Tudomány
Minden évben kicsit jobban megismerjük az univerzum természetét és helyét benne.
A legtöbb USA-ban a térképi technológiát, amelyet naponta használunk, csak a kötőjelre szerelt GPS egységekre korlátozjuk.
Nincs tiszteletlenség - úgy értem, mindössze 10 évvel ezelőtt a nyomtatott úton lévő atlaktól függöttünk, hogy odajutunk; az élvonalbeli útvonal-megkeresést jelentett a Mapquestben, majd az oldalak kinyomtatását.
De amint ezt elolvasta, tudóscsoportok százai sokkal összetettebb technológiákkal dolgoznak, hogy mindent felképezzenek a világegyetem távolabbi részétől a benne rejlő leginkább kis részecskékig. Néhány héttel ezelőtt a még építés alatt álló ALMA obszervatóriumot (a fenti képen) használó csillagászok jelentős felfedezést tettek a közeli Fomalhaut rendszerről - alapvetően az, hogy valószínűleg egy csomó Föld méretű bolygót tartalmaz.
Az alábbiakban felsoroljuk a világegyetem felépítésével és felépítésével kapcsolatos hasonló jelentőségű felfedezéseket, valamint a csillagászat, a részecskefizika és a tengertudomány legújabb technológiáinak leírását, amelyek lehetővé tették őket.
1. A következő generáció: James Webb Űrtávcső
A Hubble és a Spitzer űrteleszkópok 22, illetve 9 éve ringatják. Ők felelősek a hihetetlen mély űrbeli képek készítéséért, amelyekkel mindannyian ismerjük magunkat, amelyek közül néhány az alábbiakban található. Spitzer azonban már kimerítette az elsődleges műveletekhez szükséges folyékony héliumkészleteit, és a Hubble-nak várhatóan csak további két éve lesz. James Webb utódjaik.
A James Webb Űrtávcsövet, amely 17 országban folyamatban van az építés különböző szakaszaival, 2018-ban tervezik befejezni. Terve 18 18 aranyozott hatszögletű tükröt tartalmaz, amelyek összpontosítják a szuper-távoli célforrásokból származó fényt, és nagyfelbontású, látható és infravörös képeket fognak fel. képek. Elméletileg ez azt jelenti, hogy képes lesz látni a legtávolabbi tárgyakat az univerzumban, például az első csillagokat és galaxisokat, amelyek a Nagyrobbanás után kialakulnak.
A fenti képen: „A NASA mérnöke, Ernie Wright úgy néz ki, mint az első hat repülésre kész James Webb Űrtávcső elsődleges tükörrészei, amelyek készen állnak a végső kriogén tesztelés megkezdésére a NASA Marshall űrrepülési központjában, Huntsville-ben, AL-ban.” A funkcionalitást körülmények között kell tesztelni. hasonlóan azokhoz, amelyeket James Webb célpályáján tapasztaltunk, 930 000 mérföldes egyenesen felfelé.
2. A galaxisunk feltérképezése
Néhány nyilvánvaló módon a Tejút az a galaxis, amelyet legjobban ismerünk. Minden alkotóeleme sokkal, sokkal közelebb van a Földhez, mint idegen galaxisokban lévő társaik. De amikor megértjük a Tejút általános formáját és felépítését, a feladat mindig nehéz volt - éppen azért, mert jól vagyunk a vastag részében.
1785-ben a csillagászok ezt úgy tették, hogy megszámolták a Földről látható egyes csillagokat, és egy nyers galaktikus térképre ábrázolták őket. Később a valódi áttörések más galaxisok megfigyeléséből származtak, és rájöttek, hogy többnyire megfelelnek a három fő szerkezeti típus egyikének. A Tejút spirálfajtájúnak bizonyult, vastag sávval a középső dudor feleződik.
A rádióteleszkópok bevezetése a 20. század közepén lehetővé tette a csillagászoknak, hogy megmérjék a galaxis különféle ágazatainak hidrogénkibocsátását, és ezáltal a spirális karok és az elzárt központ pontosabb feltérképezéséhez vezettek. A jobb oldali ábrán látható, hogy napunk az Orion karjában található. Amikor éjszaka meglátja a Tejútot, élesen és befelé néz a Nyilas, a Scutum-Crux és a Norma fegyverek felé a sűrű galaktikus mag felé.
3. közelebbről a Tejút közepére
A galaxisunkon jelenlegi felfedezések a Hubble és a Spitzer Űrtávcsövek jóvoltából adódnak. A fenti infravörös kompozit egyesíti az egyes technológiák képeit, hogy a világ ezen részének a leg részletesebb képet készítsék. Míg az itt beágyazott fénykép mérete 900 × 349 képpont, a 300 × 115 fényév nagyságú területet képviselik.
A galaktikus központ ismert volt, hogy három hatalmas csillagcsoportból áll, ám ez a kép sokkal több óriási egyént mutat be, amelyek jóval a klaszterek határain túl vannak elosztva. Általánosan elfogadott az is, hogy egy szupermasszív fekete lyuk elrejtőzik valahol ezen a központi régióban. A fenti nagy felbontású mozaik elkészítéséhez a Hubble 144 pályája földre és 2300 expozícióra volt szükség.
4. Hubble űrtávcső
Ez az a technológia, amely a szép űrképekért felelős. Kinda úgy néz ki, mint egy konzervdoboz, amelynek egyik vége körül fóliával van ellátva. Vagy egy igazán drága burrito.
A Hubble építése 11 évbe telt, és 1990-ben elindult. A misszióba töltött néhány hét alatt nyilvánvalóvá vált, hogy a távcső elsődleges tükörének mérései - 2, 2 mikrométerrel el vannak távolítva. Szerencsére a Hubble-t úgy tervezték, hogy befogadja a pálya körüli szolgáltatásokat. 1993-ban az Endeavour személyzete telepítette a korrekciós optikát, a műszert az eredeti tervezési szabványokhoz igazítva. A fenti fénykép a 2009-es utolsó tervezett szervizelési misszió során készült.
A világegyetem tudományos és hazai megértésében elért haladás szempontjából a Hubble űrteleszkóp kétségkívül a legfontosabb térképészeti technológia, amelyet valaha használtak.
5. Megy ultra mélyre
A Hubble legfontosabb eredményei között szerepel ez a felmérés - egy 800 expozícióból álló összetett anyag, amely 11 nap alatt készült, egy egyébként “üres” égrétegre irányítva a Fornax csillagképben.
A Hubble Ultra Deep Field lövésben látható fénypontok mindegyike egy nagyon, nagyon távoli galaxis. A jobb oldali képen látható fényük 13 milliárd évig utazott, mielőtt befolyásolta a Hubble érzékelőit és elkészítette ezt a képet. Ez azt jelenti, hogy erre nézve megfigyeli az univerzumot, mint amely csak 400-800 millió évvel a Nagyrobbanás után volt.
10 000 galaxis van a képen. Az égbolt olyan területét mutatja, amely a telihold átmérőjének csak egyötöde a Földtől nézve. Ehhez nem kell megtennie a matematikát, hogy elfojtsa a fejét.
Tegyen egy szívességet, és kattintson rá, hogy kibővítse.
6. Az univerzum tágulási sebességének mérése
A Hubble nemcsak az eddig rögzített világegyetem legmélyebb képét adta, és segít a csillagászoknak pontosabban meghatározni az univerzum korát, hanem kulcsszerepet játszott abban is, hogy miként mérjük az univerzum tágulási sebességét.
Edwin Hubble 1920-as évek végén végzett munkája óta tudjuk, hogy az univerzum bővül - az univerzum minden tárgya közötti távolság növekszik. Ennek a növekedésnek a mértékét azonban csak a közelmúltban vitatták meg. Az elmúlt néhány évben a csillagászati objektumokból, például a szupernóvákból származó Hubble-teleszkóp adatai (például a fent látható Rák-köd, az 1054-ben 1054-ben bekövetkezett csillagrobbanás maradványai) drámailag pontosabb mérési eredményeket hoztak a Hubble-állandó, a matematikai a tágulási sebesség ábrázolása.
Más szóval, a Hubble-ból származó adatok egyre részletesebb térképeket hoznak létre világegyetemünkről, és segítenek megérteni, hogy ezek a térképek folyamatosan változnak.
7. Obszervatóriumok Hawaii tetején
A Hawaii Nagy Szigeten, Mauna Kea csúcstalálkozóján, 13 796 lábnyira ülve ül a nemzetközileg birtokló obszervatóriumok gyűjteménye. Kiváló hely a csillagfüstöléshez, mivel a környéken általában alacsony a páratartalom, és bármi is legyen a vízgőzök, leginkább felhőkben lógnak a csúcs alatt. A létesítmény napkelte előtti látogatása népszerű turisztikai tevékenységgé vált.
Összesen 13 távcső található, beleértve a Keck-párt is, a világ két legnagyobb optikai távcsövét. A kutatók az obszervatóriumok segítségével mindent ábrázolnak, a Jupiter körüli pályán keringő újonnan felfedezett műholdaktól kezdve a napunk jellemzőiig, a galaxisokig „a sötét korszakoktól kezdve”. Széles körű, zoomálható képeket készítettek az égboltról is.
8. Galaktikus szomszéd tanulmányozása
A Tejúthoz hasonlóan, az új technológiák folyamatosan fejlesztették a közeli galaxisok megértését. A bal oldalon a Nagy Magellán Felhő (LMC) kicsi része látható, amely a sajátunkhoz legközelebbi galaxis, mintegy 160 000 fényév távolságban.
Pontosabban, itt mutatják be a Tarantula ködét. Ez a galaktikus szomszédságunk legnagyobb és legaktívabb csillagtermelő régiója, amely hihetetlenül fényes és hihetetlen érdeklődést mutat a csillagászok számára, amikor megvizsgálják a csillagok kialakulását, fejlődését és végül meghalását. A látható kék csillagok némelyike a legnagyobb, mégis rögzített, tömege több mint százszor nagyobb, mint a napé.
Az LMC homályosan fényes ködként volt látható a korai csillagászok számára - tehát a „felhő” terminológiája. Csak a Hubble-nál sikerült megoldani a szűk klasztereket, mint a Tarantula-köd, mint különálló csillagokat, és pontosan megnézni, mi folyik ebben a jelenségben gazdag galaxisban.
9. Kozmikus sugárzás és az univerzum fejlődése
A világegyetem leképezésének nagy része nem a látható fény spektrumán belül zajlik le, és nem feltétlenül vonzó vagy elérhető képeket eredményez.
Az ESA által 2009-ben elindított Planck műholdas a kozmikus mikrohullámú hátteret (CMB) méri - egy olyan sugárzás típusát, amely áthatja az univerzumot, és azt gondolják, hogy kapcsolódik az eseményekhez, amelyek a Nagyrobbanás alatt és közvetlenül azt követően következtek be. A teljes égbolt CMB-leolvasásainak alapján Planck célja a nagy kérdések megválaszolása: „Hogyan kezdődött az Univerzum, hogyan alakult ki olyan állapotba, amelyet ma megfigyelünk, és hogyan alakul a jövőben?”
10. Földszerű bolygók keresése
A NASA Kepler-missziója, amely a keringő Kepler-távcsövet használja, célja az, hogy felfedezzen a közeli Föld-szerű bolygót, ezáltal pontosabb becslést adva arról, hogy hány ilyen bolygó létezhet a Tejútban.
Ahhoz, hogy "Föld-szerű" legyen, a bolygó méretének hasonlónak kell lennie, mint a miénknek - a nagy bolygók nyilvánvalóan könnyebben észlelhetők, de gázból (például Saturn és Jupiter) állnak, szemben a szilárd anyagokkal. Ezen felül, és ami a legfontosabb, a bolygónak keringnie kell csillagának „lakható zónájában”, olyan felszíni hőmérsékleten, amely lehetővé tenné folyékony víz jelenlétét.
2011 végén bejelentették az első ilyen bolygó, a Kepler-22b megerősítését, és a misszió már több mint 2000 további bolygót jelölt meg. A tudósok most úgy vélik, hogy valószínűleg mintegy 100 Föld-szerű bolygó van 30 fényév belül tőlünk.
11. A helyi világegyetem ütemterve
A galaxisok térképe 380 millió fényév távolságig. Kép: Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ
A 2MASS Redshift Survey (2MRS) földi teleszkópjai által elvégzett tíz év égbolt-letapogatás 2010-ben a mai világegyetem legteljesebb térképét eredményezte. A fenti 3D kép 43 000 galaxist ábrázol, és távolságukat a jobb alsó sarokban található kulcs színei képviselik.
Kicsit trükkös, ha a 3D-s képet itt megnézem. Gizmodo-tól: „Az egyes galaxisok 3D koordinátáit rögzítettük, így a nyers adatokat felhasználhatjuk a világegyetem reális 3D-s modelljének felépítéséhez. Dobj el valami holografikus technológiát, és van valami egyenesen a Star Trek-ről.”
12. Az egyes távcsövek összekapcsolása erős tömbökkel
A New Mexico nagyon nagy sorozatának 27 különálló rádióantenna, mindegyiket 82 láb átmérőjű edény veszi körül, együttesen működnek, hogy hatékonyan hozzanak létre egy 22 mérföld átmérőjű hatalmas obszervatóriumi antennát. A VLA 1980 óta teljes mértékben működőképes, és az előző évben befejezett jelentős hardverfrissítés 8 000-szeresére növelte műszaki kapacitását. A létesítményt átnevezték, hogy tükrözze ezt a jelentős javulást (az új név Karl G. Jansky nagyon nagy tömb).
Az évek során a VLA leképezte a távoli kvazárokat és pulzárokat, megvizsgálta a fekete lyukakat és a bolygót termelő csillagrendszereket, és nyomon követte a hidrogéngáz mozgását galaxisunk központjában. Függetlenül attól, hogy mit látott Jodie Foster a Contact-ban csinálva, nem vesz részt a földönkívüli élet keresésében.
13. Bizonyítékok a sötét anyag létezésére
A jelenlegi elméletek szerint az univerzum anyagának több mint 80% -a nem olyan, mintha minden nap kölcsönhatásba lépünk vagy megfigyelünk. Ez a mindenütt jelen lévő anyag „sötét”, és a listában szereplő egyik technológia sem képes közvetlenül megfigyelni.
Ehelyett a csillagászoknak meg kell mérniük a sötét anyag galaxisokra és más megfigyelhető jelenségekre gyakorolt hatását. Az egyik ilyen hatást gravitációs lencsének hívják, amely akkor fordul elő, ha a távoli tárgyak fényét egy hatalmas tárgy körül (ebben az esetben hatalmas mennyiségű sötét anyagot) az adott objektum gravitációja hajlítja, és úgy néz ki ránk a Földön, mintha lenne. áthaladva egy ívelt üvegdarabon.
Ez történik a jobb oldalon lévő Galaxy Cluster Abell 1689 képen. E galaxisokról alkotott véleményünket torzítja a klaszterben lévő sötét anyag (lila fényként ábrázolva).
Az ilyen képeket felhasználva a Hubble-ból és más forrásokból, és összehasonlítva a lencse mértékét a galaxisok normál megjelenésével, az csillagászok folyamatban vannak az univerzum sötét anyagának 3D térképének elkészítésében.
14. Közelebb otthon: Az óceán fenekének feltérképezése
Míg egy lenyűgöző technológiai sorozat felfelé mutat az univerzum megértésének továbbfejlesztésére, ugyanolyan intenzív kutatások folynak a bolygóval kapcsolatos ismereteink hiányosságainak kitöltésére.
Csak néhány évtized óta tudósok készíthetnek pontos térképeket a tengerfenékről és az ott található különféle tulajdonságokról, kezdve a második világháború utáni katonailag kifejlesztett szonár használatával. Manapság a hagyományos szonárt más technikákkal, például mágneses feltérképezéssel együtt alkalmazzák.
Ez a Sentry autonóm víz alatti járművek (AUV) egyik képessége. Miközben a korábbi mágneses mérőeszközöket felszíni szinten hajók mögött vontatották, addig a Sentry-t úgy tervezték, hogy 100 méterrel a tengerfenék fölött, legfeljebb 5 km mélységben működjön. Ez a közelség a szuperérzékeny magnetométerrel együtt példátlan részletességű tengerfenék térképeket eredményez.
A Sentry-t a Washington állam partjainál található víz alatti obszervatórium potenciális helyszíneinek feltérképezésére használják. Környezeti érzékelőit a Deepwater Horizon olajszennyezésének felmérése során is felhasználták.
15. Búvárkodás a világ aljára
Deepsea Challenger. Fotó: Mark Thiessen / National Geographic
James Cameron, a film rendező március 26-án története az első, aki egyedül merül a Challenger Deep-hez, a Mariana-árok legtávolabbi részéhez és a Föld legmélyebb pontjához (egyenesen hét mérföld).
Cameron a saját mélytengeri merülőjében, a Deepsea Challengerben csinálta, amelyet az elmúlt nyolc évben titokban építettek. Miközben állítólag nem látott sokat a hét órás merülés során, pár nappal később csapata visszatért nélküle, és jobbra készítette a képet, amely a Deepsea Challengert ábrázolja, és amelyet a pilóta nélküli társa, a „mélytengeri landoló” készített,”Akinek a csali valószínűleg felelős a képen látható lény vonzásáért.
Nézze meg ezt a képet a szórakoztató referenciakeretért, hogy milyen mélyen beszélünk. A 35 756 lábnál a Challenger Deep mélyebb, mint az Everest magas, mérfölddel megkímélve. Így messze túl van a mélység, amelynél „ha lyukat lök egy nyomás alatt álló SCUBA tartályban, ahelyett, hogy a levegő kifelé rohanna, a víz belép.” Még mélyebbre vezet, mint ahol az óriás tintahal és a spermium bálna küzdenek, és több mint kétszer olyan mély, mint a a Titanic pihenőhelye, amelyet Cameron 1995-ben látogatott meg.
További projektek vannak folyamatban olyan hajók tervezése és kivitelezése céljából, amelyek az óceán mélyére utazhatnak, nevezetesen a Virgin Group DeepFlight Challenger. Talán nem olyan messze van annak lehetősége, hogy csomagmegoldást kötünk egy szuborbitális repüléshez a Virgin Galactic segítségével és egy út a Mariana felé a Virgin Oceanic útján.
16. Miből készül?
A végtelenül nagy méretű skálaktól a végtelenül kicsiig terjedő térképekig. A nagy hadron-ütközőt, amelyet 2008-ban hoztak online helyre a világ legnagyobb részecskegyorsítójaként, megpróbálja bizonyítani a feltételezett, de még nem megfigyelt Higgs-bozon-részecske létezését.
Ez mind kapcsolódik. A sötét anyag, amely az univerzum 83% -át alkotja, szubatomi részecskékből áll, amelyekről alig lehet elméletet tenni. A testben egy atom körül keringő elektron egyidejűleg lehet a galaxis központja körüli pályán.
Ha megnézzük ezt a listát, és arra gondolunk, hogy a technológia milyen messzire jutott még az elmúlt 10 évben, lehetetlen megjósolni a következő 10 kinyilatkoztatásait.
