Оскільки інженери та фахівці старанно працюють над діагностикою та розробкою рішення (у кращому випадку) або вирішують (у гіршому випадку) останні проблеми з гіроскопом у космічному телескопі Хаббла, це дає нам хвилину перевірити та поміркувати над деякими з його найбільших подвигів наука. Не хвилюйтесь, що велика обсерваторія на небі вже нікуди не збирається (наскільки ми хотіли б оновлення чи заміни), тому ми можемо з упевненістю чекати ще багатьох років астрономічної величі. Але Хаббл працює вже майже три десятиліття; що це сприяло загальній суті людських знань про Всесвіт?
Відповідь: багато. І сьогодні я торкнуся лише одного з найголовніших моментів.
Виміряти далекі відстані до далеких речей у просторі - непросте завдання. Виявляється, сказати щось пікантне на кшталт "Галактика Андромеди приблизно за 2,5 мільйона світлових років" насправді дуже важко розробити ззаду. Сучасні астрономічні вимірювання базуються на наборі техніки, що перетинаються, які постійно працюють назовні на все більші відстані від Місяця до краю спостережуваного Всесвіту.
Одне з ключових якорів у цій так званій «космічній сходовій сходах» (тому що вона схожа на сходи відстаней до космосу) - це дивний астрономічний об’єкт, відомий як змінні Цефеїда. Названі королівським сузір'ям, де вони були вперше виявлені, ці зірки мають дуже своєрідну і дуже корисну властивість: вони пульсують.
Протягом кількох днів ці зірки будуть стабільно рости яскравішими і тьмянішими, проїжджаючи по звичайному, повторюваному, надійному малюнку. І на початку 1900 року дивовижно обдарований астроном на ім'я Генрієтти Лебед Левант виявив, що ці змінні Цефеїда не є просто нудно змінними - вони цікаво мінливі. Існує дуже цікавий взаємозв'язок між тим, як швидко ці зірки роблять яскравішими / тьмянішими, і наскільки вони яскраво яскраві (в жаргоні астрономії це знають як світність).
І якщо ви знаєте, наскільки щось яскраве, ви можете порахувати відстань. Подумайте про це лише трохи зі мною, щоб зрозуміти, наскільки це приголомшливо. Вийдіть сьогодні вночі і подивіться на випадкову зірку. Наскільки далеко? Візьміть випадкову здогадку. Шукайте яскравішу зірку. Чи то яскравіша зірка яскравіша, бо вона ближче? Або яскравіше, бо ... це просто, знаєте, яскравіше? Це жорстка головоломка, яка турбує навіть титанів думки, як Ньютон.
Але якби ви знали світність (фактичну яскравість) цих зірок, то могли б точно знати, яка з них далі, а яка ближче. Для кожної зірки ви могли порівняти її правда Яскравість до яскравості, яку ви вимірюєте в небі, зробіть трохи, але середню школьну тригонометрію, і ви б знали відстань до цих зіркових осель.
Це важко зробити з будь-якою старою зіркою, тому що важко пізнати їх справжню яскравість. Але, на щастя, Цефеїди - це не якась стара зірка. Оскільки ви можете виміряти їх відмінність, і ця зміна безпосередньо пов'язана з їх світністю, ви можете зафіксувати їх відстані з (відносною) легкістю.
Саме разом із Цефеїдами Едвін Хаббл вперше виявив, що Галактика Андромеда - це а) власна галактика; і б) насправді далеко, відкривши наш перший великий стрибок на ширшу космологічну сцену. А тепер ви знаєте, чому Хаббл (космічний телескоп) був названий на честь Хаббла (людини). Але цефеїди можуть зайняти нас поки що. Вам все одно доведеться спостерігати за окремою зіркою і мати достатньо чутливий телескоп, щоб фіксувати зміни в часі. Це не легкий подвиг, і чим далі, і набагато складніше, чим далі ви йдете.
Щоб дістатися до справді величезних космологічних відстаней, які ми знаємо і любимо сьогодні, ми переходимо до інших методик. Але ці прийоми (скажімо, дивлячись на певні види наднових) не є непоганими поблизу, тому цефеїди забезпечують вирішальну опорну точку для досягнення… ну зірок.
І саме тут Хаббл реалізовувався великим чином. Хаббл - великий телескоп, це означає, що він може бачити дуже далеко Цефеїди. І в космосі, тому не потрібно турбуватися про примхливу атмосферу, щоб зіпсувати її вимірювання. Завдяки цим перевагам та іншим досягненням, астрономи нам вдалося зафіксувати відстані до трьох десятків галактик аж до 65 мільйонів світлових років, з кількома вимірюваннями цефеїдів на галактиці, щоб дійсно їх зафіксувати.
Цей єдиний результат цементував наше розуміння космічних відстаней, допомагаючи нам дізнатися більше про все, від історії нашого космосу до природи темної енергії. І це був лише невеликий шматочок того, що було досягнуто з Hubble.
Читайте більше: «Кінцеві результати ключового проекту космічного телескопа Хаббла для вимірювання постійності Хаббла»
