gud, ligesom de andre.
For denne opdagelse blev hurtigt efterfulgt af andre: Ceres (dengang blev det kaldt en asteroide, ikke en dværg planet) blev opdaget i 1801. Neptun i 1846, og Pluto (første blev en planet) i 1930. Solsystemet var meget større end tidligere antaget. Over tid, modeller tyder på, at kometer, der forbliver uden for bane med Neptun, blandt andre iskolde objekter i kuiperbæltet. I begyndelsen af 2000’erne, flere nye objekter størrelsen af Pluto blev opdaget i kuiperbæltet, der er tilladt i den Internationale astronomiske Union til at skabe en ny kategori af “dværgplanet” og placeret Pluto og Ceres i denne kategori.
Ikke mindre slående har været opdagelsen af planeter uden for vores solsystem. For det første, har astronomerne fundet tre planeter i nærheden af pulsar PSR B1257+12 i 1992, da en stor exoplanet, tæt på de vigtigste sekvens stjernen 51 Pegasi i 1995. Vi i dag kender eksistensen af mere end 1.000 planeter uden for solsystemet, og tusindvis flere, der venter i kulissen. De fleste af dem blev opdaget af NASA-rumteleskopet Kepler, der blev lanceret i 2009.
Der er en kosmiske fartgrænse
Vi bruger lysets hastighed som en måde at måle Universet. I århundreder har vi præciseret, at dens kurs, og hun er i dag omkring 300.000 kilometer i sekundet i vakuum. Solen er otte lys minutter fra Jorden. Den nærmeste stjerne-system (alfa Centauri) er fire lysår fra os, og den nærmeste store galakse (Andromeda) er 2,5 millioner lysår.
Selv om vi alle drømmer om warp motor fra Star trek, som ville give os mulighed for i løbet af et øjeblik til at dække store afstande, vi er hæmmet af begrænsninger i fysik. En anden opdagelse var Einsteins ligning E = mc2, der definerer ligestilling af masse og energi. Når du flyver med en hastighed tæt på lysets hastighed, den nødvendige energi øger din vægt. På det punkt umiddelbart før overtrædelsen af lys grænse massen bliver uendelig. Bevæge sig hurtigere, er simpelthen umuligt.
Men teoretisk fysik tilbyder geniale korte træk. Måske, i det Univers, der er ormehuller, hvor du vil være i stand til at rejse med lethed, gennemkører store afstande i øjeblikke. Der kan være forskellige måder endnu kommunikation med lysets hastighed, fordi den kvante-viklet partikler kan kommunikere øjeblikkeligt, uanset afstand, der adskiller dem. Men så vidt vi ved nu, at lysets hastighed er lig med den maksimalt mulige hastighed rejse.
Vi kan se, ekko af Big Bang
Hvis universet begyndte med en singularitet, og derefter udvides udad ifølge Big Bang-teorien, hun skulle være omgivet af ufattelige magt. På et tidspunkt, hvor universet blev større, denne energi er forsvundet, afkøles og kondenseres i det stof, der fyldte rummet.
Vi kan se resterne af denne enorme eksplosion på grund af utilsigtet åbning i 1965. Mens eksistensen af baggrundsstråling blev først foreslået Ralph Alfer i 1948, to forskere fra Bell Telephone Laboratories opdaget ham kun årtier senere, når de står med forstyrrelser i den nye radio. Arno Penzias og Robert Wilson fandt, at den stråling, sammen med de andre hold, hvilket resulterede i to værker (en fra hver gruppe), som offentliggøres i Astrophysical Journal i 1965.
Astronomer nu kender eksistensen af små temperatursvingninger (anisotropi) i den kosmiske mikrobølge baggrund (CMB), der afslører mindre tæthed svingninger i det tidlige Univers. Disse mindre udsving kan blive opdaget af meget følsomme instrumenter, som SATELLITTEN, og den Europæiske Planck-rumteleskopet. Det menes, at disse variationer kan afsløre meget om dannelsen af det tidlige Univers, den store struktur af Universet og naturen af de tidligste galakser.
Universet udvider sig (og hurtigere)
I 1929 astronom Edwin Hubble opdagede, at universet udvider sig. Han var omhyggelig og flittig observatør med sin 100-tommers teleskopet på mount Wilson i Californien og gjort mange opdagelser som disse afstande til galakser. Han kiggede ind i nye stjerner i disse galakser, måle deres lysstyrke og derefter tælle, hvor meget der blev til dim dette lysstyrke med afstanden. Derefter, baseret på arbejde af astronom Vesto af Slipher, Hubble målt bevægelse i galakser og offentliggjort et dokument, som endeligt viste, at Universets udvidelse.
Åbningen var meget højt, men endnu mere overrasket astronomer, der i slutningen af 90-erne i sidste århundrede, da de opdagede, at udvidelsen går hurtigere og hurtigere. Astronomer måle en supernova i fjerne galakser, opdagede, at disse supernovaer var mindre lys end forudsagt af deres rødforskydning (som angiver, at de er fjernet fra os). Denne opdagelse til sidst bragt en Nobelpris videnskabsmand.
Vi vil ikke være i stand til at se de fleste af stof i Universet
Den hurtige udvidelse af Universet har været et mysterium for astronomerne, men de foreslog, at der skulle være nogle kraft, der “skubber” – Universet. Den førende teori i dag er mørk energi, som ikke kan påvises direkte ved hjælp af moderne astronomiske metoder.
Der er også flere teorier om, hvad der kan være i denne mørke energi. Det kan være en egenskab ved rummet-tiden. Med en udvidelse af rummet er født mere mørk energi, der skubber yderligere ekspansion. En anden mulig forklaring er forbundet med den kvantemekaniske teori for stof, der er tilladt opståen og forsvinden af partikler, der er forsynet med energi.
Mørke energi, der menes at være 68% af massen af det kendte Univers, og det mørke stof er 27%. Forskerne er ikke sikker på, om karakteren af mørkt stof, men ved sin eksistens gennem gravitationelle effekter. Vi kan se, hvordan det bøjer lys gennem gravitationel lensing. Resten af Universet, der er mindre end 5%, består af den sædvanlige energi og stof, som vi kan se med teleskoper.
I andre verdener der er vand og is
Vand blev anset for at være et af de vigtigste elementer for livet, og til sidst kom vi til den konklusion, at det er et universelt element i solsystemet og Universet Generelt. De første observationer af rumfartøjer i 1970-erne og 80-erne har vist eksistensen af iskolde verdener ud over Jorden. Åbningen af isen måner i nærheden af Jupiter, Saturn og ud over, var en overraskelse, fordi vi er vant til at observere i nærheden af airless månen fra Jorden. Over tid, er disse verdener viste en kompleks kemisk sammensætning.
Europa, en måne af Jupiter, og Enceladus, en af Saturns måner, der betragtes som de mest lovende for liv uden for Jorden, i det mindste i vores solsystem. Endvidere, at vand kan eksistere i flydende form inde i disse måner. På Titan, månen, Saturn, en masse af carbonhydrider, og under overfladen gemmer sig en flydende ocean.
Mere avancerede observationer i 90-erne, og derefter fandt vand-is i de mest uventede steder. Var, at vand-is, kan være på en airless månen, og selv kviksølv — den nærmeste planet til Solen — hvis i er permanent lukket for Solen kratere eller under et beskyttende lag af støv. Polar cap, der består dels af is findes på Mars. Der er is på kometer og små verdener som dværgplaneten Ceres.
Foran os en masse interessante
Astronomi er lige begyndt at være interessant, fordi den teleskoper bliver bedre og bedre, nye måder at udforske vores Univers. Den ene er planlagt til opsendelse i 2018 teleskoper, James Webb, bør være 100 gange mere kraftfuld end sin forgænger, Hubble space telescope.
European Extremely Large Telescope (vlt), der skal stå færdig i 2024, hvis alt går efter planen, vil studere Universets hemmeligheder fra Jorden. I henhold til planen, vil han lede efter exoplaneter, til at kigge ind i de tidlige dage af Universet, supertunge sorte huller og mystiske mørke stof. Den nye generation af teleskoper vil også lede efter planeter, der ligner Jorden i andre solsystemer, studere deres atmosfærer, og baner af oprindelse.
Den nylige opdagelse af gravitationelle bølger, en vigtig del af den Generelle relativitetsteori, der banede vejen for en ny type af astronomi — gravitationel bølge astronomi. Uafhængig af det elektromagnetiske spektrum, gravitationel bølge astronomi vil måle krusninger af rum-tid, og vise massive objekter, der ville være usynlige for optiske teleskoper.