Exakt 100 år sedan, vårt koncept för Universum var mycket annorlunda än dagens. Folk visste om stjärnorna i vintergatan och visste att avstånden till dem, men vad ingen visste. Universum trodde statisk, spiraler och ellipser i himlen tänkte objekt i vår egen galax. Newtonska gravitationen har ännu inte överträffats av en ny teori om Einstein, och vetenskapliga idéer som Big Bang, mörk materia och mörk materia var inte vid förhandlingen. Men sedan, bokstavligen från varje årtionde, började hända; finnar för finnar, och så vidare fram till idag. Innan du krönika Ethan Siegel Medium.com av hur man kan förändra vår bild av Universum under de senaste hundra åren.
Resultatet av expeditionen av Eddington 1919 visade att den Allmänna relativitetsteorin beskriver böjning av star light i närheten av massiva objekt
År 1910: Einsteins teori bekräftades. Den allmänna relativitetsteorin blev känd, som gav förutsägelser som inte kunde ge teorin om Newton: precessionen av merkurius bana runt Solen. Men för att vetenskapliga teorier inte var nog bara för att förklara något som vi har sett, att hon hade att göra förutsägelser om vad vi ännu inte sett. Men under de senaste hundra åren fanns det massor av gravitationen tid dilatation, starka och svaga lensing, gravitationell rödförskjutning och så vidare — för det första var böjning av starlight under en total Solförmörkelse som observerades av Eddington och hans kollegor i 1919. En åtgärd av böjning av ljus runt Solen var oförenligt med Einsteins förutsägelser och var inte korrelerad med teorin om Newton. Sedan dess har vår förståelse av Universum förändrats för alltid.
Upptäckten Hubble Cepheid variabel i Andromedagalaxen M31, har öppnat vårt Universum
1920-e år. Vi vet ännu inte att det bortom vintergatan universum, men allt ändrades på 1920-talet med verk av Edwin Hubble. Titta på några av spiralen nebulosor i himlen, han kunde peka ut enskilda variabla stjärnor av samma typ som var känd i vintergatan. Endast ljusstyrkan var så låg att det är direkt pekade på de miljontals ljusår som ligger mellan oss, placera den långt utanför vår galax. Hubble inte stoppa det. Han mätte hastigheten på lågkonjunkturen och avstånd till massor av galaxer, betydligt utvidga gränserna för det kända Universum.
Två ljusa och stora galaxen i mitten av Koma stjärnhopen NGC 4889 (till vänster) och en lite mindre NGC 4874 (till höger), var mer än en miljon ljusår i storlek. Genom kluster, så som föreslås, är en stor mörk materia halo
1930. Under en lång tid trodde man att om man kunde mäta hela massan som finns i stjärnorna, och eventuellt lägga till gas och stoft, skulle du kunna räkna med all materia i Universum. Men, observera galaxer i en tät klunga (som Koma cluster), Fritz Zwicky visade att stjärnor och så kallad “vanlig materia” (atomer) är inte tillräcklig för att förklara de inre rörelse av kluster. Han kallade den nya frågan mörk materia (dunkle materie), och fram till 1970-talet, att hans synpunkter var till stor del ignorerats. Då vanlig materia studeras bättre och det visade sig att mörk materia innehåller en hel del av separata roterande galaxer. Nu vet vi att mörk materia överstiger den vanliga 5 gånger.
1940. Även om de flesta av de experimentella och observationella resurser kvar spaning satelliter, missil teknik och utveckling av kärnteknik, teoretisk fysiker fortsatt att arbeta outtröttligt. I 1945, George Gamow utvecklat en full extrapolering av expanderande Universum: om universum expanderar och kyler en gång i det förflutna, det bör ha varit tätare och varmare. Därför, en gång förr i tiden fanns det en tid när universum var för varmt och neutrala atomer kunde inte form, och innan dess atomkärnor kunde inte form. Om så är fallet, så innan bildandet av alla stjärnor som materia i Universum började med de lättaste element, och numera är det möjligt att observera afterglow temperatur i alla riktningar — bara några grader över den absoluta nollpunkten. Idag är denna teori är känd som Big Bang-teorin, och på 1940-talet visste inte ens vet hur stort det är.
1950. Den konkurrerande idén om Big Bang-hypotesen var stationär modell av Universum som föreslås av Fred Hoyle och andra. Det är ganska talande, båda sidor hävdade att alla tunga grundämnen som finns på Jorden idag har skapats i det tidiga Universum. Hoyle och hans kollegor hävdade att de inte gjorde i början, varm, tät staten, utan snarare i tidigare generationer av stjärnor. Hoyle, tillsammans med sina kollegor, Willie Fowler och Margaret Burbidge, förklaras i detalj, som element för att bygga den periodiska tabellen i processen av nukleär fusion i stjärnor. Intressant nog, de förutspådde syntes av kol från helium i en process som vi hade aldrig tidigare observerats: trippel-alfa-processen, vilket kräver att det finns en ny stat av kol. Detta tillstånd upptäcktes av Fowler ett par år efter den ursprungliga prognosen Hoyle och är idag känd som Hoyle tillstånd av kol. Så, vi fick reda på att alla tunga inslag som finns på Jorden har sitt ursprung i tidigare generationer av stjärnor.
Om vi kunde se mikrovågsugn ljus, himlen ser ut som en grön oval med en temperatur på 2.7 Kelvin, med “buller” i centrum, gjorde varm genom bidrag från vår galaktiska planet. Denna uniform strålning med cerotelium rad anger afterglow av Big Bang är den kosmiska bakgrundsstrålningen
1960-talet. Efter 20 år av diskussioner, viktig observation som skulle avgöra historien om Universum gjordes: upptäckten av den förväntade afterglow från Big Bang, eller den kosmiska bakgrundsstrålningen. Denna uniform strålning med en temperatur av 2,725 Kelvin upptäcktes 1965 av Arno Penzias och Bob Wilson, och ingen av dem insåg direkt att det hände. Endast med tiden ternately spektrum av denna strålning och dess fluktuationer mättes och visade att vårt universum började med “explosion”.
De tidigaste skede av Universum innan Big Bang, som alla de ursprungliga villkoren för allt som vi ser idag. Det var en bra idé Alan Guth: kosmisk inflation
1970. I slutet av 1979 unga forskare kläckts hans idé. Alan Guth letade efter ett sätt att lösa en del av de oförklarliga problem med Big Bang — varför universum är så platt utrymme, varför är det samma temperatur i alla riktningar och varför finns det inga reliker av högre energi — och kom till idén om den kosmiska inflationen. Enligt denna idé, innan universum kom i en varm tät staten, var ett tillstånd av exponentiell expansion, när all energi var inneboende i strukturen i rymden. Det tog flera förbättringar av den ursprungliga idéer ghouta, för att bilda den moderna teorin om inflationen, men följande observationer — inklusive fluktuationer i den kosmiska bakgrundsstrålningen, bekräftade hennes förutsägelse. Universum inte bara började med explosionen, men hon hade andra särskilda status, till och med innan det var denna Stora Explosionen.
Resterna av supernovan 1987a, som ligger i det Stora Magellanska molnet, 165 000 ljusår från oss. Över tre hundra talen var det den närmsta supernovan till Jorden
1980. Det kan tyckas att det inte var något allvarligt, men 1987 från Marken observerade närmast supernova. Detta händer en gång på hundra år. Det var också den första supernovan som hände när vi hade detektorer kan hitta neutriner, född i samband med sådana händelser. Även om vi har sett många supernovor i andra galaxer, vi har aldrig observerats dem så nära att bevittna neutrino från dem. Dessa neutriner 20 eller så markerade början av neutrinoastronomin och den senare utvecklingen som ledde till svängningar neutriner, upptäckten av myonneutrinon massorna och neutriner från supernovor som uppstår i galaxer miljoner ljusår från oss. Om modern våra detektorer fungerade i rätt tid, nästa supernova skulle fånga hundratusentals av neutriner.
Fyra möjliga öden av Universum, det sista som bäst passar data: universum är mörk energi. Det upptäcktes först genom observationer av avlägsna supernovor
1990. Om du trodde att mörk materia och mörk öppning i början av Universum var en stor upptäckt, tänk vilken chock var 1998, då han upptäckt att Universum väntar på slutet. Historiskt sett, trodde vi tre möjliga öden:
- Universums expansion kommer att vara otillräckliga för att övervinna gravitationen dra av allt, och universum kommer att krympa igen i den Stora Kompression
- Universums expansion kommer att vara för mycket, och alla de kombinerade tyngdpunkten kommer scatter, och universum kommer att frysa
- Eller kommer vi befinner oss på gränsen mellan dessa två resultat och graden av expansion kommer att asymptotiskt tenderar till noll, men aldrig kommer att uppnå: en Kritisk universum
Istället, men av avlägsna supernovor visade att Universums expansion accelererar, och som av försutten tid av en avlägsen galax snabbare rör sig bort från varandra. Universum inte bara frysa, men alla galaxer som inte är bundna till någon annan i slutändan försvinner under vår kosmiska horisont. Förutom att galaxerna i vår lokala grupp, ingen vintergatan kommer inte att uppfylla, och vårt öde är kallt och ensamt. I 100 miljarder år kommer vi inte att se någon galaxer förutom våra egna.
2000. Våra mätningar av fluktuationer (eller brister) av efterglöden av Big Bang har lärt oss otroligt: vi lärde mig exakt vad universum är gjort. Data från COBE data ersätts med WMAP, vilket i sin tur förbättrade planka. Alla tillsammans, data från storskaliga strukturer från stora undersökningar av galaxer (som 2dF och SÄKERHETSDATABLAD) och data för att avlägsna supernovor har gett oss den moderna bilden av Universum:
- 0,01% av strålningen i form av fotoner
- 0,1% av neutriner, som gör en ljus bidrag till den gravitationella gloria kring galaxer och kluster,
- 4,9% av vanlig materia, som omfattar alla består av atomära partiklar,
- 27% av mörk materia eller den mystiska, icke-växelverkande (med undantag för gravitation) partiklar, som ger strukturen av Universum som vi kan observera,
- 68% mörk energi, som är inneboende utrymme.
2010-e. Detta årtionde är inte över ännu, men vi har redan hittat våra första potentiellt beboeliga planet som liknar Jorden (även om det är mycket på distans), bland de tusentals och tusentals nya exoplaneter upptäckts av uppdraget “Kepler” NASA. Det kan inte vara den största upptäckten av decenniet, eftersom den direkta gravitationsvågor LIGO är gjort, bekräftade den bild som tecknas av Einstein 1915. Efter mer än ett sekel efter Einsteins teori var första utmanas Newton, den Allmänna relativitetsteorin, har gått igenom alla studier och tester som har föreslagits.
Vetenskapliga historia skrivs fortfarande och det är mycket i Universum för att bli upptäckt. Men dessa 11 steg som förde oss ut i Universum av okänd ålder, som inte är större än vår galax, består mestadels av stjärnor i en expanderande, kyla Universum styrs av mörk materia, mörk energi och vår vanliga materia. Det finns många potentiellt beboeliga planeter, det är 13,8 miljarder år gamla, och det började med Big Bang, som själv vuxit fram ur den kosmiska inflationen. Vi har lärt oss om ursprunget av Universum, hennes öde, utseende, struktur och storlek — allt i 100 år. Kanske de närmaste 100 åren kommer att vara full av överraskningar som vi inte ens kan föreställa sig.
11 vetenskapliga resultat från de senaste 100 åren som gav oss Universum
Ilya Hel