Fény mint kozmikus időgép Andrew Fraknoi
“Minden, amit az égen látunk, a múlté.” Timothy Ferris, A sötétben látva ( 116. oldal)
Az univerzum főként fény és más elektromágneses sugárzás hullámhosszain keresztül meséli el nekünk történetét. A bolygókról, csillagokról és galaxisokról fényük – látható fény, valamint rövidebb hullámhosszú ultraibolya és hosszabb hullámú infravörös fény, a szem számára láthatatlan, de a Földön és az űrben lévő bizonyos távcsövek által észlelhető – és még hosszabb ideig rádióenergia hullámai, amelyeket küldenek nekünk. Ezek a hullámok nem azonnal érkeznek. Bár a lehető leggyorsabb sebességgel (a fény sebességével) haladnak, eltartanak egy ideig, mire ideérnek. Az univerzum nagy, ezért a híreket késlelteti a hatalmas űrszakadék, amelyen át kell haladnia, hogy elérjen minket. A fény MINDEN MÁSODIKAN megtesz 186 000 mérföldet (gyerekek, kérjük, ne próbálkozzanak ilyen gyorsan felnőtt felügyelet nélkül !!!) Metrikus egységekben ez körülbelül 300 000 kilométer / másodperc.
Mennyi ideig tart a fény ismerős tárgyakból ér el minket? Vegyünk egy gyors körutazást a Naprendszerben, és kérdezzük meg minden egyes helyen, mennyi idő alatt ér el fénye minket a Földön.
A Hold és a Nap
A hozzánk legközelebbi tárgy a Hold. Átlagos távolsága körülbelül 240 000 mérföld, így a Hold fénye (240 000 mérföld osztva 186 000-rel) 1 és 1/3 másodpercet vesz igénybe a Holdról a Földre. Amikor az űrhajósok a Hold körül keringtek, és később a felszínén jártak az 1960-as években a televízió nézői észrevették, hogy lassan válaszolnak a Földről továbbított kérdésekre. Ennek oka az volt, hogy 1,3 másodpercbe telt, míg a kérdés eljutott a Holdra, és további 1,3 másodperc kellett ahhoz, hogy a válasz visszatérjen a Földre. Ez a 2,6 másodperc volt pontosan a rádióhullámok oda-vissza utazási ideje a Föld és a Hold között.
A Nap 93 millió mérföldre van, így a napfény 8 és 1/3 percet vesz igénybe, hogy hozzánk jusson. Ilyen rövid idő alatt nincs sok változás a Nappal kapcsolatban, de ez még mindig azt jelenti, hogy amikor a Napra tekintünk, úgy látjuk, mint 8 perccel ezelőtt. PhotoPhoto a Napról alfa-hidrogén fényben.
A bolygók
A Jupiter óriásbolygó, amelynek nagy holdjait Galilei “problémákat okozó” távcsövével fedezte fel, sokkal inkább mint ötször távolabb a Naptól, mint a Föld. Olyan bolygót látunk, mint a Jupiter, mert fényének – amely a többi bolygóhoz és a Holdhoz hasonlóan a Napból származik – körülbelül 43 perc alatt eljut a Jupiter. A visszaút a Földre 35-52 percig tarthat, attól függően, hogy a Nap ugyanazon oldalán vagyunk, mint a Jupiter, vagy a másik oldalon.
A kis Plútó olyan kicsi és távoli, hogy volt csak 1930-ban fedezték fel, a Naptól 40-szer távolabb kering, mint mi. A Napból érkező fény körülbelül 5 és 1/2 órát vesz igénybe, hogy elérje, és nagyjából ugyanannyi idő alatt térjen vissza a Földre. Mire a fény eljut hozzánk, annyira elterjedt, hogy a bolygó nagyon homályosnak tűnik, és a megfigyeléséhez jó távcsőre van szükség. PhotoPhoto a Plútóról és a Charon holdról, ahogyan azt a Hubble Űrtávcső látta el 1994-ben.
A Naprendszeren túl
A Naprendszeren túllépve a távolságok és az utazási idők skálája meg kell változtatni. A fényhez évek, nem órák szükségesek, hogy utat érjenek hozzánk. A Naphoz legközelebb eső csillag véletlenül egy három csillagból álló rendszer része. (A magányos Nappal ellentétben sok csillag kettő, három, négy vagy annál nagyobb csoportokban található.) A szomszédos rendszerünk legfényesebb csillagát Alpha Centaurinak hívják (ree-ként ejtik: Al “fa Sen”), és a Nap virtuális ikre. Az Alpha Centauri fényétől több mint 4 év alatt eljut a Nap. (A csillagászok egy speciális kifejezést használnak a távolság mérésére – azt mondják, hogy a csillag 4 fényévnyire van.)
A legfényesebb csillag az egünkön a “kutya csillag”, a Sirius (ejtsd: Sea “ree us). Ez az elsődleges csillag a nagy kutya, a Canis Major csillagképben. Sirius nagyjából 9 fényévnyire van. Gondolj arra, amit 9 évvel ezelőtt csináltál. Ez az a pillanat, amikor a fény, amelyet ma a Szíriustól látunk, először megindult hozzánk. A Szíriustól nem messze az égen a fényes csillag, a Betelgeuse (ejtsd: Beetle juice). Olyan messze van, hogy fényéhez 430 évet kell elérni.Az a fény, amelyet ma este látunk a Betelgeuse-tól, az 1500-as évek végén hagyta el.
Ugyanebben a részben az Orion csillagkép, mint Betelgeuse, de még távolabb van az Orion-köd, egy olyan hely, ahol új csillagokat látunk kialakulni . Távolsága 1500 fényév, ami azt jelenti, hogy a belőle látható fény több mint ezer évvel távozott a távcső feltalálása előtt.
Minél távolabb fekszik egy tárgy az űrben, annál tovább viszi fényét hogy minél előbb eljusson hozzánk, és annál idősebb, amikor a Földre ér. Amikor egyre mélyebbre tekintünk a Tejútrend-galaxisba (a csillagok szigetére, amelyben élünk), egyre mélyebbre tekintünk a múltba. A fény több tíz vagy több ezer évig, hogy galaxisunk távoli részeiről eljusson hozzánk, amely nagyjából 100 000 fényév széles.
Egyéb galaxisok
Amint a galaxison kívülre lépünk, eve-vel találkozunk. n nagyobb hely és hosszabb könnyű utazási idő. A 20. századi csillagászat egyik legnagyobb tudományos elképzelése az volt a felfedezés, hogy vannak más galaxisok is, amelyek egészen a nagy teleszkópjainkig láthatók. A csillagok szigeteinek milliárdjai szóródnak szét az űr sötét sötét óceánján.
A Tejúthoz legközelebbi nagy galaxis az Androméda-galaxis. Néha a csillagászok M31-nek hívják, a szám szerint a homályos égitestek híres Messier-katalógusában. Az Androméda (ejtsd: An drah “a közepén) körülbelül 2 millió millió fényévnyire fekszik a Földtől. Az a fény, amelyet ma este látunk belőle, több mint 2 millió évvel ezelőtt hagyta el, amikor fajunk még csak kezdte kialakítani törékeny lábát. a Föld bolygón.
Ebben az értelemben a csillagászat többnyire ókori történelem: Minél távolabb vannak a tárgyak, annál régebbi a történet, amelyet nekünk kell elmondaniuk. A CNN-en, az interneten és az az üzenetküldés “először megfékezheti azt a gondolatot, hogy a legfrissebb információk, amelyeket egy szomszédos galaxistól kaphatunk, 2 millió éves lehet. De a csillagászok számára a fény beérkezésének ez a késése az univerzum egyik legnagyobb ajándéka.
Végül is a csillagászat egyik alapvető feladata az univerzum történetének kitöltése – az ősrobbanástól a pillanatig, amikor ezt a bekezdést olvassa. A csillagászok nem tudnak ilyen feladatot ellátni, ha az univerzumból származó információk az aktuális eseményekre korlátozódnak. De az univerzum időgép. Távolabbi tárgyakat tekintve megismerkedhetünk több ősi időkkel és jelenségekkel. A nagy teleszkópok lehetővé teszik számunkra, hogy évmilliárdokba tekinthessünk a múltba, és eon által rekonstruálhassuk a kozmosz történetét.
Objektum | Ideje, hogy a fény elérjen minket |
---|---|
A Hold | 1 1/3 mp |
A Nap | 8 perc |
Jupiter | 35-52 perc |
Plútó | 5 1/2 óra (átlagosan) |
Alpha Centauri (legközelebbi csillagrendszer) | 4,3 év |
Sirius (égünk legfényesebb csillaga) | 9 év |
Betelgeuse (fényes csillag) | 430 év |
Orion-köd | 1500 év |
Andromeda Galaxis | 2,5 millió év |
Vissza a tetejére