Lygiai prieš 100 metų mūsų visatos samprata labai skyrėsi nuo šiandienos. Žmonės žinojo apie Paukščių Tako žvaigždes ir žinojo apie atstumus iki jų, tačiau niekas nežinojo, kas už jų slypi. Visata buvo laikoma statiška, spiralės ir elipsės danguje buvo laikomos mūsų pačių galaktikos objektais. Niutono gravitacijos dar nepralenkė naujoji Einšteino teorija ir nebuvo girdėtos tokios mokslinės idėjos kaip Didysis sprogimas, tamsioji materija ir tamsioji materija. Bet tada, pažodžiui, su kiekvienu dešimtmečiu, prasidėjo proveržiai po proveržių ir taip iki šiol. Tai Ethano Siegelio „Medium.com“kronika apie tai, kaip pasikeitė mūsų supratimas apie Visatą per pastaruosius šimtą metų.
1919 m. Eddingtono ekspedicijos rezultatai parodė, kad bendrasis reliatyvumas apibūdina žvaigždžių šviesos kreivumą šalia masyvių objektų.
1910-ieji: Einšteino teorija patvirtinta. Bendrasis reliatyvumas išgarsėjo pateikdamas prognozes, kurių negalėjo pateikti Niutono teorija: Merkurijaus orbitos aplink Saulę precesija. Tačiau mokslinei teorijai nepakako paprasčiausiai paaiškinti tai, ką jau pastebėjome; ji turėjo pateikti prognozes apie tai, ko mes dar nematėme. Nors per pastaruosius šimtą metų jų buvo daug - gravitacinis laiko išsiplėtimas, stiprus ir silpnas lęšis, gravitacinis raudonas poslinkis ir t. T., Pirmas buvo žvaigždės šviesos kreivumas visiško Saulės užtemimo metu, kurį Eddingtonas ir jo kolegos pastebėjo 1919 m. Šviesos kreivumo aplink Saulę greitis atitiko Einšteino prognozes ir neatitiko Niutono teorijos. Nuo to laiko mūsų supratimas apie visatą visam laikui pasikeitė.
Hablo atradimas kintamąjį Cefeidą Andromedos galaktikoje M31 atvėrė mums visatą.
1920-ieji. Mes dar nežinojome, kad už Visų Paukščių Tako yra visata, tačiau viskas pasikeitė 1920-aisiais, kai Edvinas Hubble'as kūrė. Stebėdamas danguje kai kuriuos spiralinius ūkus, jis sugebėjo nustatyti atskiras to paties tipo kintamas žvaigždes, žinomas Paukščių kelyje. Tik jų ryškumas buvo toks mažas, kad tai tiesiogiai rodė milijonus šviesmečių tarp mūsų, padėdamas juos toli už mūsų galaktikos ribų. Hablas tuo nesustojo. Jis matavo recesijos greitį ir atstumą iki dešimčių galaktikų, žymiai išplėsdamas žinomos visatos ribas.
Dvi ryškios didelės galaktikos, esančios Komos spiečiaus centre, NGC 4889 (kairėje) ir šiek tiek mažesnės NGC 4874 (dešinėje), kurių kiekviena yra daugiau nei milijonas šviesmečių. Manoma, kad didžiulė tamsiosios medžiagos aureolė eina per visą klasterį.
1930-ieji. Jau seniai manoma, kad jei galėtumėte išmatuoti visą žvaigždėse esančią masę ir galbūt pridėti dujų ir dulkių, galėtumėte suskaičiuoti visą visatos medžiagą. Tačiau stebėdamas galaktikas tankiame spiečiuje (kaip ir Coma spiečius), Fritzas Zwicky parodė, kad žvaigždžių ir vadinamosios „įprastos materijos“(t. Y. Atomų) nepakanka paaiškinti šių spiečių vidinį judėjimą. Naująją materiją jis pavadino tamsiąja materija („dunkle materie“), o jo pastebėjimai buvo visiškai ignoruojami iki 1970-ųjų. Tada jie geriau tyrė paprastąją materiją ir paaiškėjo, kad atskirose besisukančiose galaktikose yra gana daug tamsiosios materijos. Dabar mes žinome, kad tamsioji materija yra 5 kartus masyvesnė už įprastą materiją.
1940 m. Nors didžioji dalis eksperimentinių ir stebėjimo išteklių atiteko žvalgybos palydovams, raketų inžinerijai ir branduolinių technologijų plėtrai, teoriniai fizikai ir toliau dirbo nenuilstamai. 1945 m. Georgijus Gamowas sukūrė visišką besiplečiančios visatos ekstrapoliaciją: jei visata plečiasi ir vėsėja šiandien, ji kažkur praeityje turėjo būti tankesnė ir karštesnė. Todėl kadaise praeityje buvo laikas, kai visata buvo per karšta ir neutralūs atomai negalėjo susidaryti, o prieš tai negalėjo susidaryti atominiai branduoliai. Jei taip yra, tada prieš susiformuojant bet kurioms žvaigždėms, Visatos materija prasidėjo nuo lengviausių elementų, o mūsų laikais galima stebėti tos temperatūros poslinkį visomis kryptimis - vos keliais laipsniais virš absoliutaus nulio. Šiandien ši teorija yra žinoma kaip Didžiojo sprogimo teorija.o 1940-aisiais niekas nežinojo, kokia ji spalvinga.
Reklaminis vaizdo įrašas:
1950-ieji. Konkuruojanti „Didžiojo sprogimo“hipotezės idėja buvo stacionarus visatos modelis, kurį pateikė Fredas Hoyle'as ir kiti. Pažymėtina, kad abi pusės teigė, kad visi sunkieji elementai, esantys Žemėje, buvo suformuoti ankstyvosios Visatos metu. Hoyle'as ir jo kolegos teigė, kad jie nebuvo pagaminti ankstyvoje, karštoje ir tankioje būsenoje, bet greičiau ankstesnėse žvaigždžių kartose. Hoyle kartu su kolegomis Willie Fowler ir Margaret Burbidge išsamiai paaiškino, kaip elementai sutvarko periodinę lentelę branduolio sintezės žvaigždėse metu. Įdomu tai, kad jie numatė anglies sintezę iš helio procese, kurio dar niekada nematėme: trigubo alfa procesui, kuriam reikalinga nauja anglies būsena. Šią būseną Fowleris atrado praėjus keleriems metams po Hoyle pirminės prognozės ir šiandien ji vadinama Hoyle anglies būsena. Taigi, mes sužinojome, kad visi sunkieji Žemėje esantys elementai yra kilę dėl visų ankstesnių žvaigždžių kartų.
Jei galėtume pamatyti mikrobangų šviesą, naktinis dangus atrodytų kaip žalias ovalas, kurio temperatūra būtų 2,7 Kelvino, o centre būtų „triukšmas“dėl karšto mūsų galaktikos plokštumos įnašo. Ši vienoda spinduliuotė su juodųjų kūnų spektru rodo Didžiojo sprogimo poslinkį: tai kosminis mikrobangų fonas.
1960-ieji. Po 20 metų trukusių diskusijų buvo atliktas pagrindinis pastebėjimas, kuris nulems Visatos istoriją: atradimas iš Didžiojo sprogimo numatytam poslinkiui arba kosminis mikrobangų fonas. Šią vienodą 2,725 Kelvino temperatūros spinduliuotę 1965 metais atrado Arno Penziasas ir Bobas Wilsonas, iš kurių nė vienas iš karto nežinojo, į ką pateko. Tik su laiku buvo išmatuotas šios spinduliuotės juodojo kūno spektras ir jo svyravimai, kurie parodė, kad mūsų Visata prasidėjo nuo „sprogimo“.
Ankstyviausias Visatos etapas, dar iki Didžiojo sprogimo, nustatė visas pirmines sąlygas viskam, ką matome šiandien. Tai buvo didžioji Alano Gutho idėja: kosminė infliacija
1970-iejiPačioje 1979 m. Pabaigoje jaunasis mokslininkas perėjo savo idėją. Alanas Guthas ieškojo būdo išspręsti kai kurias nepaaiškintas Didžiojo sprogimo problemas - kodėl visata yra tokia plokščia erdvėje, kodėl ji yra vienoda temperatūra visomis kryptimis ir kodėl joje nėra aukščiausių energijų reliktų - ir sugalvojo kosminės infliacijos idėją. Pagal šią idėją, prieš visatai įvedant karštą tankią būseną, buvo eksponentinio išsiplėtimo būsena, kai visa energija buvo būdinga pačiam kosmoso audiniui. Norint suformuoti dabartinę infliacijos teoriją, reikėjo keletą patobulinti originalias Gutho idėjas, tačiau vėlesni stebėjimai - įskaitant kosminio mikrobangų fono svyravimus - patvirtino jos prognozes. Visata ne tik prasidėjo sprogimu, bet ir turėjo dar vieną ypatingą būseną dar prieš įvykstant šiam Didžiajam sprogimui.
1987a supernovos liekanos, esančios Didžiajame Magelano debesyje už 165 000 šviesmečių. Daugiau nei tris šimtus šimtmečių tai buvo arčiausiai Žemės stebima supernova
1980-ieji. Gali atrodyti, kad nieko rimto neįvyko, tačiau būtent 1987 metais iš Žemės buvo pastebėta artimiausia supernova. Tai atsitinka kartą per šimtą metų. Tai taip pat buvo pirmoji supernova, atsiradusi, kai turėjome detektorių, galinčių aptikti neutrinus iš tokių įvykių. Nors mes matėme daugybę supernovų kitose galaktikose, niekada jų nepastebėjome pakankamai arti, kad galėtume iš jų matyti neutrinus. Šie maždaug 20 neutrinų žymėjo neutrino astronomijos pradžią ir tolesnius pokyčius, kurie paskatino neutrino virpesius, neutrino masių ir neutrino neutrino aptikimą iš supernovų, kurios atsiranda už milijonų šviesmečių esančiose galaktikose. Jei mūsų šiuolaikiniai detektoriai veiktų tinkamu laiku, kitas supernovos sprogimas leistų užfiksuoti šimtus tūkstančių neutrinų.
Keturi galimi visatos likimai, iš kurių paskutinis geriausiai tinka duomenims: Visata su tamsiąja energija. Pirmą kartą jis buvo atrastas stebint tolimas supernovas
1990-ieji. Jei manėte, kad tamsioji materija ir visatos pradžios atradimas buvo pagrindiniai atradimai, įsivaizduokite 1998 m. Sukrėtimą, kai jie atrado, kad visata netrukus baigsis. Istoriškai mes įsivaizdavome tris galimus likimus:
- Visatos išsiplėtimo nepakaks, kad būtų įveikta gravitacinė trauka viskam ir visiems, ir Visata vėl susitrauks didžiajame suspaudime.
- Visatos plėtimasis bus per didelis, ir viskas, kurią vienija gravitacija, išsisklaidys, ir Visata sustings
Arba atsidursime šių dviejų rezultatų riboje, o išsiplėtimo greitis asimptotiškai linkęs nulį, bet niekada jo nepasieks: kritinė visata
Tačiau vietoj to tolimos supernovos parodė, kad visatos plėtimasis spartėja ir, bėgant laikui, tolimos galaktikos viena nuo kitos tolsta vis greičiau. Visata ne tik užšals, bet visos viena prie kitos nesusijusios galaktikos galiausiai išnyks už mūsų kosminio horizonto. Be mūsų vietinės grupės galaktikų, nė viena galaktika nesutiks Paukščių Tako, o mūsų likimas bus šaltas ir vienišas. Po 100 milijardų metų mes nematysime kitų galaktikų, išskyrus savo.
2000-ieji. Atlikdami Didžiojo Sprogimo svyravimus (ar netobulumus) išmatavome neįtikėtinų dalykų: mes sužinojome, iš ko tiksliai yra Visata. COBE duomenys pakeitė WMAP duomenis, kuriuos savo ruožtu patobulino Planckas. Didelių galaktikų tyrimų (pvz., 2dF ir SDSS) didelio masto struktūrų duomenys ir tolimų supernovų duomenys mums suteikė šiuolaikišką visatos vaizdą:
- 0,01% spinduliuotės fotonų pavidalu, - 0,1% neutrinų, kurie lengvai prisideda prie gravitacinių aureolių, supančių galaktikas ir grupes, - 4,9% paprastosios medžiagos, į kurią įeina viskas, susidedanti iš atominių dalelių, - 27% tamsiosios materijos arba paslaptingų, nesąveikaujančių (išskyrus gravitaciškai) dalelių, kurios suteikia visatai mūsų stebimą struktūrą, - 68% tamsioji energija, būdinga pačiai erdvei.
2010 m. Šis dešimtmetis dar nesibaigė, bet mes jau radome savo pirmąsias potencialiai gyvenamas į Žemę panašias planetas (nors ir labai toli), tarp tūkstančių ir tūkstančių naujų egzoplanetų, kurias atrado NASA „Kepler“misija. Tai gali būti ne didžiausias dešimtmečio atradimas, nes LIGO tiesioginis gravitacinių bangų aptikimas patvirtino vaizdą, kurį Einšteinas nupiešė dar 1915 m. Praėjus daugiau nei šimtmečiui po to, kai Einšteino teorija pirmą kartą metė iššūkį Niutonui, bendrasis reliatyvumas išgyveno visus siūlomus bandymus ir bandymus.
Mokslo istorija vis dar rašoma, ir visatoje dar daug ko galima atrasti. Bet šie 11 žingsnių mus iš nežinomo amžiaus visatos, ne didesnės už mūsų galaktiką, daugiausia sudarytą iš žvaigždžių, išvedė į besiplečiančią, vėsinančią visatą, valdomą tamsiosios materijos, tamsiosios energijos ir mūsų įprastos materijos. Joje yra daugybė potencialiai gyvenamų planetų, ji yra 13,8 milijardo metų ir prasidėjo nuo Didžiojo sprogimo, kuris pats išplaukė iš kosminės infliacijos. Mes sužinojome apie Visatos kilmę, apie jos likimą, apie išvaizdą, struktūrą ir dydį - ir visa tai 100 metų. Galbūt ateinantys 100 metų bus kupini netikėtumų, kurių net neįsivaizduojame.
Ilja Khelis