HVORDAN MåLER VI AFSTAND I UNIVERSET?

Send

Denne stjerne er X lysår væk, den galakse er X millioner lysår væk. Men hvordan ved astronomer?

Jeg er evigt i en tilstand, hvor jeg taler om genstande, der uden tvivl er langt væk. Vores hjerner kan forstå afstandene omkring os, slags, især når vi har en bunke værktøjer til at hjælpe. Vi kan måle vores højde med et målebånd eller afstanden langs jorden ved hjælp af et kilometertæller. Vi kan få en fornemmelse af hvor langt væk 100 kilometer er, fordi vi kan køre det i en temmelig kort periode.

Men rummet er virkelig stort, og for de fleste af os kan vores hjerner ikke forstå kosmos fuldstændige ærlighed, hvad så meget måle det. Så hvordan kan astronomer finde ud af, hvor langt væk alt er? Hvordan ved de, hvor langt væk planeter, stjerner, galakser og endda kanten af det observerbare univers er? Hvis du antager, at det hele er trickery? Du er i gang med det.

Astronomer har en pose med bemærkelsesværdigt kloge tricks og teknikker til at måle afstand i universet. For dem kræver forskellige afstande forskellige metoder. På nært hold bruger de trigonometri ved hjælp af forskelle i vinkler for at pusle ud afstande. De bruger også en række standardlys, det er lyse genstande, der genererer en konstant mængde lys, så du kan fortælle, hvor langt de er. I de fjerneste afstande bruger astronomer selve udvidelsen af rummet til at detektere afstande.

Heldigvis overlapper hver af disse metoder. Så du kan bruge trigonometri til at teste de nærmeste standardlys. Og du kan bruge de fjerneste standardlys til at verificere de største værktøjer. Rundt om vores solsystem og i vores galaxy-kvarter bruger astronomer trigonometri til at opdage afstanden til objekter.

De måler placeringen af en stjerne på himlen på et tidspunkt af året og måler derefter igen 6 måneder senere, når Jorden er på den modsatte side af solsystemet. Stjernen vil have flyttet en lille mængde på himlen, kendt som parallax. Fordi vi kender afstanden fra den ene side af Jordens bane til den anden, kan vi beregne vinklerne og beregne afstanden til stjernen.

Jeg er sikker på, at du kan se fejlen. Denne metode falder fra hinanden, når afstanden er så stor, at stjernen ikke ser ud til at bevæge sig overhovedet. Heldigvis skifter astronomer til en anden metode og observerer et standardlys kendt som en Cepheid-variabel. Disse Cepheider er specielle stjerner, der dæmpes og lyses i et kendt mønster. Hvis du kan måle, hvor hurtigt en Cepheid pulserer, kan du beregne dens sande lysstyrke og dermed dens afstand.

Cepheider lader dig måle afstande til nærliggende galakser. Ud over et par dusin megaparsec har du brug for et andet værktøj: supernovae. I en meget speciel type binært stjernesystem dør den ene stjerne og bliver en hvid dværg, mens den anden stjerne lever videre. Den hvide dværg begynder at mate materiale fra partnerstjernen, indtil den rammer nøjagtigt 1,4 gange solens masse. På dette tidspunkt detonerer det som en Type 1A-supernova, hvilket genererer en eksplosion, der kan ses halvvejs over hele universet. Fordi disse stjerner altid eksploderer med nøjagtigt den samme mængde materiale, kan vi registrere, hvor langt de er, og derfor deres absolutte lysstyrke.

I de største skalaer bruger astronomer Hubble-konstanten. Dette er Edwin Hubbles opdagelse om, at universet ekspanderer i alle retninger. Jo længere du ser, jo hurtigere skyder galakser væk fra os. Ved at måle rødskiftet af lys fra en galakse kan du fortælle, hvor hurtigt den bevæger sig væk fra os og dermed dens omtrentlige afstand. Helt i slutningen af denne skala er den kosmiske mikrobølgebakgrundsstråling, kanten af det observerbare univers og grænsen for, hvor langt vi kan se.

Astronomer er altid på udkig efter nye typer standardlys og har opdaget alle slags smarte måder at måle afstand på. De måler klynge af galakser, stråler af mikrobølgestråling fra stjerner og overfladen af røde kæmpe stjerner - alt sammen i håb om at verificere den kosmiske afstandstige. Måling af afstand har været et af de hårdeste problemer for astronomer at knække, og deres løsninger har været absolut geniale. Takket være dem kan vi have en følelse af skala for kosmos omkring os.

Hvilket begreb inden for astronomi har du den sværeste tid i din hjerne? Fortæl os det i kommentarerne nedenfor.

Og hvis du kan lide det, du ser, så kom og se vores Patreon-side og find ud af, hvordan du kan få disse videoer tidligt, mens du hjælper os med at give dig mere godt indhold!