„Wszystko, co widzimy na niebie, należy do przeszłości.” Timothy Ferris, Seeing in the Dark ( s. 116)

Wszechświat opowiada nam swoją historię głównie poprzez światło i inne długości fal promieniowania elektromagnetycznego. Dowiadujemy się o planetach, gwiazdach i galaktykach na podstawie ich światła – światła widzialnego, a także światła ultrafioletowego o krótszej długości fali i światła podczerwonego o dłuższej fali, niewidocznego dla oka, ale wykrywalnego przez niektóre teleskopy na Ziemi i w kosmosie – i jeszcze dłuższe fale energii radiowej, które nam wysyłają. Fale te nie pojawiają się natychmiast. Chociaż poruszają się z największą możliwą prędkością (prędkością światła), dotarcie tutaj zajmuje im trochę czasu. Wszechświat jest duży, więc wiadomość jest opóźniona przez ogromne przepaści kosmiczne, które musi pokonać, aby do nas dotrzeć. Światło pokonuje 300 000 mil KAŻDEJ SEKUNDY (dzieci, nie próbuj podróżować tak szybko bez nadzoru osoby dorosłej !!!) W jednostkach metrycznych to około 300 000 kilometrów na sekundę.

Ile czasu zajmuje światło dotrzeć do nas ze znajomych przedmiotów? Wybierzmy się na krótką wycieczkę po Układzie Słonecznym, pytając w każdym miejscu, jak długo jego światło dociera do nas na Ziemi.

Księżyc i Słońce

Księżyc sfotografowany cyfrowym aparatem przez teleskop przez Timothy’ego Ferrisa (z Seeing in the Dark).

Najbliższy nam obiekt to Księżyc. Jego średnia odległość wynosi około 240 000 mil, więc światło z Księżyca potrzebuje (240 000 mil podzielone przez 186 000) 1 i 1/3 sekundy, aby dostać się z Księżyca na Ziemię. Kiedy astronauci okrążyli Księżyc, a później chodzili po jego powierzchni w latach sześćdziesiątych widzowie telewizji zauważyli, że wolno odpowiadali na pytania przesyłane z Ziemi. Było tak, ponieważ dotarcie pytania na Księżyc zajęło 1,3 sekundy, a odpowiedź na Ziemię zajęła kolejne 1,3 sekundy. Te 2,6 sekundy to dokładnie czas podróży w obie strony dla fal radiowych między Ziemią a Księżycem.

Słońce jest oddalone o 93 miliony mil, więc światło słoneczne potrzebuje 8 i 1/3 minuty, aby dotrzeć do nas. Niewiele zmian dotyczących Słońca w tak krótkim czasie, ale nadal oznacza to, że kiedy patrzysz na Słońce, widzisz je tak, jak było 8 minut temu. Zdjęcie Słońca w świetle alfa-wodoru.

Planety

Jowisz, sfotografowany kamerą HDTV w teleskop podwórkowy autorstwa Kennetha Crawforda i Michaela A. Maydy (z Seeing in the Dark).

Gigantyczna planeta Jowisz, której duże księżyce Galileo odkrył za pomocą swojego „sprawiającego kłopoty” teleskopu, jest bardziej niż 5 razy dalej od Słońca niż Ziemia. Widzimy planetę taką jak Jowisz, ponieważ jej światło – które podobnie jak inne planety i Księżyc pochodzi ze Słońca – potrzebuje około 43 minut, aby dotrzeć do Jowisza. Podróż powrotna na Ziemię może zająć od 35 do 52 minut, w zależności od tego, czy znajdujemy się po tej samej stronie Słońca, co Jowisz, czy po drugiej stronie.

Mały Pluton jest tak mały i odległy, jak był odkryta dopiero w 1930 roku, krąży 40 razy dalej od Słońca niż my. Światło ze Słońca potrzebuje około 5 i 1/2 godziny, aby do niego dotrzeć i mniej więcej w tym samym czasie, aby powrócić na Ziemię. Zanim dociera do nas światło, rozproszyło się tak bardzo, że planeta wygląda bardzo słabo i wymaga dobrego teleskopu do wykrycia. Zdjęcie Plutona i jego księżyca Charona, widziane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a w 1994 roku.

Poza Układem Słonecznym

Nasza skala odległości i czasu podróży wymaga naszej podróży poza Układ Słoneczny zmienić. Teraz światło dotrze do nas po latach, a nie godzinach. Gwiazda znajdująca się najbliżej Słońca jest częścią układu trzech gwiazd. (W przeciwieństwie do Słońca, które jest samotnikiem, wiele gwiazd występuje w grupach po dwie, trzy, cztery lub więcej). Najjaśniejsza gwiazda w naszym sąsiednim układzie nazywa się Alpha Centauri (wymawiane jako Al „fa Sen” to ree) i jest wirtualnym bliźniakiem Słońca. Światło z Alpha Centauri potrzebuje ponad 4 lat, aby dotrzeć do Słońca. (Astronomowie używają specjalnego terminu na określenie tego sposobu pomiaru odległości – mówią, że gwiazda jest odległa o 4 lata świetlne).

Gwiazda podwójna Albireo , sfotografowany przez teleskop przez Timothy’ego Ferrisa (z Seeing in the Dark), znajduje się 385 lat świetlnych od Ziemi, więc światło, które widzimy z niego dzisiejszej nocy, zostało wyemitowane w XVII wieku.

Najjaśniejszą gwiazdą na naszym niebie jest „psia gwiazda”, Syriusz (wymawiane Sea). Jest to główna gwiazda w konstelacji wielkiego psa, Wielkiego Psa. Syriusz jest około 9 lat świetlnych stąd. Pomyśl o tym, co robiłeś 9 lat temu. To wtedy światło, które widzimy dziś wieczorem od Syriusza, zaczęło swoją podróż do nas. Niedaleko Syriusza na niebie znajduje się jasna gwiazda Betelgeuse (wymawiana sok z Żuka). Jest tak daleko, że jego światło dociera do nas po 430 latach.Światło, które widzimy dzisiejszej nocy z Betelgeuse, opuściło ją pod koniec XVI wieku.

W tej samej części konstelacji, Orion, co Betelgeuse, ale jeszcze dalej znajduje się Mgławica Oriona, miejsce, w którym widzimy formujące się nowe gwiazdy . Jego odległość wynosi 1500 lat świetlnych, co oznacza, że światło, które z niego widzimy, opuściło ponad tysiąc lat przed wynalezieniem teleskopu.

Mgławica Oriona, świecąca chmura gazu i pyłu, w której widzimy formujące się nowe gwiazdy, autorstwa Roba Gendlera.

Im dalej znajduje się obiekt w kosmosie, tym dłużej potrzebuje światła aby dostać się do nas, a starsze jest to światło, gdy dociera do Ziemi. Patrząc coraz głębiej w galaktykę Drogę Mleczną (wyspę gwiazd, na której żyjemy), spoglądamy głębiej w przeszłość. Światło może zająć dziesiątki tysiące lat lub więcej, aby dotrzeć do nas z odległych części naszej galaktyki, która ma w przybliżeniu 100 000 lat świetlnych szerokości.

Inne galaktyki

Gdy wyjdziemy poza galaktykę, napotykamy wigilię n większe przestrzenie i dłuższe czasy przejazdu światła. Jednym z wielkich pomysłów naukowych astronomii XX wieku było odkrycie, że istnieją inne galaktyki – rozciągające się tak daleko, jak sięgają nasze wielkie teleskopy. Miliardy innych wysp gwiazd są rozrzucone po wielkim, ciemnym oceanie kosmosu.

Galaktyka Andromedy, autor: Rob Gendler.

Najbliższą Drogą Mleczną dużą galaktyką jest Galaktyka Andromedy. Czasami astronomowie nazywają ją M31, według numeru w słynnym katalogu rozmytych ciał niebieskich Messiera. Galaktyka Andromedy (wymawiana An drah „środek a) znajduje się około 2 1/2 miliona lat świetlnych od Ziemi. Światło, które z niej widzimy dzisiejszej nocy, opuściło ją ponad 2 miliony lat temu, kiedy nasz gatunek dopiero zaczynał ustalać swój kruchy przyczółek na Ziemi.

W tym sensie astronomia to głównie historia starożytna: im dalej znajdują się obiekty, tym starsza jest historia, którą muszą nam opowiedzieć. Młodzi ludzie, wychowani w CNN, w Internecie i „natychmiastowej wiadomości „mogą w pierwszej chwili okiełznać myśl, że najnowsze informacje, jakie możemy uzyskać z sąsiedniej galaktyki, mogą mieć 2 miliony lat. Ale dla astronomów to opóźnienie w nadejściu światła jest jednym z największych darów wszechświata.

W końcu jednym z podstawowych zadań astronomii jest wypełnienie historii wszechświata – od Wielkiego Wybuchu do chwili, gdy czytasz ten akapit. Astronomowie mogliby nie być w stanie podjąć się takiego zadania, gdyby informacje z wszechświata ograniczały się do bieżących wydarzeń. Ale wszechświat to wehikuł czasu. Patrząc na bardziej odległe obiekty, dowiadujemy się więcej o starożytnych czasach i zjawiskach. Duże teleskopy pozwalają nam spojrzeć miliardy lat w przeszłość i zrekonstruować historię kosmosu eon po eonie.

Powrót do góry