Les scientifiques ont progressivement développé une variété de méthodes de mesure de distance des galaxies loin.
Nous pouvons observer les plus lointaines galaxies dans l'univers primitif, très vieux.
Une échelle à distance cosmique: un réflecteur d'onde radio
Aujourd'hui, nous pouvons être assez confiants que le diamètre de la Voie Lactée est d'environ 100000 années-lumière. La portée de l'univers, nous pouvons observer bien sûr, bien au-delà de l'échelle. Selon la dernière théorie, nous sommes en mesure d'observer toute l'étendue de l'univers, le diamètre que l'on appelle « l'univers observable » est d'environ 93 milliards d'années-lumière. Alors, comment exactement nous obtenons ce résultat? Nous vivons dans la poussière de la terre en général peu créatures, comment pouvons-nous mesurer les valeurs de distance si vaste?
Depuis l'astronome polonais Copernic a proposé la théorie héliocentrique, dont nous semble difficile de se débarrasser de leur compréhension de l'univers en termes d'idées préconçues, et voilà comment l'univers est particulièrement évident à quel point ce point. aujourd'hui même, avec les dernières données, la taille de l'univers continue à subvertir notre compréhension précédente, nous obligeant à constamment mettre à jour leurs concepts.
Caitlin Casey (Caitlin Casey) était un astronome à l'Université du Texas, Austin, Texas, est une cosmologie professionnelle. Elle a souligné que les astronomes ont mis au point un ensemble d'outils et d'instruments de génie, non seulement pour le calcul de la distance des autres corps célestes du système solaire à la Terre, peut également être utilisé pour mesurer la distance entre les galaxies et même la taille de l'ensemble de l'univers observable .
Des moyens pour mesurer toutes ces distances sont appelées « échelle de la distance cosmique » (échelle à distance cosmique). La première étape de l'échelle est le plus facile, mais aujourd'hui, par lequel une échelle est aussi une technologie de pointe largement moderne.
Casey: « Nous pouvons être transmis directement à la surface de la planète a des ondes radio à courte distance et reçoit les signaux réfléchis, comme Vénus et Mars, et la mesure du temps de parcours des signaux qui seront nécessaires pour donner des valeurs de distance très précises .. »
Les grands radiotélescopes, comme l'île de Porto Rico à Arecibo télescope capable d'un tel travail, mais ce type d'équipement pour compléter le travail et plus encore. Par exemple radiotélescope Arecibo peut observer l'astéroïde lointain, et tracer les caractéristiques de réflexion de la surface de l'astéroïde sa surface morphologie carte basée sur un signal radio.
Mais en utilisant des radiotélescopes pour mesurer la distance des corps célestes en dehors de notre système solaire est un peu irréaliste. À ce stade, la méthode trigonométrique parallaxe nous voulons utiliser.
Situé dans l'île de Porto Rico télescope radio Arecibo ouverture 305 mètres, il est maintenant plus grand diamètre du radiotélescope, mais il sera bientôt dépassé Chine Guizhou FAST calibre Le radiotélescope de 500 mètres du monde.
échelle de la distance cosmique Deux: trigonométrique parallaxe
Cette approche en fait, nous avons généralement aussi été utilisé, mais nous totalement n'a pas réalisé. Les humains et de nombreux animaux, capables de juger de la distance entre lui-même et les objets éloignés instinctivement, en premier lieu grâce à notre longue avec deux yeux.
Si vous mettez un objet sur l'avant, puis ouvrez un il et fermer l'autre il, puis passer à côté de la répétition des yeux, vous constaterez que si vous mettez en face de l'objet déplacé légèrement la position. Ceci est la parallaxe. Des différences similaires existent entre ces deux observations peuvent être observées de l'objet utilisé pour le calcul.
Notre cerveau déterminé automatiquement à partir des signaux observés fournis par les deux yeux, et les étoiles sont plus proches des astronomes pour allant, la méthode utilisée avec ce pas différent, la seule différence est qu'ils peuvent utiliser des récepteurs différents, et non pas l'il, mais des jumelles.
S'il vous plaît imaginer deux yeux flottent librement dans l'espace, et leurs emplacements sont situés des deux côtés du soleil - en fait, c'est exactement ce que nous faisons - parce que le mouvement de rotation de la terre, chaque année, nous aurons six mois le temps du côté du soleil, l'autre moitié de l'autre côté du soleil. Donc, quand on regarde les étoiles en hiver et en été, vous pouvez profiter de leurs positions par rapport aux changements dans l'arrière-plan cosmique lointain pour mesurer sa distance.
Casey a déclaré: « La position d'une étoile dans le ciel que nous avons mesuré à un certain moment de l'année, par exemple, une telle détermination en Janvier alors nous devrons attendre six mois, suivis de 7. le même mois mesuré avec une étoile, cette fois, nous sommes en orbite autour du soleil de l'autre côté de la Terre ".
Cependant, cette approche a ses propres limites, qui est, lorsque la distance des étoiles trop loin - à environ 100 années-lumière au-delà, à ce moment, comme l'étoile du spectacle est la différence entre ceux-ci est trop petit, ne peut pas être significative calcul. Cependant, même à une telle distance, nous sommes encore loin d'être près du bord de notre galaxie.
Dans ce cas, nous avons besoin appelé « principale forme de séquence. » Cela dépend de notre compréhension des différentes tailles des étoiles (la soi-disant « séquence principale ») au fil du temps, le processus d'évolution.
La survie de notre soleil est une étoile de la séquence principale
échelle de la distance cosmique trois: le principal raccord de séquence
Une chose est certaine, que le temps passe, la couleur de ces étoiles deviendra progressivement plus rouge. En mesurant avec précision la couleur et la luminosité de ces étoiles et les étoiles qui sont proches de celles qui ont été utilisées pour la méthode de parallaxe de déterminer la distance à travers les principales étoiles de la séquence ont été comparés par cette méthode, nous pouvons prolonger considérablement la mesure de notre univers échelle, donc en mesure d'estimer le nombre d'étoiles lointaines.
Le principe de base de cette approche est: Nous croyons que la qualité, d'âge des étoiles, si elles sont à la même distance, alors ils devraient être la même luminosité. Mais le fait est, ces regards ne sont pas aussi brillantes étoiles, ce qui signifie qu'ils sont de près ou de loin.
Lorsqu'ils sont utilisés dans de telles analyses, la séquence principale est souvent considérée comme un « chandelles standard Univers » - aussi longtemps que la détermination de leur ampleur (luminosité), nous pouvons estimer la distance. Ces bougies standards dans l'espace, d'une manière prévisible pour éclairer l'univers. Mais la principale étoile de la séquence est pas toute l'histoire.
Ceci est similaire à la compréhension de la relation entre la luminosité stellaire et de la distance, lorsque les objets les plus éloignés mesuré la distance semble être encore très critique - tels que ceux situés à l'intérieur des étoiles autres galaxies. Cependant, à distance telle, la séquence principale méthode convenable allant a commencé semblait être insuffisante, parce que ces objets sont souvent encore plus de millions d'années-lumière, ils deviennent de plus en plus précis allant difficile.
RS Puppis, un Céphéides typique. Université Harvard première femme astronome a découvert Leavitt la relation entre cette période variable optique des étoiles variables avec réelle luminosité spéciale
échelle de la distance cosmique Quatre: Cepheid et cosmologique standard Bougies
Mais en 1908, les États-Unis un femme scientifique à l'Université Harvard Hengliaita LeWitt (Henrietta Swan Leavitt) a fait une découverte extrêmement importante, la découverte, les astronomes objets célestes très lointains allant . Leavitt a réalisé que l'univers existe une classe spéciale d'étoiles appelé « Céphéides » (__gVirt_NP_NN_NNPS<__ Céphéide).
Casey a déclaré: « Leavitt a constaté que la luminosité de cette étoile particulière changera au fil du temps se produit, il existe une corrélation directe entre le cycle de changement et sa luminosité et sa vraie luminosité. »
En résumé, il existe une corrélation entre la lumière varie Cepheid période sa luminosité, et la lumière devient la longue période, plus la luminosité. En d'autres termes, par rapport à ceux des plus défaillir Cepheid, les lumineux Cepheid « pulsation » période plus longue (période allant typiquement la lumière peut être jusqu'à plusieurs jours). Parce que les astronomes peuvent être un cycle de lumière variables relativement faciles à mesurer, de sorte qu'ils seront en mesure d'obtenir des données réelles de luminance de l'étoile. Ainsi, à son tour, tant que la luminosité observée d'une étoile variable Cepheid, nous pouvons calculer la distance réelle.
En substance, la loi Cepheid et un procédé de montage de la séquence principale est semblable dans les deux procédés, la luminosité à la fois de la position de base. Mais le principal problème est que nous avons trouvé un nouveau moyen de mesure des objets éloignés. Et plus nous avons une espèce de « étalon », plus nous pouvons comprendre l'ampleur véritable de l'univers.
Pour Shapley, il est la découverte de Céphéides finalement l'a convaincu, l'a convaincu qu'une telle grande échelle galactique.
Au cours des années 1920, l'astronome américain Edwin Hubble a identifié dans le pays voisin galaxie d'Andromède dans un Céphéides, il croit calculé en conséquence galaxie d'Andromède seulement environ 100 millions d'années-lumière de nous.
Aujourd'hui, notre meilleure estimation de la distance à la galaxie d'Andromède est d'environ 2,54 millions d'années-lumière. Cependant, une telle erreur dans la réputation de Hubble intacte. En fait, jusqu'à présent, nous sommes en cours encore des efforts pour modifier nos valeurs de mesure de distance précise de la galaxie d'Andromède. 2,54 millions d'années-lumière de en fait, il est juste la moyenne des derniers de plusieurs données de mesure différentes mentionnées ci-dessus.
Ceci est juste un cas, ce qui indique que la mesure de la distance des corps célestes dans l'univers, aujourd'hui encore, se sentir encore combien est difficile. Nous pouvons faire des estimations relativement fiables, mais pour calculer avec précision la distance entre les galaxies dans l'univers est en fait une chose très difficile. L'univers est trop grand, il ne sera pas arrêté là.
Hubble a également une classe de nain cassé - la soi-disant luminance de type Ia Nova ont été mesurées. Ces objets de haute luminosité peuvent être observés sur une distance très loin, l'échelle peut se prolonger des milliards d'années-lumière.
En raison de ces éclat particulier des explosions de supernova ont été en mesure de calculer les astrophysiciens théoriques ont conclu que la luminosité de tous les supernovae de type Ia sont fondamentalement les mêmes. En conséquence, comme Céphéides, nous observons leur luminosité tant que nous pouvons les obtenir directement de la valeur. En raison des raisons ci-dessus, les deux supernovae de type Ia et Céphéides sont des astronomes affectueusement connu sous le nom de l'univers des « chandelles standard ».
Mais dans l'univers, il est un outil très spécial qui peut nous aider à des objets célestes très lointains allant, cet outil est le redshift.
échelle de la distance cosmique cinq: redshift
Dans la vie de tous les jours que vous avez eu cette expérience: Quand une ambulance ou une voiture de police en passant par devant vous, lorsque la voiture à venir à votre place, vous trouverez de plus en plus aigu du son d'alarme, et quand la voiture loin progressivement quand aller de pair avec elle alerte sonore réduit progressivement. Derrière ce phénomène est une sorte de principes physiques, connu sous le nom « effet Doppler » - lorsque le véhicule est proche de vous, les ondes sonores sont compressés, la fréquence augmente, le son devient forte, au contraire la longueur d'onde acoustique est tiré vers le haut, le ton réduit.
Pour la lumière, la situation est similaire, mais plus doit être fine échelle. Ce que je perçois lointain spectroscopie lumière céleste Cet effet peut être. spectre stellaire sera quelque ligne sombre, qui est la ligne d'absorption dû à la lumière émise par une source lumineuse de certains types d'éléments absorbants sont générés.
Les observations montrent que toutes les galaxies se éloignent de nous, et plus la vitesse des galaxies plus lointaines loin de nous, qui est la loi de la célèbre Hubble, l'essence de c'est derrière l'expansion de l'univers. Et un avertissement sonore est similaire au cas ci-dessus, notre galaxie beaucoup plus rapide, longueur d'onde tirée plus importante mesure, le spectre de la performance vers la fin rouge de celui-ci, est appelée décalage vers le rouge. Donc, basé sur la loi de Hubble, nous constatons que le plus loin de notre galaxie, ils redshift spectres tables d'exposition seront plus. Ainsi, à son tour, le redshift observée du spectre lointain des galaxies fournit également une preuve d'observation solide pour l'expansion de la théorie de l'univers.
Cadic NASA scientifique du projet Seth (Kartik Sheth), a déclaré: « Il est comme un ballon sur la surface de la peinture un grand nombre de points - chaque point représente une galaxie, le soufflage de ballon, vous trouverez tous les points . distance mutuelle entre lesquels augmente dans l'univers et est quelque peu similaire à un cas, car l'expansion de l'univers, chaque galaxie loin de l'autre, « dit: » fondamentalement, la longueur d'onde des ondes électromagnétiques émises à partir d'objets ne sont pas il va changer, mais en raison de l'expansion de l'espace-temps lui-même, la longueur d'onde des ondes électromagnétiques est étirée ".
Plus la vitesse des galaxies sont fuyantes plus loin de nous, le décalage vers le rouge plus importante de leurs caractéristiques spectrales. Il était Edwin Hubble sur les galaxies lointaines Céphéides ont été observées, et entre ces observations avec redshift spectroscopiques association stellaire.
Maintenant, nous sommes arrivés à un point clé. On reçoit le signal d'onde électromagnétique maximale décalée rouge de l'extérieur de l'écran qui 13,8 milliards d'années lumière. En d'autres termes, il est que nous pouvons observer la plus ancienne lumière, qui a dans une certaine mesure, nous a dit que l'âge de l'univers lui-même.
La vie, les sirènes de police et d'ambulance sont notre plus directe se sentent l'effet Doppler acoustique
