Lys som en kosmisk tidsmaskine af Andrew Fraknoi
“Alt, hvad vi ser på himlen tilhører fortiden.” Timothy Ferris, Seeing in the Dark ( s. 116)
Universet fortæller os sin historie hovedsageligt gennem lys og andre bølgelængder af elektromagnetisk stråling. Vi lærer om planeterne, stjernerne og galakserne ved deres lys – synligt lys og også kortere bølgelængde ultraviolet og længere bølgelængde infrarødt lys, usynligt for øjet, men detekterbart af visse teleskoper på Jorden og i rummet – og af det endnu længere bølger af radioenergi, som de sender os. Disse bølger ankommer ikke med det samme. Selvom de rejser med den hurtigst mulige hastighed (lysets hastighed,) tager det et stykke tid at komme her. Universet er stort, så nyhederne er forsinket af de store kløfter i rummet, det skal krydse for at nå os. Lys dækker 186.000 miles HVER ANDET (børn, prøv ikke at rejse så hurtigt uden opsyn af voksne !!!) I metriske enheder er det cirka 300.000 kilometer i sekundet.
Hvor lang tid tager lys at tage nå os fra kendte genstande? Lad os tage en hurtig rundtur i solsystemet og spørge hvert sted, hvor lang tid det tager at nå os her på Jorden.
Månen og solen
Det nærmeste objekt til os er Månen. Dens gennemsnitlige afstand er cirka 240.000 miles, så lys fra Månen tager (240.000 miles divideret med 186.000) 1 og 1/3 sekunder at komme fra Månen til Jorden. Da astronauter kredsede om Månen og senere gik på dens overflade i 1960’erne bemærkede tv-seerne, at de var langsomme med at besvare spørgsmål sendt fra Jorden. Det var fordi det tog 1,3 sekunder for spørgsmålet at rejse til Månen og yderligere 1,3 sekunder for svaret at komme tilbage til Jorden. Disse 2,6 sekunder var nøjagtigt rejsetiden for radiobølger mellem jorden og månen.
Solen ligger 93 millioner miles væk, så sollys tager 8 og 1/3 minutter at komme til os. Der ændres ikke meget med solen på så kort tid, men det betyder stadig, at når du ser på solen, ser du det som det var for 8 minutter siden. PhotoPhoto of the Sun in hydrogen-alpha light.
Planeterne
Den kæmpe planet Jupiter, hvis store måner Galileo opdagede med sit “problemfremstillende” teleskop, er mere mere end 5 gange længere fra solen end Jorden er. Vi ser en planet som Jupiter, fordi dens lys – som ligesom de andre planeter og Månen stammer fra Solen – tager cirka 43 minutter at nå Jupiter. Returen til Jorden kan tage fra 35 til 52 minutter, afhængigt af om vi er på den samme side af solen som Jupiter eller på den anden side.
Lille Pluto er så lille og fjern, det var først opdaget i 1930, kredser 40 gange længere væk fra solen, end vi gør. Lys fra solen tager cirka 5 og 1/2 time at nå det og omtrent samme tid at vende tilbage til jorden. Da lyset når os, har det spredt sig så meget, at planeten ser meget svag ud og kræver et godt teleskop for at få øje på. PhotoFoto af Pluto og dens måne Charon, set med Hubble-teleskopet i 1994.
Ud over solsystemet
At bevæge sig ud over solsystemet, vores målestok for afstande og rejsetider behov at skifte. Nu vil lys kræve år, ikke timer, for at finde vej til os. Den stjerne, der er tættest på solen, er tilfældigvis en del af et system med tre stjerner. (I modsætning til solen, som er en ensom, findes mange stjerner i grupper på to, tre, fire eller flere.) Den lyseste stjerne i vores nabosystem kaldes Alpha Centauri (udtales Al “fa Sen” til ree), og det er en virtuel tvilling fra Solen. Lys fra Alpha Centauri tager mere end 4 år at nå solen. (Astronomer bruger en særlig betegnelse for denne måde at måle afstand på – de siger, at stjernen er 4 lysår væk.)
The den lyseste stjerne i vores himmel er “hundestjernen”, Sirius (udtales Sea “ree us). Det er den primære stjerne i stjernebilledet af den store hund, Canis Major. Sirius er cirka 9 lysår væk. Tænk på, hvad du lavede for 9 år siden. Det var da det lys, vi ser fra Sirius i aften, begyndte sin rejse til os. Ikke langt fra Sirius på himlen er den lyse stjerne Betelgeuse (udtalt Beetle “juice). Det er så langt, at dets lys tager 430 år at nå os.Lys, som vi ser i aften fra Betelgeuse, forlod det i slutningen af 1500-tallet.
I samme del konstellationen, Orion, som Betelgeuse, men endnu længere væk er Orion-tågen, et sted hvor vi ser nye stjerner danne sig Dens afstand er 1500 lysår, hvilket betyder, at det lys, vi ser derfra, forlod mere end tusind år før teleskopets opfindelse.
Jo længere væk et objekt i rummet ligger, jo længere tid tager det lyset for at komme til os, og jo ældre lyset er, når det når jorden. Når vi ser dybere og dybere ned på Mælkevejsgalaksen (øen med stjerner, hvor vi lever), ser vi dybere ind i fortiden. Lys kan tage snesevis af tusinder af år eller mere for at nå os fra fjerne dele af vores galakse, som er omkring 100.000 lysår bredt.
Andre galakser
Når vi bevæger os uden for galaksen, møder vi aften n større rum og længere lys rejsetider. En af de store videnskabelige ideer fra det 20. århundredes astronomi var opdagelsen af, at der er andre galakser derude – der strækker sig så langt vores store teleskoper kan se. Milliarder af andre øer med stjerner er spredt gennem det store mørke hav i rummet.
Den nærmeste store galakse til Mælkevejen er Andromedagalaksen. Undertiden kalder astronomer det M31 efter nummeret i det berømte Messier-katalog over fuzzy himmellegemer. Andromeda (udtalt som en drah “midt a) Galaxy ligger omkring 2 1/2 millioner lysår fra Jorden. Det lys, vi ser fra den i aften, forlod den for mere end 2 millioner år siden, da vores art lige begyndte at etablere sit skrøbelige fodfæste på planeten Jorden.
I denne forstand er astronomi for det meste gammel historie: Jo længere væk objekter er, jo ældre er historien, de har at fortælle os. Unge mennesker, rejst på CNN, internettet og “øjeblikkelig messaging “kan i første omgang tøjle ved tanken om, at den seneste information, vi kan få fra en nabogalakse, måske er 2 millioner år gammel. Men for astronomer er denne forsinkelse i lysets ankomst en af universets største gaver.
Når alt kommer til alt er en af astronomiens grundlæggende opgaver at udfylde universets historie – fra Big Bang til det øjeblik, du læser dette afsnit. Astronomer er muligvis ikke i stand til at påtage sig en sådan opgave, hvis informationen fra universet var begrænset til aktuelle begivenheder. Men universet er en tidsmaskine. Når vi ser på fjernere objekter, lærer vi om mere gamle tider og fænomener. Store teleskoper giver os mulighed for at se milliarder af år ind i fortiden og rekonstruere historien om kosmos eon ved eon.
Objekt | Tid for lyset at nå os |
---|---|
Månen | 1 1/3 sek |
Solen | 8 minutter |
Jupiter | 35 til 52 minutter |
Pluto | 5 1/2 time (i gennemsnit) |
Alpha Centauri (nærmeste stjernesystem) | 4,3 år |
Sirius (lyseste stjerne på vores himmel) | 9 år |
Betelgeuse (lys stjerne) | 430 år |
Orion-tåge | 1500 år |
Andromeda Galaxy | 2,5 millioner år |
Tilbage til toppen