Kako smo "prelistali" od "Zvezdne noči" do Planckovega pogleda na polje BICEP2 - vesoljski časopis

Pin
Send
Share
Send

Vincent van Gogh je z vidika okna v norem azilu naslikal eno najbolj odmevnih in cenjenih umetniških del v človeški zgodovini. Znanstvena odkritja razkrivajo Kozmos s takšnimi lastnostmi.

Umetniki in znanstveniki so se od Vincentovega časa lotili poti, da bi prenesli in razumeli naravni svet. Zadnje objavljene slike, ki jih je posnel evropski vesoljski teleskop Planck, razkrivajo nove izvrstne podrobnosti našega vesolja, ki se začnejo dotikati barvnih potez velikega mojstra, hkrati pa segajo skoraj do začetka časa. Odkar je Van Gogh - mineva 125 let - znanstveniki sestavil postopno zapleten in neverjeten opis Vesolja.

Pot od Van Gogha do posnetkov Teleskopa Planck je posredna, abstrakcija podobna impresionizmu Van Goghove dobe. Impresionisti v 1800-ih so nam pokazali, da lahko človeški um razlaga in predstavlja svet nad omejitvami naših petih čutov. Poleg tega je optika od časa Galilea začela širiti sposobnost naših čutov.

Matematika je morda največja oblika abstrakcije našega videnja sveta, Kozmosa. Pot znanosti iz obdobja van Gogha se je začela z njegovim sodobnikom Jamesom Clerkom Maxwellom, ki je dolžan navdih eksperimentalistu Michaelu Faradayu. Maxwell-ove enačbe matematično definirajo naravo električne energije in magnetizma. Od Maxwella se elektrika, magnetizem in svetloba prepletajo. Njegove enačbe so zdaj izpeljava bolj univerzalne enačbe - Standardnega modela vesolja. Članek Ramina Skibbe, ki je priložen članku vesoljskega časopisa, podrobneje opisuje nove ugotovitve znanstvenikov Planck Mission in njihov vpliv na standardni model.

Dela Maxwella in eksperimentalistov, kot so Faraday, Michelson in Morley, so zgradili ogromno znanja, na katerem je Albert Einstein lahko napisal svoje prispevke iz leta 1905, svojega čudežnega leta (Annus mirabilis). Njegove teorije vesolja so bile razlagane, preverjene vedno znova in vodijo neposredno v vesolje, ki so ga preučevali znanstveniki, ki uporabljajo teleskop Planck.

Leta 1908 je nemški fizik Max Planck, po katerem je imenovan teleskop ESA, prepoznal pomen Einsteinovega dela in ga na koncu povabil v Berlin in stran od nejasnosti patentne pisarne v Bernu v Švici.

Ko je Einstein porabil desetletje za dokončanje svojega največjega dela Splošne teorije relativnosti, so astronomi začeli uporabljati močnejša orodja v svoji trgovini. Edwin Hubble, rojen v letu, ko je van Gogh naslikal Zvezdno noč, je začel opazovati nočno nebo z najmočnejšim teleskopom na svetu, 100-palčnim teleskopom Kuker Mt Wilson. Hubble je v dvajsetih letih prejšnjega stoletja odkril, da Mlečna pot ni celotno vesolje, ampak otoško vesolje, ena izmed milijard galaksij. Njegova opažanja so razkrila, da je bila Mlečna pot spiralna galaksija oblike, podobne sosednjim galaksijam, na primer M31, Andromedina galaksija.

Einsteinove enačbe in Picassova abstrakcija so ustvarile še en nalet odkritja in ekspresionizma, ki nas poganja še 50 let. Njihov vpliv še danes vpliva na naše življenje.

Teleskopi iz Hubblejeve dobe so dosegli vrhunec z 200-palčnim teleskopom Palomar, kar je štirikrat večja moč svetlobe Mount Wilson's. Astronomija je morala počakati na razvoj sodobne elektronike. Izboljšave fotografskih tehnik bi bledele v primerjavi s prihodnjim.

Razvoj elektronike so pospešili pritiski na nasprotne sile med drugo svetovno vojno. Karl Jansky je razvil radioastronomijo v tridesetih letih 20. stoletja, ki je koristila raziskavam, ki so sledile v vojnih letih. Jansky je zaznal radijski podpis Mlečne poti. Kot so si zamislili Maxwell in drugi, se je astronomija začela širiti onkraj vidne svetlobe - v infrardeče in radijske valove. Odkritje kozmičnega mikrovalovnega ozadja (CMB) leta 1964 Arno Penzias in Robert Wilson je zagotovo največje odkritje iz opazovanj v radio valovnem (in mikrovalovnem) območju elektromagnetnega spektra.

Analogna elektronika bi lahko povečala fotografske študije. Vakuumske cevi so vodile do foto-množilnih cevi, ki so lahko preštevale fotone in natančneje izmerile dinamiko zvezd in spektralne posnetke planetov, meglic in celotnih galaksij. Nato so leta 1947 trije fiziki v Bell Labs, John Bardeen, Walter Brattain in William Shockley ustvarili tranzistor, ki še danes spreminja Svet.

Za astronomijo in našo podobo vesolja je to pomenilo bolj akutno sliko vesolja in posnetke, ki segajo skozi celoten elektromagnetni spekter. Infrardeča astronomija se je počasi razvijala v začetku 1800-ih, vendar je bila elektronika v trdnem stanju v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je postala stara. Mikrovalovna ali milimetrska radijska astronomija je zahtevala zakonsko zvezo radio astronomije in trdne elektronike. Prvi praktični milimetrski valovni teleskop je začel delovati leta 1980 v observatoriju Kitt Peak.

Z nadaljnjimi izboljšavami elektronike v trdnem stanju in razvojem izredno natančnih krmilnih naprav in razvojem nizkotemperaturne polprevodniške elektronike je astronomija dosegla današnji dan. Z moderno raketno opremo so občutljive naprave, kot sta Hubble in Planck vesoljski teleskopi, postavljene v orbito in nad neprozorno atmosfero, ki obdaja Zemljo.

Astronomi in fiziki zdaj vesolje sondirajo po celotnem elektromagnetnem spektru, ki ustvarja terabajte podatkov in abstrakcije surovih podatkov, nam omogočajo, da v vesolje pogledamo z učinkovitim šestim čutom, ki nam ga daje tehnologija 21. stoletja. Kakšno izjemno naključje, da opažanja naših najboljših teleskopov, ki peljejo skozi stotine tisoč svetlobnih let, še bolj, 13,8 milijarde let do začetka časa, razkrivajo podobe vesolja, ki niso podobne sijajnim in čudovitim slikam človek z umom, ki mu ni dal druge izbire, kot da svet vidi drugače.

Zdaj 125 let kasneje nas to šesto čutilo silo, da vidimo svet v podobni luči. Poglejte navzgor v nebo in lahko si predstavljate, da se planetarni sistemi vrtijo okoli skoraj vsake zvezde, vijugajoči se oblaki spiralnih galaksij, ena še večja na nebu kot naša Luna, in valovi magnetnih polj povsod čez zvezdno noč.

Razmislite, kaj razkriva misija Planck, vprašanja, na katera odgovarja, in nova, ki jih postavlja -Izkaže se, da primordialnih gravitacijskih valov nismo našli.

Pin
Send
Share
Send