Vor genau 100 Jahren unser Konzept des Universums sehr Verschieden von der heutigen. Die Menschen wissen über die Sterne in der Milchstraße und wussten über Entfernungen bis zu Ihnen, aber dass Sie — das wusste niemand. Das Universum statisch betrachtet, Spiralen und Ellipsen am Himmel hielten die Objekte unserer eigenen Galaxie. Ньютонова Gravitation wurde noch nicht превзойдена der neuen Theorie Einsteins, und wissenschaftliche Ideen wie ein Urknall, der dunklen Materie und der dunklen Materie nicht an der mündlichen Verhandlung. Aber dann, buchstäblich mit jedem Jahrzehnt, begonnen, durchgeführt Durchbrüche für Durchbrüchen, und so bis heute. Vor Ihnen die Chronik Ethan mit Зигеля Medium.com wie änderte sich unsere Vorstellung über das Universum in den letzten hundert Jahren.
Die Ergebnisse der Expedition Eddington im Jahr 1919 zeigte, dass die Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt die Krümmung Sternenlicht massive Objekte in der Nähe
1910er Jahre: Einsteins Theorie bestätigt. Die Allgemeine Relativitätstheorie bekannt geworden ist die Tatsache, dass die Vorhersagen gab, die nicht geben konnte die Theorie Newtons: die Präzession der Umlaufbahn des Merkur um die Sonne. Aber für eine wissenschaftliche Theorie war nicht einfach, zu erklären, dass das, was wir bereits beobachtet haben; sollte Sie geben Prognosen über das, was wir noch nicht gesehen haben. Obwohl in den letzten hundert Jahren gab es viele — gravitative Zeitdilatation, die starken wie die schwachen линзирование, Gravitations-Rotverschiebung und so weiter — das erste war die Krümmung Sternenlicht während einer totalen Sonnenfinsternis, die Eddington beobachtete und seine Kollegen im Jahr 1919. Indikator für die Krümmung des Lichtes um die Sonne соотносился mit den Vorhersagen Einsteins und nicht соотносился mit der Theorie Newtons. Seitdem unser Verständnis des Universums für immer verändert.
Die Entdeckung der Hubble Variablen Cepheiden in der Andromeda Galaxie, M31, öffnete uns das Universum
Den 1920er Jahren. Wir noch nicht wussten, was außerhalb der Milchstraße gibt es ein Universum, aber alles änderte sich in den 1920er Jahren mit der Arbeit von Edwin Hubble. Gerade einige der Spirale nebeln am Himmel, konnte er genau bestimmen, einzelne veränderliche Sterne des gleichen Typs, die in der Milchstraße bekannt. Nur die Helligkeit war so gering, dass es direkt wies auf die Millionen von Lichtjahren, erstreckt sich unter uns, indem Sie weit über die Grenzen unserer Galaxie. Auf diesem Hubble hat nicht aufgehört. Er Maß die Geschwindigkeit der Rezession und der Entfernung zum Dutzend Galaxien, die erheblich erweitert die Grenzen der uns bekannten Universum.
Zwei helle große Galaxie im Zentrum des Coma Cluster, NGC 4889 (Links) etwas kleiner und NGC 4874 (rechts), jeweils mehr als eine Million Lichtjahre in der Höhe. Über das gesamte Cluster wird angenommen, findet eine riesige Halos der dunklen Materie
1930. Lange Zeit wurde angenommen, dass, wenn Sie könnten die ganze Masse zu Messen, die in den Sternen, und vielleicht fügen Sie Gas und Staub, Sie könnten berechnen Sie die gesamte Materie im Universum. Dennoch, die Beobachtung der Galaxien im dichten Ansammlung von (wie Coma Cluster), Fritz Цвикки zeigte, dass die Sterne und so genannte «normale Materie» (D. H. der Atome) reicht nicht aus, um zu erklären, die innere Bewegung dieser Rückstände. Er nannte die neue Materie der dunklen Materie (dunkle materie), und bis in die 1970er Jahre seine Beobachtungen zum größten Teil ignoriert. Dann auch gewöhnliche Materie studierten besser kennen und es stellte sich heraus, dass die dunkle Materie enthält ziemlich viel in den einzelnen rotierenden Galaxien. Jetzt wissen wir, dass die dunkle Materie nach der Masse übertrifft die üblichen 5 mal.
1940er. Obwohl ein großer Teil der experimentellen Beobachtung und Ressourcen ging zu Suchenden Satelliten, Raketen-Technik und die Entwicklung der Kerntechnik, Physik-Theoretiker arbeiten weiter unermüdlich. 1945 George Gamow eine komplette экстраполяцию Expansion des Universums: wenn das Universum expandiert und kühlt ab heute, irgendwann in der Vergangenheit musste Sie sein dichter und heißer. Also einmal in der Vergangenheit war die Zeit, als das Universum war zu heiß und Neutrale Atome bilden konnten, und davor und Atomkerne konnten nicht gebildet werden. Wenn ja, dann vor der Bildung irgendwelcher stars Materie des Universums begann mit легчайших Elemente, und in unserer Zeit kann man beobachten Nachleuchten der Temperatur in alle Richtungen — nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt. Heute ist diese Theorie bekannt als Big Bang Theory, und in den 1940er Jahren nicht einmal wissen, wie es ist wunderschön.
1950. Konkurrierende Idee mit der Hypothese der Großen Explosion wurde das stationäre Modell des Universums, ausgedehnte Fred Хойлом und anderen. Das ist typisch, beide Parteien behaupteten, dass alle schweren Elemente, die heute auf der Erde, bildeten sich in der frühen Phase des Universums. Hoyle und seine Kollegen behaupteten, Sie wurden nicht in einem frühen, heißen und dichten Zustand, sondern vielmehr in früheren Generationen von Sternen. Hoyle, zusammen mit Kollegen Willy Фаулером und Margaret Бербидж ausführlich erklärt, wie die Elemente bauen Periodensystem in den Prozess der Kernfusion in den Sternen. Was besonders interessant, sagten Sie die Synthese von Kohlenstoff aus Helium in einem Prozess, den wir noch nie beobachtet haben: Triple-Alpha-Prozess, der von der Existenz des neuen Staates Kohlenstoff. Dieser Zustand war offen Фаулером ein paar Jahre nach der ursprünglichen Prognose Hoyle und heute ist bekannt als die Carbon-Hoyle-Zustand. So fanden wir heraus, dass alle schweren Elemente, die in der Welt existieren, verdanken Ihren Ursprung allen früheren Generationen von Sternen.
Ich wünschte, wir könnten sehen TDR-Licht, Nachthimmel hätte ausgesehen wie ein grünes Oval mit einer Temperatur von 2,7 Kelvin, mit «Rauschen» in der Mitte der Arbeitsaufnahme heißen Beiträgen unserer galaktischen Ebene. Diese einheitliche Emission mit чернотельным Spektrum zeigt послесвечении Urknall: ist der kosmische Mikrowellen-hintergrund
1960-d.h. Nach 20 Jahren diskutiert, Stichwort überwachung, das sollte Sie bestimmen die Geschichte des Universums, gemacht worden: die Entdeckung der vorhergesagten Nachleuchten vom Urknall oder kosmischer Mikrowellen-hintergrund. Es ist eine gleichmäßige Strahlung mit einer Temperatur von 2,725 Kelvin wurde im Jahre 1965 von Arno Пензиасом und BOB Wilson, von denen keiner erkannte sofort, auf was stieß. Erst mit der Zeit чернотельный das Spektrum dieser Strahlung und dessen Fluktuationen gemessen wurden und zeigten, dass unser Universum begann mit «Explosion».
Früheste Stadium des Universums, noch vor dem Urknall, legte alle die ursprünglichen Bedingungen für alles, was wir heute sehen. Es war eine große Idee von Alan Guta: die kosmische Inflation
1970. Am Ende des Jahres 1979 ein junger Wissenschaftler hegte seine Idee. Alan Guth suchte nach einem Weg, lassen einige unerklärliche Probleme Urknall — warum das Universum so flach räumlich, warum es einer Temperatur in alle Richtungen und warum es keine Relikte der höchsten Energie — und kam auf die Idee der kosmischen Inflation. Gemäß dieser Idee, bevor das Universum trat in das heiße Feste Zustand, war der Zustand der exponentiellen Expansion, wenn die ganze Energie wurde der Stoff selbst inhärent Raum. Es dauerte ein paar Verbesserungen mit den ursprünglichen Ideen Guta, um eine moderne Theorie der Inflation, aber die nachfolgenden Beobachtungen — einschließlich der Fluktuationen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundes — Ihre voraussagen bestätigt. Das Universum begann nicht nur mit einer Explosion, aber Sie hatte einen anderen besonderen Status, noch bevor es diese Große Explosion.
Die überreste der Supernova 1987a, das sich in die Große magellanwolke beobachtet in 165 000 Lichtjahre von uns entfernt. Mehr als dreihundert Jahrhunderten wurde Sie von der nächsten beobachtbaren Supernova zur Erde
1980-ern. Kann es scheinen, dass ist nichts ernstes, aber es ist im Jahr 1987 von der Erde beobachteten, die am nächsten zu uns eine Supernova. So etwas passiert einmal in hundert Jahren. Auch dies war die erste Supernova, die auftrat, wenn bei uns waren die Detektoren, welche eine Neutrino, geboren im Verlauf solcher Ereignisse. Obwohl wir sahen viele Supernovae in anderen Galaxien, die wir noch nie beobachtet haben, Sie so nah zu erleben Neutrinos von Ihnen. Diese 20 Neutrinos oder so markiert der Beginn der Neutrino-Astronomie und die nachfolgenden Entwicklungen, die dazu geführt осцилляциям нейтрином, nachweisbare Neutrino Massen und нейтрины von Supernovae, die das geschehen in den Galaxien in Millionen von Lichtjahren von uns. Wenn unsere moderne Detektoren funktionierten im richtigen Moment, der nächste Ausbruch der Supernova erlauben würde, fangen Hunderte von tausenden von Neutrinos.
Vier mögliche Schicksal des Universums, von denen die Letzte am besten passt in den Daten: das Universum mit dunkler Energie. Zum ersten mal festgestellt durch die Beobachtungen an weit entfernten Supernovae
1990. Wenn Sie dachten, dass die dunkle Materie zu Beginn des Universums und die Entdeckung Entdeckungen waren ernst, stellen Sie sich vor, was für ein Schock war im Jahr 1998, als Sie entdeckten, dass das Universum wartet auf das Ende. Historisch wir wähnten drei mögliche Schicksale:
- Expansion des Universums nicht ausreichen, um die Anziehungskraft zu überwinden alles, und das Universum wieder zusammenziehen in der Großen Kompression
- Expansion des Universums wird zu viel, und alle Integrale Schwerkraft laufen, und das Universum einfrieren
- Entweder werden wir uns an der Grenze dieser beiden Ergebnisse und das Tempo der Erweiterung wird asymptotisch gegen null gehen, aber nie erreicht: die Kritische Universum
Stattdessen, jedoch, die Fernen Supernovae haben gezeigt, dass die Expansion des Universums beschleunigt, und was während Ablauf der Zeit die Fernen Galaxien schneller voneinander entfernt. Das Universum ist nicht nur einzufrieren, sondern auch alle Galaxien, nicht gebunden, schließlich verschwinden hinter unserem kosmischen Horizont. Neben der Galaxien in unserer lokalen Gruppe, keine Milchstraße schon nicht treffen, und unser Schicksal wird kalt und einsam. Nach 100 Milliarden Jahren werden wir nicht sehen, keine Galaxien außer unserer.
2000er. Unsere Messung der Fluktuationen (oder Unvollkommenheiten) Nachglühen des Urknalls haben uns gelehrt unglaublichen: wir erfahren genau, woraus das Universum besteht. Daten von COBE ersetzt die Daten von WMAP, die wiederum verbesserte Planck. Alle zusammen, die Daten von großen Strukturen von den großen Umfragen der Galaxien (wie der 2dF und SDSS) und die Daten in Ferne сверхновым, hat uns das moderne Bild des Universums:
- 0,01% der Strahlung in Form von Photonen,
- 0,1% Neutrinos, die einen einfachen Beitrag zur Gravitations-Halos, die umliegenden Galaxien und Clustern,
- 4,9% normaler Materie, die alles beinhaltet, bestehend aus atomaren Teilchen,
- 27% der dunklen Materie, oder von mysteriösen, невзаимодействующих (außer gravitativ) Teilchen, die eine Universum-Struktur, die wir sehen,
- 68% der dunklen Energie, die inhärent ist selbst Raum.
2010-ern. Dieses Jahrzehnt ist noch nicht vorbei, aber wir fanden schon unsere erste potenziell bewohnbaren Planeten, ähnlich der Erde (wenn auch nur sehr entfernt), unter den tausenden und tausenden neuer Exoplaneten, entdeckten die Mission «Kepler» der NASA. Vielleicht ist es nicht die größte Entdeckung des Jahrzehnts, weil der direkte Nachweis von Gravitationswellen gemacht LIGO, bestätigte das Bild, skizzierte Einstein noch im Jahre 1915. Mehr als ein Jahrhundert später, nachdem Einsteins Theorie zum ersten mal Focht Newton, die Allgemeine Relativitätstheorie ging durch alle Prüfungen und Tests, die Ihr angeboten wurden.
Die wissenschaftliche Geschichte noch geschrieben werden muss, und noch vieles im Universum zu entdecken. Aber diese 11 Schritte brachten uns aus dem Universum des unbekannten Alters, nicht größer als unsere Galaxie, bestehend zum größten Teil aus den Sternen, in den ausbau, остывающую Universum, batteriebetrieben, dunkle Materie, dunkle Energie und unserer gewöhnlichen Materie. Darin eine Menge der potentiell bewohnbaren Planeten, es 13,8 Milliarden Jahren, und es begann mit dem Urknall, die selbst tauchte aus der kosmischen Inflation. Wir haben gelernt, über den Ursprung des Universums, über Ihr Schicksal, über das Aussehen, die Einrichtung und Größe — und das alles für 100 Jahre. Vielleicht die nächsten 100 Jahre werden voller überraschungen, die wir nicht einmal vorstellen können.
11 der wissenschaftlichen Errungenschaften der letzten 100 Jahre, die uns das Universum
Ilja Hel