Astronomi

Bagaimanakah Bima Sakti dan Andromeda Galaxy terpisah sebelum mereka memulakan jalan perlanggaran mereka?

Bagaimanakah Bima Sakti dan Andromeda Galaxy terpisah sebelum mereka memulakan jalan perlanggaran mereka?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bagaimanakah Bima Sakti dan Andromeda Galaxy terpisah sebelum mereka memulakan jalan perlanggaran mereka?

Saya faham bahawa graviti menarik kedua galaksi itu, tetapi apa yang memisahkannya dari awal sementara graviti menariknya bersama?

Terima kasih untuk pertimbangan anda.


Jawapan ringkasnya adalah:

Inflasi

Kedua galaksi membentuk jarak yang sangat jauh antara satu sama lain, hampir satu bilion tahun selepas ledakan besar. Hari ini mereka sedekat ini.


Saya fikir ia adalah soalan yang menyeronokkan, saya memikirkannya. Versi Layman, jadi pembetulan dialu-alukan.

Alam semesta yang sangat awal, beberapa saat pertama, ia agak padat. Ini diiklankan dengan baik dan spesifik dan perinciannya tidak begitu penting untuk persoalan ini, tetapi tenaga dan barang di alam semesta awal yang kemudiannya membentuk Bima Sakti dan tenaga dan barang yang membentuk Andromeda adalah jiran kosmik dan pada mulanya detik alam semesta, cukup dekat antara satu sama lain. Peraturan asas Hubble adalah bahawa perkara-perkara yang dekat (dalam istilah kosmologi) selalu dekat, seperti titik pada balon yang meletup. Segala-galanya menjauh dari yang lain, tetapi perkara-perkara yang bersebelahan selalu saling berdekatan. Pada skala yang lebih kecil, seperti bintang di galaksi atau planet, ini tidak benar kerana pertolongan graviti dan jalur orbit yang berbeza, tetapi ini benar untuk galaksi. (mungkin ada beberapa variasi kecil pada ini dengan galaksi kerdil "mengorbit", tetapi masih banyak, benar).

Perkara penting lain yang perlu dibuat mengenai alam semesta awal adalah bahawa ia lebih seragam, jadi, kerana keseragaman, graviti menarik hampir sama ke semua arah. Awan jirim dan tenaga yang agak besar tidak mendominasi graviti kerana terdapat jisim serupa ke semua arah. Anda mungkin berfikir bahawa alam semesta yang lebih padat bermaksud graviti yang lebih kuat ke arah jirim yang berdekatan, tetapi itu tidak berlaku jika jirim itu tersebar secara merata ke semua arah.

Jadi, secara umum, di alam semesta yang sangat muda, barang-barang yang menjadi Bima Sakti dan barang-barang yang menjadi Andromeda bermula lebih dekat, tetapi mereka tidak saling menarik sejak awal kerana keseragaman.

Lama kelamaan, graviti tempatan mengatasi keseragaman. Saya tidak dapat memberitahu anda kapan itu berlaku (mungkin seseorang di sini dapat), tetapi memerlukan sedikit masa sebelum pembentukan kumpulan galaksi dan kelompok mulai terbentuk. Kita tahu dari peta sinaran latar bahawa Alam Semesta masih cukup seragam selewat-lewatnya 380.000 tahun selepas ledakan besar. Lihat gambar:

(Edit kerana pembetulan). Dan pada 380,000 tahun, Alam Semesta yang diketahui dianggap sekitar 1/1100 dari radius semasa. Kita tahu dari sinaran latar belakang kosmik bahawa pada masa itu, Alam Semesta masih seragam, walaupun ketidakseragaman menyebabkan pembentukan galaksi, gugus dan gugus super, jadi itu penting, tetapi masih memerlukan sedikit masa untuk tempatan kumpulan dan kelompok galaksi untuk terbentuk.

Lihat sini.

Pada peta ini, kawasan panas, ditunjukkan dengan warna merah, 0,0002 Kelvin lebih panas daripada kawasan sejuk, ditunjukkan dengan warna biru.

dan

Fluktuasi suhu gelombang mikro kosmik ini dipercayai dapat mengesan turun naik kepadatan jirim di alam semesta awal, kerana ia dicetak tidak lama selepas Big Bang. Oleh itu, mereka mengungkap banyak tentang alam semesta awal dan asal usul galaksi dan struktur skala besar di alam semesta.

Tetapi apabila graviti tempatan mengatasi keseragaman, maka galaksi dapat mula saling berkumpul dengan lebih berkesan. Corak jaring laba-laba menunjukkan bahawa ada kecenderungan untuk ini terjadi, kerana galaksi menarik galaksi lain ke arah mereka, walaupun ketika ruang mengembang, jadi anda mendapat garis kawasan yang lebih padat dengan lebih banyak galaksi dan poket ruang kosong, kebanyakannya bebas dari galaksi .

Sumber gambar untuk bacaan selanjutnya.

Jadi, apa yang pada dasarnya terjadi dengan Andromeda dan Bima Sakti adalah bahawa gabungan pengembangan dengan keseragaman menjadikan mereka agak jauh walaupun mereka masih terbentuk, tetapi mereka masih berjiran sebelah sana sejauh galaksi pergi.

Kedua-dua Bima Sakti dan Andromeda telah menyerap galaksi kerdil yang lebih kecil dan dekat, mungkin berkali-kali, jadi mereka bukan 2 galaksi terdekat, tetapi mereka adalah 2 galaksi bukan kerdil yang paling hampir (sekurang-kurangnya, yang kita ketahui).

Anda mungkin berfikir bahawa galaksi dapat mengorbit galaksi lain, tetapi sifat pengembangan Hubble tidak memberikan galaksi halaju arah galaksi ke arah galaksi lain yang berdekatan, jadi pada dasarnya, 2 galaksi bergerak sama satu sama lain kerana graviti bersama atau jauh dari satu sama lain kerana untuk meluaskan ruang. Sekarang dalam sistem galaksi 3 atau lebih dengan jisim serupa, mereka dapat memperoleh kelajuan tangen, tetapi secara umum, arah antara mana-mana 2 galaksi besar kebanyakannya menuju atau jauh, bukan orbit.

Perkara lain yang perlu diingat, setelah kesan keseragaman ditimpa oleh graviti kumpulan atau kelompok tempatan, ialah objek besar pada jarak ini tidak saling menarik dengan cepat. Memerlukan masa yang lama untuk pecutan secara beransur-ansur untuk berubah menjadi halaju yang relevan.

Pada jarak kita sekarang dari Andromeda (kira-kira 2.5 juta tahun cahaya), dan jisimnya sekarang (kira-kira 1.5 trilion jisim suria), kekuatan G kita, menggunakan formula di bawah (Matematik boleh ditambah jika diperlukan):

mencapai kira-kira 1 / 2.8 trilion meter per saat kuasa dua. Itu kurang daripada 1 / 20,000 tarikan tarikan graviti yang dimiliki Pluto di Bumi. Penarikan yang kecil akan mempercepat satu sama lain dengan sangat perlahan, jadi (saya rasa) untuk miliaran pertama atau beberapa miliar tahun, pengembangan ruang antara Bima Sakti dan Andromeda mungkin melampaui halaju yang menyebabkan gravitasi di antara mereka.

Berita baiknya adalah, Andromeda dan Bima Sakti telah lama bertengkar. Lebih kurang 13 bilion tahun atau lebih. 1 / 2.8 trilion m / s ^ 2 selama satu bilion tahun berjaya mencapai kira-kira 11 km / s. Lebih dari 13 bilion tahun, 143 km / s. Dan, halaju sebenar Bima Sakti bergerak ke arah Andromeda tidak terlalu jauh dari itu, kira-kira 110 km / s. Di sebelah sana memberi kita anggaran Netwonian untuk sejauh mana jarak mereka ketika mereka bermula. (Sekarang, nota kaki, untuk objek dengan jisim yang agak serupa, anda harus mengambil jisim kedua-duanya, bukan hanya yang lebih besar, jadi lebih dekat dengan 15 atau 16 km / s per miliar tahun), tetapi itu tidak berubah jumlah keseluruhan terlalu banyak.

Pengembangan Tenaga Gelap (yang sekarang, antara Bima Sakti dan Andromeda adalah kira-kira 60 km / s), dan itu membuat pengiraan sedikit lebih sukar, terutamanya kerana pengembangan tenaga gelap mungkin tidak berterusan sepanjang 13 bilion tahun yang lalu. Artikel berkaitan di sini.

Pada kadar semasa mereka bergerak bersama, kira-kira 110 km / s atau, 250,000 mph atau 1 / 2,680 c, Dalam satu bilion tahun dengan kecepatan semasa Andromeda akan menjadi 375,000 tahun cahaya lebih dekat (dan, pada kenyataannya, sedikit lebih banyak seperti yang akan terjadi terus dipercepat oleh graviti bersama dan pengembangan tenaga gelap akan berkurang ketika mereka semakin dekat).

Dan jika kita bekerja ke belakang, satu miliar tahun yang lalu jauh lebih sedikit dari 375.000 tahun cahaya lebih jauh dari jarak 2.5 juta tahun cahaya saat ini, dengan jarak yang semakin jauh lebih jauh dari selang miliar tahun sebelumnya. Semakin jauh anda pergi, dan kesukaran untuk mengetahui seberapa dekat mereka ketika graviti tempatan menjadi faktor utama terhadap keseragaman menjadikan anggaran agak sukar, tetapi mereka mungkin tidak pernah jauh lebih jauh daripada yang ada sekarang. Mungkin berganda, sebagai tekaan yang sangat kasar. Oleh kerana pecutan graviti turun di petak jarak, saya sukar mempercayai bahawa Andromeda jauh lebih banyak daripada dua kali ganda berbanding sekarang.

Saya akan membayangkan, berdasarkan andaian saya di atas, bahawa pada saat galaksi dapat dikenali sebagai galaksi, katakanlah, ketika alam semesta berusia satu miliar atau 2 miliar tahun (memberi atau mengambil), Andromeda dan Bima Sakti mungkin menjauh dari satu sama lain pada mulanya, tetapi lama-kelamaan, daya tarikan graviti dapat mengatasi mengatasi pengembangan ruang.


Sebilangan besar orang menggarisbawahi peranan yang dimainkan oleh pengembangan alam semesta, namun, pengembangan ini sebenarnya tidak 'mendorong' Andromeda pergi, ia hanya mengubah frekuensi cahaya yang dipancarkan oleh Andromeda, sehingga kita dapat mengaitkan kecepatan yang akan memberikan kesan Doppler yang sama (apabila objek memancarkan gelombang, seperti trak pemadam kebakaran, dan hilang, gelombang yang diterima berada pada frekuensi yang lebih rendah daripada yang dipancarkan).

Jawapan yang lebih tepat adalah bahawa kedua-dua galaksi adalah hasil pertambahan panjang (dari gas) dan sejarah penggabungan (dengan galaksi lain yang kini hilang). Setiap acara ini mengubah kelajuan Andromeda dan Bima Sakti berbanding dengan kerangka rehat, sehingga kelajuan saat ini adalah hasil dari banyak interaksi ini, tarikan graviti satu sama lain serta potensi graviti yang diciptakan oleh penduduk tempatan kumpulan (kumpulan galaksi di mana Bima Sakti dan Andromeda, yang mengandungi misalnya Awan Magellan Besar).

Sekiranya anda mahukan gambaran bagaimana pembentukan galaksi, anda boleh melihat simulasi, seperti simulasi Horizon-AGN. Terdapat video (di sini: http://www.horizon-simulation.org/movies/horizon-AGN_denseproj.avi) di mana anda dapat melihat galaksi terbentuk dalam kerangka kosmologi. Dalam filem, setiap titik terang adalah galaksi yang membentuk. Anda dapat melihat banyak interaksi yang sangat rumit, sehingga dua galaksi yang berdekatan antara satu sama lain hari ini mungkin terbentuk sangat jauh dan didekati.

Dalam kes dua galaksi kita, kerana kita berada dalam kumpulan galaksi kita boleh menjangkakan bahawa lokasi awal kedua galaksi kita sebenarnya sangat berbeza dibandingkan dengan masa kini. Sebabnya adalah bahawa pada masa lalu, seperti yang dijelaskan dengan betul oleh userLTK, jaraknya lebih kecil sehingga tarikan objek graviti (rata-rata pada kumpulan tempatan) lebih kuat daripada hari ini. Oleh itu, interaksi perkara yang sekarang membentuk kumpulan galaksi di mana meletakkan MW dan Andromeda mempunyai interaksi graviti entah bagaimana lebih kuat sehingga kelajuan relatif lebih tinggi. Oleh kerana itu, dua galaksi kami telah melakukan perjalanan selama 14 Gyr dari beberapa lokasi terpencil ke lokasi mereka sekarang, di mana mereka saling menuju satu sama lain.


Pemburu Galaxy — Pencarian Fajar Kosmik

Baca artikel majalah National Geographic mengenai pemburu galaksi dan dapatkan maklumat, fakta, dan banyak lagi mengenai kosmologi.

Bayangkan alam semesta tanpa bintang, tidak ada galaksi, dan tidak ada cahaya: hanya minuman gas primordial hitam yang terbenam di lautan benda yang tidak kelihatan. Bermula beberapa ratus ribu tahun setelah kilatan besar yang menyilaukan, alam semesta jatuh ke dalam kegelapan yang berlangsung hampir setengah bilion tahun. Kemudian terjadi sesuatu yang mengubah semuanya, sesuatu yang menyebabkan penciptaan bukan hanya bintang dan galaksi, tetapi juga planet, manusia, begonia, dan kadal. Apa yang boleh berlaku?

Petunjuk baru untuk teka-teki ini - salah satu yang paling mendasar dalam kosmologi - mengalir dari banyak arah. Ahli teori yang menggunakan simulasi komputer super telah mengesan semula langkah-langkah yang menghasilkan bintang dan galaksi pertama. Ahli astronomi mengintip teleskop baru yang besar telah kembali ke masa lalu untuk mencari galaksi pertama. Para penyelidik yang mengkaji gambar dari Teleskop Angkasa Hubble telah menemui kepelbagaian galaksi yang mengagumkan yang mengelilingi kita hari ini — dari roda pin raksasa yang menyala dengan cahaya biru bintang yang baru lahir, hingga bola sepak yang salah bersinar dengan rona bintang-bintang yang dilahirkan berbilion tahun yang lalu, hingga galaksi yang compang-camping mengekori pita bintang panjang yang terkoyak akibat perlanggaran dengan galaksi penceroboh.

Kurang dari satu abad yang lalu para astronom hanya mengetahui tentang galaksi kita sendiri, Bima Sakti, yang mereka percaya memegang sekitar 100 juta bintang. Kemudian para pemerhati mendapati bahawa beberapa gumpalan kabur di langit tidak berada di galaksi kita sendiri, tetapi galaksi di sebelah kanan mereka sendiri - koleksi bintang, gas, dan debu yang disatukan oleh graviti. Hari ini kita tahu bahawa Bima Sakti mengandungi lebih dari 100 bilion bintang dan terdapat kira-kira 100 bilion galaksi di alam semesta, masing-masing mengandungi sebilangan besar bintang.

Pandangan kita tentang alam semesta berubah sepenuhnya, kata ahli kosmologi Carlos Freak dari University of Durham di England, dan ini sebahagian besarnya kerana pemahaman baru kita mengenai pembentukan galaksi: "Tidak berlebihan untuk mengatakan bahawa kita melalui masa perubahan yang serupa ke revolusi Copernican. "

Salah seorang ahli kosmologi baru, Tom Abel dari Pennsylvania State University, berpendapat bahawa dia telah mengetahui bagaimana bintang pertama dilahirkan. Suatu petang April lalu dia duduk di tepi kolam renang hotel di Cozumel, Mexico, tidak menyedari burung hitam yang memekik dan pusaran pengisar di tepi kolam terus sibuk membuat piña coladas. Dia menatap gambar komputer riba dengan cermat — gambar yang menggambarkan bagaimana pembentukan bintang boleh berlaku. Dalam beberapa minit dia akan kembali ke dalam hotel untuk berkongsi gambar dengan rakan-rakannya di salah satu pertemuan terbesar yang pernah dikhaskan untuk asal usul galaksi.

Bintang pertama dilahirkan sekitar 14 bilion tahun yang lalu, Abel percaya, di alam semesta yang lebih misteri tetapi juga jauh lebih sederhana daripada alam kita. Lebih kecil dan lebih padat daripada hari ini, alam semesta berwarna hitam pekat dan kebanyakannya mengandungi hidrogen dan helium dengan sedikit litium. Selama beberapa tahun kebelakangan ini, bersama rakannya Michael L. Norman dari University of California, San Diego, dan Greg L. Bryan dari Oxford University, Abel telah membuat simulasi komputer super yang menunjukkan bagaimana bintang terbentuk dari gas-gas ini.

Langkah pertama, menurut simulasi, adalah ketika graviti mengumpulkan gas ke awan yang menyebar. Ketika gas-gas disejukkan, mereka bergabung di tengah-tengah setiap awan menjadi gumpalan yang tidak lebih besar dari matahari kita. Sampah runtuh lebih jauh, sementara gas di sekitarnya menumpuk di atasnya. Dengan cara ini ia tumbuh menjadi raksasa sekitar 100 kali jisim matahari. Akhirnya, beberapa juta tahun setelah keseluruhan proses dimulakan, mampatan yang kuat menempa bintang penuh - dan ada cahaya.

Di tempat lain, proses pembentukan bintang yang sama telah dimulakan di awan gas lain yang disebut Abel sebagai microgalaxies - versi miniatur, bintang tunggal galaksi hari ini. Segera cahaya cahaya dari bintang-bintang besar menembusi kegelapan. Bintang-bintang ini terbakar dengan terang dan kemudian merosot setelah hanya beberapa juta tahun, mati dalam letupan titanik yang disebut supernova. Namun, dalam waktu singkat bintang-bintang pertama ini memerintah, mereka melakukan perubahan di alam semesta yang mempunyai pengaruh besar terhadap pembentukan galaksi di masa depan. Mereka memanaskan gas di sekitarnya dan menghujani mereka dengan sinar ultraviolet. Dan ketika mereka meletup, bintang-bintang menghasilkan alam semesta, dan generasi bintang berikutnya, dengan bekalan unsur berat pertama, termasuk oksigen yang kita hirup.

Kejadian letupan bintang-bintang ini mungkin meninggalkan bendalir tebal, lubang hitam pertama di alam semesta. Lebih-lebih lagi, letupan supernova mungkin disertai dengan kilatan sinaran bertenaga yang dikenali sebagai letupan sinar gamma yang berbilion kali lebih terang daripada matahari. Sekiranya demikian, beberapa pecah sinar gamma yang telah dikesan sebenarnya berasal dari bintang pertama.

"Itu akan menjadi perkara yang paling indah," kata Abel, "jika kita bernasib baik bahawa bintang-bintang pertama yang terbentuk juga paling cerah."

Persembahan Abel di Cozumel berjaya. Para saintis menganggap simulasinya sebagai senario yang paling meyakinkan mengenai bagaimana bintang dilahirkan. Simulasi didasarkan pada konsep yang mengagumkan: Beberapa jenis bahan misteri, yang tidak dapat dilihat dan dikenal sebagai bahan gelap, melebihi semua bahan yang dapat dilihat di alam semesta sekurang-kurangnya sembilan hingga satu. Galaksi hanyalah bintik terang di lautan gelap. Tanpa tarikan tambahan yang disediakan oleh bahan gelap, para astronom mengatakan, tidak akan ada cukup gravitasi untuk menarik bahan ke gumpalan berukuran galaksi atau bahkan membentuk bintang pertama.

Konsep jirim gelap telah wujud selama beberapa dekad, tetapi ahli kosmologi lambat menerimanya. Itu mungkin berlaku kerana salah satu orang pertama yang menyatakan bahawa ia adalah genius yang cemerlang tetapi kasar yang bernama Fritz Zwicky, lahir pada tahun 1898. Keperibadian Zwicky tidak mendorong kelab peminat. Dia pernah memanggil rakan-rakannya di Observatorium Mount Wilson "bajingan sfera," kerana, katanya, mereka bajingan bagaimanapun anda melihat mereka. Pada tahun 1933 Zwicky mengalihkan perhatiannya ke sekumpulan galaksi yang berdekatan, kelompok Coma, dan menyedari bahawa ia tidak seharusnya ada. Galaksi individu dalam koma bergerak dengan begitu pantas sehingga graviti yang diberikan oleh bahagian-bahagian kelompok yang kelihatan terlalu lemah untuk menjadikan Coma tetap utuh. Tetapi Zwicky ada jalan penyelesaian. Dia mengusulkan agar semua bahan yang terlihat dalam kluster itu hanyalah pengisian. Selebihnya, yang tidak dapat dilihatnya, dia menjuluki perkara gelap. Tidak ada yang mahu mempercayai "Fritz gila" betul.

Beberapa dekad kemudian, penentangan terhadap idea Zwicky mulai memudar ketika para astronom mendapati diri mereka menggunakan bahan gelap untuk menjelaskan sejumlah teka-teki. Pada tahun 1973, ahli kosmologi Princeton, Jim Peebles dan Jerry Ostriker mengatakan bahawa bahan misteri itu diperlukan untuk mengelakkan galaksi lingkaran, termasuk Bima Sakti kita sendiri, tidak runtuh. Beberapa tahun kemudian, Vera Rubin dari Carnegie Institution of Washington menyimpulkan bahawa galaksi spiral yang dia dan rakan-rakannya periksa harus tertanam dalam lingkaran benda gelap. Itulah satu-satunya cara untuk menjelaskan, katanya, mengapa bintang di pinggir luar galaksi spiral bergerak tidak lebih perlahan daripada bintang di inti.

Bahan gelap, lebih-lebih lagi, menjawab teka-teki utama pembentukan galaksi: bagaimana alam semesta berubah dari sup zarah yang halus dan panas menjadi sekumpulan galaksi dan kelompok galaksi. Pasti ada beberapa ketulan di tempat pertama. Dengan sendirinya, bahan biasa — proton, elektron, dan neutron — tidak dapat menyediakan gumpalan tersebut. Tidak ada cukup, dan ia tidak dapat mulai menggumpal hingga alam semesta menjadi sejuk. Sebaliknya, bahan gelap banyak dan tidak tahan oleh setiap kekuatan kecuali graviti. Ia dapat bergabung segera setelah kelahiran alam semesta, memberi benda biasa sebagai landasan untuk membentuk galaksi, bahkan ketika pengembangan kosmik berusaha menariknya.

Bukti yang menyokong teori sup kental muncul pada tahun 1992, ketika satelit NASA yang disebut Cosmic Background Explorer mengesan tempat panas dan sejuk kecil di angkasa. Ini menyokong idea bahawa benih pembentukan galaksi - benjolan primordial di alam semesta awal yang diciptakan oleh bahan gelap - meninggalkan variasi suhu kecil di latar belakang gelombang mikro kosmik, kini disejuk hingga dingin 2.73 darjah di atas sifar mutlak. Ahli kosmologi terkenal Stephen Hawking menyatakan penemuan itu sebagai "penemuan abad ini, jika tidak sepanjang masa."

Edwin Hubble membuat pentas untuk kajian pembentukan galaksi hari ini ketika dia mendapati bahawa Bima Sakti tidak sendirian. Pada waktu subuh pada 6 Oktober 1963, di Observatorium Mount Wilson di California, dia memotret bintang yang berbentuk kabur dan berbentuk lingkaran yang dikenali sebagai M3 1, atau Andromeda, yang dianggap oleh kebanyakan ahli astronomi sebagai bagian dari Bima Sakti. Dia segera menyedari bahawa di dalam gumpalan itu dia telah menemukan permata kecil: bintang yang dikenali sebagai pemboleh ubah Cepheid. Jenis bintang ini mempunyai khasiat yang indah: Kecerahannya semakin berkurang seperti jam, dan semakin lama masa yang berbeza-beza, semakin besar kecerahan intrinsiknya. Itu bermaksud bintang boleh digunakan untuk mengukur jarak kosmik. Dengan membandingkan kecerahan sebenar Cepheid di M31 dengan kecerahannya seperti yang muncul di langit, Hubble dapat menentukan jarak antara Bumi dan bintang.

Dia mendapati bahawa bintang dan awan, atau nebula, di mana ia berada berada sejuta tahun cahaya — tiga kali diameter diameter seluruh alam semesta! Jelas gumpalan bintang ini berada jauh di luar batas Bima Sakti. Tetapi jika Andromeda adalah galaksi yang terpisah, maka mungkin banyak nebula lain di langit juga merupakan galaksi. Alam semesta yang diketahui tiba-tiba berukuran besar.

Hubble segera menyedari bahawa galaksi terdapat dalam tiga jenis. Ellipticals, yang mengubah sebahagian besar gas mereka menjadi bintang lama dahulu, menyerupai bola sepak yang memutarbelitkan. Galaksi spiral, termasuk Bima Sakti kita sendiri, merangkumi dua pertiga dari galaksi yang diketahui di alam semesta. Galaksi-galaksi ini mempunyai bulatan bintang lama, seperti elips, tetapi inti mereka dikelilingi oleh cakera yang berisi lengan spiral yang langsing dan masih bergerak dengan bintang yang baru lahir. Jiran lingkaran terdekat kami, Andromeda, menyerupai Frisbee dengan telur goreng di tengahnya. Akhirnya, galaksi yang tidak teratur adalah penjenayah, nampaknya menjadikan bintang pada kadar perlahan yang sama sejak mereka dilahirkan.

Kepelbagaian galaksi ini berakar pada kekerasan, menurut Julio Navarro dari University of Victoria di British Columbia. Seperti Abel, Navarro bergantung pada simulasi komputer untuk mengkaji evolusi galaksi, tetapi karyanya memfokuskan pada galaksi di kemudian hari kitaran hidup mereka, ketika mereka cenderung saling menabrak satu sama lain dan penuh bintang. Kajian terbaru oleh Navarro dan Matthias Steinmetz dari Institut Astrofizik Potsdam di Jerman menggambarkan bagaimana perlanggaran dapat mengubah penampilan galaksi tunggal ketika ia berjalan melalui sekitar 12 miliar tahun sejarah kosmik.

Galaksi pertama adalah cakera, percaya Navarro, akibat dari putaran cepat objek dan tarikan graviti. Oleh kerana cakera ini berulang kali berlari ke arah dan menyatu dengan galaksi bayi yang lain, orbit bintang-bintangnya menjadi kacau. Cakera yang dipukul menjadi bola gas dan bintang yang berputar-putar — galaksi elips. Kemudian, ketika galaksi perlahan-lahan diseret dalam aliran gas, bola menjadi pusat penuaan cakera yang lebih besar dengan lengan spiral. Perlanggaran lain menghapus struktur itu dan mencipta bola yang lebih besar. Dengan setiap tabrakan galaksi berubah bentuknya, seperti segumpal tanah liat yang selalu dikembalikan, tetapi juga tumbuh lebih besar. Versi teori materi gelap yang paling popular mengatakan bahawa galaksi mula kecil dan berkembang dari masa ke masa melalui perlanggaran dan pengumpulan bahan yang perlahan dari persekitarannya.

Dan perlanggaran ini bukan hanya perkara masa lalu, kata Navarro. Saksikan galaksi Antennae, dua galaksi yang terperangkap dalam pergaduhan kosmik 63 juta tahun cahaya dari Bumi. Graviti bersama mereka telah menarik dua pita panjang dari bahan bercahaya yang menyerupai antena lipas. Lebih dekat ke rumah, galaksi Andromeda, sekarang melaju ke arah kita dengan jarak 300.000 mil sejam (482.803.2 kilometer sejam), akan bergabung dengan Bima Sakti dalam beberapa miliar tahun, para ahli teori meramalkan.

Itu bukan bentuk galaksi dewasa yang teratur tetapi bentuk galaksi bayi yang tidak kemas yang menangkap imaginasi ahli astronomi Chuck Steidel di Institut Teknologi California. Karyanya telah membawa kepada penemuan lebih dari 2.000 galaksi awal - kadang-kadang pada kadar seratus malam - memberikan data penting bagi ahli teori seperti Abel dan Navarro. Dan semuanya bermula dengan perjalanan ke puncak gunung terpencil di Hawaii.

Ketika Steidel dan tiga rakannya yang terdekat melaju perlahan ke jalan sempit dan bergelombang menuju puncak Mauna Kea setinggi 13.796 kaki (4,205 meter), mereka tahu inilah peluang mereka untuk membuka rahsia alam semesta awal. Sekiranya langit tetap cerah, mereka akan melihat langit dengan teleskop cahaya tampak terbesar di dunia, Keck.

Ia adalah 30 September 1995, dan Steidel, pada usia 32 tahun, berharap dapat mencapai apa yang tidak pernah dilakukan oleh siapa pun - mengesan galaksi dalam jumlah borong yang begitu jauh sehingga cahaya yang mereka pancarkan lebih dari 12 bilion tahun yang lalu hanya kini sampai ke Bumi. Itu bermaksud galaksi akan muncul seperti yang mereka lakukan ketika mereka masih bayi. Sekiranya Steidel dan rakan-rakannya dapat menemukan cukup banyak dari mereka, anak-anak muda ini mungkin tidak hanya mendedahkan bagaimana galaksi pertama kali terbentuk tetapi juga bagaimana mereka berubah dari masa ke masa, dan bagaimana mereka disebarkan ke seluruh alam semesta.

Sehingga itu, para astronom yang memburu galaksi yang jauh tidak mencapai banyak kemajuan. Mereka telah menemui beberapa objek bola ganjil yang bersinar sangat terang, tetapi mereka gagal menemui galaksi terpencil, yang dianggap lazim di kosmos. Sebilangan besar ahli astronomi berpendapat bahawa mereka memerlukan teleskop yang lebih besar untuk mencari objek samar ini. Tetapi Steidel mempunyai idea lain: Mungkin galaksi yang berasal dari alam semesta awal telah dikesan tetapi tidak ada yang dapat memilihnya dari ribuan objek lain di peta langit.

Seperti beberapa ahli astronomi lain di hadapannya, Steidel menyedari bahawa galaksi yang jauh mempunyai papan tanda tersendiri. Mereka mengandung banyak gas hidrogen, begitu juga luas ruang intergalaksi antara mereka dan Bumi. Apabila cahaya ultraviolet yang dipancarkan oleh bintang di galaksi berada di atas tahap tenaga tertentu, gas hidrogen menyerapnya. Cahaya tidak pernah sampai ke Bumi. Oleh itu sebelum Steidel dan rakan-rakannya bermimpi datang ke Keck, mereka merekam galaksi yang muncul dengan terang dalam penapis merah dan hijau tetapi tidak hadir ketika dilihat melalui penapis ultraviolet. Mereka menyebut galaksi ini sebagai galaksi Lyman sebagai pecah, setelah Theodore Lyman, seorang ahli fizik yang mempelopori kajian cahaya ultraviolet pada awal abad ke-20.

Menurut kriteria warna, pasukan galaksi samar yang ditemukan oleh Steidel sebelum datang ke Mauna Kea seharusnya jauh. Tetapi adakah mereka? Untuk mengukur jarak, para astronom harus menentukan berapa banyak cahaya dari galaksi yang diregangkan, atau dimerah, oleh pengembangan alam semesta. Semakin besar pergeseran merah ini, semakin besar jarak dari Bumi. Galaksi pada pergeseran merah tiga, misalnya, sesuai dengan jarak sekitar 12 miliar tahun cahaya.

Untuk galaksi samar, pergeseran merah hanya dapat ditentukan dengan teleskop sekuat Keck. Kini Steidel dan rakan-rakannya Mark Dickinson, Mauro Giavalisco, dan pelajar siswazah Kurt Adelberger mendapati mereka berada di teleskop selama dua malam. Sekiranya mereka dapat menunjukkan bahawa kaedah warna mereka berfungsi, mereka akan mempunyai cara yang sangat mudah untuk mencari bukan hanya satu atau dua galaksi jauh tetapi berpuluh-puluh — bahkan ratusan.

Beberapa tahun sebelumnya, Steidel dan rakan-rakannya sudah memilih sasaran pertama mereka. Tinggal di buruj Eridanus, ia adalah galaksi pecah Lyman yang paling terang yang ditemui oleh pasukan itu. "Kami tahu jika kami akan berhasil, itu akan terjadi dengan objek ini," ingat Steidel. Tetapi dia juga tahu bahawa dari Mauna Kea, badan yang terang bintang naik di atas ufuk hanya satu jam setiap malam.

Jam sekejap yang Keck menatap galaksi, bagaimanapun, ternyata cukup. Seperti yang telah diramalkan oleh Steidel, spektrum mengungkapkan bahawa galaksi berada 12 miliar tahun cahaya dari Bumi. Steidel sangat gembira kerana tekniknya dapat menemui galaksi biasa sejauh ini.

Pada malam berikutnya di Mauna Kea para astronom mencuba prestasi yang lebih bercita-cita tinggi. Dengan memanfaatkan sepenuhnya kekuatan spektrograf Keck, mereka berusaha mengukur jarak secara serentak ke beberapa galaksi di petak langit yang sama. Untuk melakukannya, mereka menggunakan topeng, sepotong aluminium seukuran kepingan kuki, yang mempunyai beberapa celah sempit yang dipotong dengan hati-hati. Setiap celah tepat diselaraskan dengan kedudukan galaksi sasaran. Dengan topeng di tempat, hanya cahaya dari setiap galaksi sasaran yang dapat memasuki spektrograf Keck. Menjelang malam itu, para astronom muda telah menemui 15 galaksi dengan pergeseran merah lebih besar daripada tiga.

Pada malam itu, sedikit pusing dari ketinggian tinggi, Steidel bermain buat pertama kalinya di Keck muzik mimpi ngeri seperti band rock alternatif Mazzy Star. Ia akan menjadi koda bagi setiap malam yang diamati Steidel di Keck dan ikatan istimewa antara dia dan Dickinson, yang pernah dia temui ketika mereka berdua adalah joki cakera kolej di Princeton pada tahun 1980.

Pada tahun 1997, pasukan Steidel telah berjaya mengumpulkan 250 galaksi galaksi Lyman dan corak menarik muncul. Yang mengejutkan para astronom, galaksi-galaksi yang jauh itu dikelompokkan dengan kuat yang menunjukkan bagaimana bahan gelap diedarkan. Galaksi pertama terbentuk di kawasan paling padat di alam semesta, yang rata-rata sesuai dengan wilayah paling padat di masa kini, di mana kita dapati kumpulan galaksi besar dan kelompok. Seiring berjalannya waktu dan graviti melakukan tarikan yang tidak dapat dielakkan, wilayah dengan kepadatan rendah juga melahirkan galaksi, menyala dengan bintang yang baru lahir.

Sama pentingnya dengan penemuan lain yang dibuat oleh Steidel dan Kurt Adelberger pada tahun 2001: Angin kuat bergegas keluar dari galaksi pecah Lyman, membuktikan bahawa ada lebih banyak kisah mengenai pembentukan galaksi daripada bahan gelap. Angin, yang didorong oleh letupan supernova, begitu kuat sehingga membolehkan perkara biasa melarikan diri dari cengkaman materi gelap, yang tidak dipengaruhi oleh angin. Angin tidak hanya membersihkan gelembung besar di sekitar galaksi kediaman mereka, mereka juga membawa hidrogen dan unsur-unsur lain ke ruang sekitarnya. Unsur-unsur berat, yang hanya dapat dipalsukan di dalam bintang, menjadi landasan untuk generasi galaksi yang akan datang.

"Selama beberapa minggu saya bermimpi tentang angin dan memikirkan angin semasa saya makan bijirin saya pada waktu pagi dan ketika saya sedang mandi dan semasa saya Rollerblading untuk bekerja," kata Adelberger, sekarang di Harvard. Angin-angin ini menambahkan lapisan kerumitan dalam kisah bagaimana galaksi berkembang dari alam semesta bahan gelap dan gas unsur yang dijelaskan oleh Tom Abel. Tanpa angin seperti itu, kita tidak dapat dengan mudah menerangkan rupa alam semesta yang kelihatan sekarang.

Bermula di mana pasukan Steidel berhenti, ahli astronomi Sandra Faber dari University of California, Santa Cruz, bersedia untuk membuka jalan baru dalam kajian pembentukan galaksi. Dia dan rakan-rakannya berharap dapat mengumpulkan bagaimana galaksi bayi, seperti galaksi yang ditemui oleh Steidel, berkembang menjadi galaksi di sekitar kita hari ini.

Mac lalu, dengan memakai baju biru biru laut yang membuatnya lebih mirip mekanik auto daripada juruukur langit, Faber melintasi bilik-bilik sejuk dari balai cerap Keck II, yang mula beroperasi pada tahun 1996 di sebelah teleskop pertama. Dia datang ke Mauna Kea untuk memasang Spectrograph Multi-Objek Deep Imaging canggih (DEIMOS) yang telah dirancang oleh dia dan pasukannya.Peranti seberat 20,000 pound (9,071,8 kilogram), yang harus diluncurkan masuk dan keluar dari kedudukan di trek logam, secara serentak dapat menganalisis cahaya dari 130 galaksi jauh.

"Kami mengumpulkan album foto sejarah kehidupan alam semesta untuk pertama kalinya," katanya. "Gambar bayi, gambar remaja, gambar dewasa." Ahli astronomi bahkan mengambil gambar bagaimana rupa alam semesta sebelum galaksi dilahirkan. Sekiranya kita menggunakan kelahiran galaksi sebagai titik rujukan kita, katanya, maka tempat panas dan sejuk di latar gelombang mikro kosmik akan menjadi gambar pranatal.

Faber mengikuti proses pembentukan galaksi dari pertengahan masa kanak-kanak hingga awal dewasa. Pada pergeseran merah tiga, galaksi terasa gebu dan tidak teratur. Pada pergeseran merah, sesuai dengan waktu ketika alam semesta lebih dari separuh usia sekarang, bentuk galaksi yang dikatalogkan oleh Edwin Hubble mulai jatuh ke tempatnya. Di antara terdapat selang misteri dari 12 hingga 8 bilion tahun yang lalu di mana galaksi terkenal sukar dikesan. Selama galaksi selang yang tidak dipetakan ini matang, mengambil bentuk akhir dan bentuk biasa mereka. Matlamat DEIMOS adalah untuk membuka selang ini untuk melihat.

"Spektrum langit malam adalah musuh yang hebat," katanya, "pagar piket yang luar biasa dari garis pelepasan bercahaya" - cahaya terang yang dipancarkan oleh atom dan molekul pada panjang gelombang yang ditentukan dengan tajam. Pagar piket ini di atmosfer Bumi mengatasi cahaya inframerah samar dari galaksi yang ingin dipelajari oleh pasukannya. Namun, ada satu rahmat yang menyelamatkan. Garis pelepasannya sempit, sementara garis galaksi jauh lebih luas. Oleh itu, pasukan Faber merancang DEIMOS untuk mengembangkan, atau menyebarkan, spektrum inframerah. Itu membolehkan pasukan melihat antara piket dan fokus pada cahaya yang dipancarkan oleh galaksi.

Ketika itulah keseronokan bermula. Kecerahan dan bentuk galaksi pada pergeseran merah yang berlainan — dan pelbagai sifat lain yang dapat diperhatikan berkat DEIMOS — dapat menunjukkan bagaimana galaksi-galaksi kecil dan kelihatan berantakan di alam semesta awal membentuk galaksi-galaksi biasa yang dijelaskan oleh Hubble pada tahun 1920-an.

Mungkin yang paling penting dari sifat ini adalah jisim, kata Faber. Dengan mengukur massa galaksi yang diperhatikan pada masa yang berlainan di alam semesta, Faber berharap dapat menelusuri langkah-langkah di mana galaksi bergabung dan tumbuh lebih besar. Dia juga ingin mengetahui mengapa galaksi spiral, yang mudah terganggu oleh perlanggaran, begitu banyak. Jawapannya adalah bahawa pada kebelakangan ini spiral telah tumbuh dengan perlahan-lahan menarik bahan daripada melalui perlanggaran. Sekiranya alasannya betul, galaksi spiral seharusnya membentuk bintang pada kadar yang lemah dan bukan pada letupan yang menyertai pertembungan. Selama beberapa tahun akan datang, DEIMOS harus memberikan jawapannya.

Beberapa jam setelah Faber menyelesaikan pekerjaannya untuk hari itu, kubah teleskop Keck berkembar terbuka dan alat-alat itu minum dalam cahaya samar dari beberapa objek paling jauh di langit. Turun di Waimea, sejauh 48 batu (77.2 kilometer), dua kumpulan ahli astronomi berkumpul di dalam bangunan bertingkat rendah industri untuk menyampaikan arahan kepada operator di gunung. Sejak tahun 1996, setahun setelah Steidel memulakan kerjanya, teleskop telah diarahkan dari bilik kawalan di bangunan ini.

Di satu ruangan, Arjun Dey dari Observatorium Astronomi Optik Nasional di Tucson, Daniel Stern dari Jet Propulsion Laboratory NASA, pemerhati veteran Hy Spinrad dari University of California, Berkeley, dan pelajar siswazah Steve Dawson mengarahkan teleskop Keck I pada katalog pengsan galaksi, berharap dapat mengintip lebih dalam dari sebelumnya ke alam semesta — satu miliar tahun lebih jauh dari masa yang lalu daripada galaksi yang dijumpai oleh Steidel. Ini adalah galaksi yang bersinar paling terang ketika diperhatikan melalui penapis yang hanya membenarkan panjang gelombang cahaya tertentu berlalu. Panjang gelombang sesuai dengan sinaran ultraviolet tertentu yang dipancarkan oleh atom hidrogen yang telah diubah secara besar-besaran oleh pengembangan alam semesta. Cahaya yang disaring adalah petunjuk, tetapi bukan pengesahan, bahawa galaksi terletak berhampiran pinggir alam semesta yang dapat dilihat.

Di ruang kawalan di sebelah, sementara itu, astronom Caltech George Djorgovski juga sedang mengkaji alam semesta yang jauh. Dengan menggunakan Keck II, dia berusaha untuk mengambil spektrum salah satu kuarsa yang paling jauh diketahui, suar cemerlang yang terpancar dari teras beberapa galaksi. Quasar ini begitu jauh sehingga sampai ke Bumi, kawasannya yang menembus cahaya pada masa lalu sehingga mereka belum diletupkan oleh radiasi dari generasi pertama bintang di alam semesta.

Kembali ke bilik kawalan Keck I, Dey dan rakan-rakannya sedang menatap sekumpulan garis hitam yang lebat di skrin komputer. Setelah beberapa jam analisis, mereka mencapai kata sepakat. Pada pergeseran merah 5,74, cahaya yang jatuh di teleskop Keck telah meninggalkan galaksi yang dikenali sebagai LALA J142546.76 352036.3 lebih daripada 13 bilion tahun yang lalu. Tampaknya mereka telah menemui galaksi ketiga paling jauh yang diketahui. Tetapi setelah pemeriksaan terakhir, Dey dan rakan-rakannya tersenyum lebih luas dan saling memberi lima. Kerana pada malam ini, 13 Mac 2002, para astronom telah menemui galaksi kedua paling jauh yang diketahui di alam semesta (setelah galaksi lain ditemui di Keck dengan pergeseran merah 6.56).

Jadi apa maksudnya? Adakah ahli astronomi akhirnya menyelesaikan teka-teki bagaimana galaksi dilahirkan dan berkembang? Tidak cukup, kata William C. Keel dari University of Alabama, tetapi ahli astronomi kemungkinan akan mengumpulkan teka-teki itu dalam satu dekad berikutnya. Dengan peta baru besar kosmos yang berdekatan, saintis hari ini dapat mengkaji evolusi galaksi selama 13 bilion tahun. Tetapi kerudung masih menyembunyikan apa yang berlaku dalam tempoh pembentukan galaksi yang pertama dan penting, yang oleh para astronom dijuluki Zaman Gelap. Ia bermula beberapa ratus ribu tahun selepas ledakan besar dan berakhir mungkin satu bilion tahun kemudian. Pada bahagian pertama masa itu, alam semesta benar-benar gelap. Tetapi kemudian, kilauan cahaya bintang pertama muncul dan teleskop yang mempunyai daya pengumpulan cahaya yang cukup dan sensitif pada panjang gelombang yang tepat, seharusnya dapat mengesannya.

Tugas utama, yang sudah dimulakan, adalah membina teleskop untuk menembus tudung. Keel dan banyak ahli astronomi menaruh harapan pada Teleskop Angkasa James Webb NASA, pengganti yang dicadangkan untuk Teleskop Angkasa Hubble, yang dijadualkan dilancarkan sekitar tahun 2010. Dilengkapi dengan cermin yang mampu mengumpulkan cahaya enam kali lebih banyak daripada Hubble, teleskop, dengan instrumen cahaya inframerah dan cahaya yang canggih, akan dapat mengesan objek yang jauh lebih malap dan lebih jauh daripada yang diperhatikan oleh teleskop lain. Itu harus memberi para saintis kekuatan untuk pertama kalinya untuk mengintip Zaman Gelap dan merakam cahaya hangat dan samar dari beberapa bintang dan galaksi pertama, objek yang kini hanya dapat dilihat dalam simulasi komputer seperti yang ada di komputer riba Tom Abel .

Sehingga itu, perbatasan akhir pembentukan galaksi menanti kita, dalam kegelapan.


Pengetahuan saya tentang astronomi adalah asas sehingga soalan saya mungkin (mungkin) bodoh tetapi saya mencari jawapan.

1. Big Bang bermula 13.8 bilion tahun yang lalu

2. Galaksi bergerak menjauh antara satu sama lain kerana ruang semakin luas. Satu analogi yang kerap adalah bintik-bintik berwarna pada belon yang mengembang. Semasa belon meletupkan bintik-bintik di atasnya menjauh antara satu sama lain.

3. Galaksi Andromeda sedang bertembung dengan galaksi kita, Bima Sakti.

Menurut 2, SEMUA galaksi seharusnya semakin jauh satu sama lain tetapi galaksi Andromeda akan datang ke arah Bima Sakti.

Sebagai tambahan terdapat bukti bahawa perlanggaran antara galaksi seperti itu berlaku / berlaku di alam semesta.

Salah satu penjelasannya ialah galaksi memperoleh gerakan mereka sendiri yang mengakibatkan perlanggaran jenis ini. Namun, bukankah pengembangan global lebih besar daripada gerakan tempatan?

Big Bang adalah omong kosong mutlak, dan saya gembira apabila saintis kuantum terkenal Erik Verlinde mengatakan secara falsafah dia tidak membeli ke Alam Semesta semuanya terjadi sebagai hasil dari pelbagai Big Whoosh di mana sahaja. Karyanya sendiri mengikuti perkembangan alam semesta ketika berkembang dari keterikatan kuantum maklumat - pendekatan yang sama sekali baru terima kasih Tuhan, yang masuk akal secara ilmiah berbanding dengan nada agama dari teori semasa.

Big Bang begitu buruk dalam berkorelasi dengan pemerhatian semasa, sehingga para saintis harus membuat (ya, aspek Sci Fi dari sains semasa kembali memuncaknya), & quot; tidak dapat dilihat & quot tenaga gelap dan bahan gelap yang masing-masing membentuk 70% dan 25% alam semesta untuk menjelaskan kekuatan anti-graviti (saya fikir mereka memberitahu kami bahawa alam semesta adalah ruang waktu yang melengkung?) Artikel ini akan memberi anda gambaran tentang betapa menyakitkannya para saintis untuk berpegang pada mitos mereka bahawa mereka telah mengajar sebagai Kejadian Ilmiah selama beberapa dekad.

The rata-rata arah melintasi semua galaksi berada di antara satu sama lain. Tetapi itu tidak bermaksud bahawa setiap pasangan harus berpisah. Setiap galaksi mempunyai gerakan idiosinkratiknya sendiri, yang disebut 'kecepatan peliknya', yang diukur sebagai penyimpangan dari kecepatan yang dimilikinya jika mengikuti rata-rata semua galaksi. Dua galaksi yang berdekatan antara satu sama lain dapat mempunyai kecepatan yang aneh antara satu sama lain memberikan kelajuan penumpuan yang lebih besar daripada perbezaan yang akan timbul jika mereka berdua mengikuti rata-rata keseluruhan, sehingga mereka bertabrakan.

Sesuatu yang mungkin dapat membantu adalah dengan mempertimbangkan belon helium kanak-kanak yang telah hilang pegangannya dan melayang ke langit. Ketika naik, tekanan luar berkurang sehingga belon mengembang (akhirnya akan meletup!) Sehingga pergerakan rata-rata atom helium di dalam balon menjauh antara satu sama lain. Tetapi atom helium individu dalam belon mempunyai halaju pelik yang besar dan masih saling menghantam seperti apa sahaja - sama seperti beberapa galaksi.

Andromeda hanya melakukan Gerakan Tempatan (seperti, C'mon baby, lakukan pergerakan - lihat di bawah).

Galaksi bertabrakan sesekali, tetapi itu bukan kejadian bencana. Bintang-bintang di galaksi adalah jarak yang jauh antara satu sama lain. Fikirkan dua kumpulan besar orang bertembung di mana setiap orang berada 600 kaki dari satu sama lain. Ada kemungkinan kedua-dua kumpulan itu dapat saling melintas tanpa bertembung sama sekali.

Bima Sakti dan galaksi Andromeda berputar (perlahan) sehingga mereka akan bercampur satu sama lain, perlahan-lahan, dan kemudian mereka akan terus seperti sebelumnya, mungkin menjauh dari segala yang lain sehingga neraka membeku.

Saya belum memutuskan apa yang harus dilakukan dengan lubang hitam di dua pusat galaksi. Apa pendapat kamu? Perlukah kita menyatukan mereka ?. Saya juga belum memutuskan apa yang harus dilakukan dengan bonggol besar di tengah Andromeda. Ada apa-apa cadangan?

Sementara itu, mari kita semua melakukan pergerakan.

Ini pelik yang harus kita lakukan dengan barisan paling sesuai. Saya rasa terdapat banyak ketidakpastian dalam astronomi. Saya tidak menentang Big Bang tetapi jika ada teori alternatif saya tidak keberatan.


Pengetahuan saya tentang astronomi adalah asas sehingga soalan saya mungkin (mungkin) bodoh tetapi saya mencari jawapan.

1. Big Bang bermula 13.8 bilion tahun yang lalu

2. Galaksi bergerak menjauh antara satu sama lain kerana ruang semakin luas. Satu analogi yang kerap adalah bintik-bintik berwarna pada belon yang mengembang. Semasa belon meletup bintik-bintik di atasnya menjauh antara satu sama lain.

3. Galaksi Andromeda sedang bertembung dengan galaksi kita, Bima Sakti.

Menurut 2, SEMUA galaksi seharusnya semakin jauh antara satu sama lain tetapi galaksi Andromeda akan datang ke arah Bima Sakti.

Sebagai tambahan terdapat bukti bahawa perlanggaran antara galaksi seperti itu berlaku / berlaku di alam semesta.

Salah satu penjelasannya ialah galaksi memperoleh gerakan mereka sendiri yang mengakibatkan perlanggaran jenis ini. Namun, bukankah pengembangan global lebih besar daripada gerakan tempatan?

Big Bang adalah omong kosong mutlak, dan saya gembira apabila saintis kuantum terkenal Erik Verlinde mengatakan secara falsafah dia tidak membeli ke Alam Semesta semuanya terjadi sebagai hasil dari pelbagai Big Whoosh di mana sahaja. Karya sendiri lebih banyak mengikuti garis alam semesta ketika berkembang dari keterikatan kuantum maklumat - pendekatan yang sama sekali baru, terima kasih Tuhan, yang masuk akal secara ilmiah berbanding dengan nada agama dari teori semasa.

Big Bang begitu buruk dalam berkorelasi dengan pemerhatian semasa, sehingga para saintis harus membuat (ya, aspek Sci Fi dari sains semasa kembali memuncak), & quot; tidak dapat dilihat & quot tenaga gelap dan bahan gelap yang masing-masing membentuk 70% dan 25% alam semesta untuk menjelaskan kekuatan anti-graviti (saya fikir mereka memberitahu kami bahawa alam semesta adalah ruang waktu yang melengkung?) Artikel ini akan memberi anda gambaran tentang betapa menyakitkannya para saintis untuk berpegang pada mitos mereka bahawa mereka telah mengajar sebagai Kejadian Ilmiah selama beberapa dekad.

The rata-rata arah melintasi semua galaksi berada di antara satu sama lain. Tetapi itu tidak bermaksud bahawa setiap pasangan harus berpisah. Setiap galaksi mempunyai gerakan idiosinkratiknya sendiri, yang disebut 'kecepatan peliknya', yang diukur sebagai penyimpangan dari kecepatan yang dimilikinya jika mengikuti rata-rata semua galaksi. Dua galaksi yang berdekatan antara satu sama lain dapat mempunyai kecepatan yang aneh antara satu sama lain memberikan kelajuan penumpuan yang lebih besar daripada perbezaan yang akan timbul jika mereka berdua mengikuti rata-rata keseluruhan, sehingga mereka bertabrakan.

Sesuatu yang mungkin dapat membantu adalah dengan mempertimbangkan belon helium kanak-kanak yang telah hilang pegangannya dan melayang ke langit. Ketika naik, tekanan luar berkurang sehingga belon mengembang (akhirnya akan meletup!) Sehingga pergerakan rata-rata atom helium di dalam balon menjauh antara satu sama lain. Tetapi atom helium individu di dalam belon mempunyai halaju pelik yang besar dan masih saling menghantam seperti apa sahaja - seperti beberapa galaksi.

Andromeda hanya melakukan Gerakan Tempatan (seperti pada bayi C'mon, lakukan pergerakan - lihat di bawah).

Galaksi bertabrakan sesekali, tetapi itu bukan kejadian bencana. Bintang-bintang di galaksi adalah jarak yang jauh antara satu sama lain. Fikirkan dua kumpulan besar orang bertembung di mana setiap orang berada 600 kaki dari satu sama lain. Ada kemungkinan kedua-dua kumpulan itu dapat saling melintas tanpa bertembung sama sekali.

Bima Sakti dan galaksi Andromeda berputar (perlahan) sehingga mereka akan bercampur satu sama lain, perlahan-lahan, dan kemudian mereka akan terus seperti sebelumnya, mungkin menjauh dari segala yang lain sehingga neraka membeku.

Saya belum memutuskan apa yang harus dilakukan dengan lubang hitam di dua pusat galaksi. Apa pendapat kamu? Perlukah kita menyatukan mereka ?. Saya juga belum memutuskan apa yang harus dilakukan dengan bonggol besar di tengah Andromeda. Ada apa-apa cadangan?

Sementara itu, mari kita semua melakukan pergerakan.

Ini pelik yang harus kita lakukan dengan barisan paling sesuai. Saya rasa terdapat banyak ketidakpastian dalam astronomi. Saya tidak menentang Big Bang tetapi jika ada teori alternatif saya tidak keberatan.


Mengapa Galaxy Kita Disebut Bima Sakti?

Kami mempunyai banyak nama tidak rasmi untuk pemandangan luar angkasa. Kadang-kadang mereka diberi nama seperti bentuknya, seperti Nebula Horsehead. Kadang-kadang mereka mempunyai nama & # 8220 dipinjam & # 8221 dari buruj mereka, seperti Galaxy Andromeda. Tetapi bagaimana dengan galaksi kita sendiri, Bima Sakti? Mengapa kumpulan bintang di seluruh Bumi & langit ini mempunyai nama yang dikaitkan dengan makanan?

Mula-mula, mari kita buat sedikit cadangan dan bercakap sedikit tentang apa sebenarnya Bima Sakti. Ahli astronomi percaya bahawa ia adalah galaksi spiral terlarang & galaksi dengan bentuk lingkaran yang mempunyai garis bintang di tengahnya, seperti yang anda lihat dalam gambar di atas. Sekiranya anda terbang melintasi galaksi dengan kecepatan cahaya, anda akan memerlukan 100,000 tahun yang menakjubkan.

Bima Sakti adalah sebahagian daripada koleksi galaksi yang disebut Kumpulan Tempatan. Kami sedang bertembung dengan anggota koleksi yang paling besar dan terbesar, iaitu Galaxy Andromeda (juga dikenali sebagai M31). Bima Sakti adalah galaksi terbesar kedua, dan Galaksi Triangulum (M33) terbesar ketiga. Terdapat kira-kira 30 ahli kumpulan ini yang semuanya diberitahu.

Untuk merasakan ukurannya yang sangat besar, anda akan senang mendengar Bumi tidak ada tempat berhampiran pusat Bima Sakti & # 8217s dan lubang hitamnya yang hebat. NASA mengatakan kita berada sekitar 165 kuadrillion batu dari lubang hitam, yang terdapat di arah buruj Sagittarius.

Medan magnet Galaksi Bima Sakti kita seperti yang dilihat oleh satelit Planck ESA. Kredit: ESA dan Kerjasama Planck.

Mengenai bagaimana galaksi kita mendapat namanya, itu memang kerana penampilannya yang seperti susu yang membentang di langit. Walaupun melihat senjata galaksi & # 8217 adalah cabaran dari pusat-pusat pencemaran cahaya kami sekarang, jika anda keluar ke kawasan yang lebih pedesaan, ia benar-benar mula menguasai langit. Orang Rom kuno memanggil galaksi kita sebagai Via Lactea, yang secara harfiah bermaksud & # 8220The Road of Milk. & # 8221

Dan menurut laman web Astronomy Picture of the Day, perkataan Yunani untuk & # 8220galaxy & # 8221 juga berasal dari perkataan & # 8220milk & # 8221. Sukar untuk mengatakan apakah itu kebetulan, kerana asal usul nama Bima Sakti & perkataan Yunani untuk galaksi telah lama hilang sejak prasejarah, walaupun beberapa sumber mengatakan bahawa ia diilhamkan oleh penampilan Bima Sakti & # 8217 .

Kami mengambil masa ribuan tahun untuk memahami hakikat apa yang kami kaji. Kembali ke zaman Aristoteles, menurut Perpustakaan Kongres, Bima Sakti dipercayai sebagai tempat & # 8220 di mana sfera langit bersentuhan dengan sfera terestrial. & # 8221 Tanpa teleskop, sukar untuk mengatakan banyak lebih, tetapi itu mula berubah pada awal tahun 1600-an.

Pemandangan Galaksi Bima Sakti yang indah. Sekiranya peradaban asing lain ada di luar sana, bolehkah kita menemukannya? Kredit: ESO / S. Guisard

Satu pemerhatian awal yang penting, tambah perpustakaan, adalah dari ahli astronomi Galileo Galilei yang terkenal. (Dia & # 8217 terkenal kerana dikreditkan untuk penemuan empat bulan Musytari & # 8217s & # 8212 Io, Europa, Callisto dan Ganymede & # 8212 yang dilihatnya melalui teleskop.) Dalam jilid 1610 Sidereus Nuncius, Galileo mengatakan pemerhatiannya menunjukkan Bima Sakti bukanlah tali yang seragam, tetapi mempunyai poket tertentu dengan kepadatan bintang yang lebih banyak.

Tetapi hakikat sebenar galaksi menghindarkan kita untuk beberapa lama lagi. Pemerhatian awal yang lain: bintang-bintang adalah bahagian dari Sistem Suria kita (Thomas Wainwright, 1750 & # 8212 suatu tuntutan yang kemudiannya ditunjukkan sebagai salah) dan bahawa bintang-bintang kelihatan lebih padat di satu sisi jalur daripada yang lain (William dan John Herschel, pada akhir 1700-an).

Perlu hingga abad ke-20 bagi para astronom untuk mengetahui bahawa Bima Sakti adalah salah satu daripada sebilangan besar galaksi di langit. Ini berlaku, kata perpustakaan, melalui beberapa langkah: melakukan pemerhatian terhadap & # 8220 nebula spiral & # 8221 yang menunjukkan kelajuan mereka merosot lebih cepat daripada kelajuan pelarian galaksi kita sendiri (Vesto Slipher, 1912) pemerhatian bahawa & # 8220nova & # 8221 (bintang terang sementara) di Andromeda lebih lemah daripada galaksi kita sendiri (Herber Curtis, 1917) dan yang paling terkenal, pemerhatian Edwin Hubble & galaksi menunjukkan bahawa mereka sangat jauh dari Bumi (1920ish).

Medan Hubble Ultra Deep dilihat dalam sinar ultraviolet, kelihatan, dan inframerah. Kredit Imej: NASA, ESA, H. Teplitz dan M. Rafelski (IPAC / Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), dan Z. Levay (STScI)

Sebenarnya ada lebih banyak galaksi di luar sana daripada yang kita bayangkan bahkan satu abad yang lalu. Dengan menggunakan Teleskop Angkasa Hubble, para astronom secara berkala telah menggunakan balai cerap yang kuat untuk melihat sepotong kecil langit.

Ini telah menghasilkan beberapa & # 8220 medan mendalam & # 8221 galaksi berbilion tahun cahaya. Sungguh sukar untuk mengira berapa banyak & # 8220 di sana & # 8221, tetapi anggaran sepertinya mengatakan terdapat sekurang-kurangnya 100 bilion galaksi. Perkara itu akan membuat para astronom sibuk memerhatikan sebentar.

Kami telah menulis banyak artikel mengenai Bima Sakti untuk Alam Semesta Hari Ini. Berikut adalah beberapa fakta mengenai Bima Sakti, dan di sini terdapat artikel mengenai bintang-bintang di Bima Sakti. Kami & # 8217 telah merakam episod Cast Astronomi mengenai galaksi. Dengarkan di sini, Episod 97: Galaksi.


Kedekatan galaksi Andromeda

Anda mungkin berminat untuk mengetahui bahawa nampaknya galaksi kita sekarang bertembung dengan galaksi Awan Magellan yang kerdil. Walaupun mereka relatif kecil, yang kecil hanya relatif.

Mereka dulu dianggap satelit namun, pada tahun 2008 para astronom Australia menetapkan dua fakta 1. Mereka tidak kelihatan berada di orbit melainkan melewati. 2. Laluan itu sudah dimulakan dengan aliran gas mereka ditarik ke arah susu.

Memandangkan jarak yang sangat jauh dan kelajuan yang sangat rendah, anda tidak boleh mengharapkan untuk melihat sesuatu yang menakjubkan dalam masa terdekat ini.

Di samping itu, terdapat aliran atau jet bintang di pinggir luar Bima Sakti yang, kerana orbitnya yang tidak biasa, dianggap sebagai sisa-sisa pertembungan masa lalu seperti itu. Galaksi lain yang dapat kita pelajari dengan cukup terperinci juga sering menunjukkan ciri yang serupa.

Pendek kata - tidak perlu panik lagi :-)

Pertama, anda tidak mempunyai faktor 1000. Ini 13 bilion, bukan 13 juta. Kedua, angka 13+ bilion tahun cahaya sedikit menipu.

Lebih kurang baiknya menggunakan waktu dalam tahun = jarak dalam tahun cahaya * kelajuan cahaya untuk jarak pendek seperti 2.5 juta tahun cahaya yang memisahkan Bima Sakti dan galaksi Andromeda. Tidak wajar melakukan itu untuk jangka masa yang panjang kerana alam semesta berkembang.

Pada saat galaksi-galaksi terpencil itu memancarkan cahaya yang baru saja kita lihat, jarak antara galaksi terpencil itu dan Bima Sakti jauh lebih sedikit dari 13,5 miliar tahun cahaya. Berkat pengembangan ruang, jarak antara galaksi terpencil itu dan Bima Sakti & quotnow & quot (jarak bergerak) jauh lebih besar daripada 13.5 bilion tahun cahaya.


Intinya: Jauh lebih baik untuk mengatakan bahawa cahaya yang dipancarkan oleh galaksi-galaksi yang jauh itu mengambil masa 13.5 bilion tahun untuk sampai ke kita dan membiarkannya.

Mungkin DH berbangsa Eropah dan menggunakan koma untuk berfungsi sebagai titik perpuluhan, bukan titik. Atau mungkin dia tidak cukup membacanya. Bagaimanapun, ia tidak mengubah kebenaran titik asalnya, iaitu bahawa 13 bilion tahun cahaya masih merupakan nilai jarak yang salah: jarak ke objek adalah tidak sama dengan masa perjalanan yang ringan, kerana pengembangan alam semesta. Jadi, jika cahaya dari objek itu memerlukan 13 miliar tahun untuk sampai ke kita, maka objek itu sekarang jauh lebih jauh daripada 13 tahun cahaya dari kami.

Saya telah membaca terlalu banyak catatan oleh orang Eropah sejak akhir-akhir ini. Maaf atas tuduhan yang tidak betul.

Seperti yang dinyatakan oleh cepheid, perkara utama saya masih ada. Mengalikan 13 bilion tahun agar cahaya dari beberapa galaksi terpencil sampai kepada kita dengan kelajuan cahaya bukanlah perkara yang wajar dilakukan.


Kembali ke jawatan asal,

Cakera. Saluran boleh memaparkan perkara dengan cara yang mengelirukan atau tidak masuk akal untuk menarik perhatian penonton. Saya tidak tahu kerana saya tidak menonton.

Saya tidak mengatakan & "quotspace" mengembang & quot kerana ia memberi idea yang keliru kepada sesetengah orang mengenai ruang sebagai bahan material atau & quotfabric & quot.

Apa yang dikumpulkan dari pemerhatian selama bertahun-tahun adalah a corak peningkatan jarak antara objek pegun yang dipisahkan secara meluas.

Ini bukan seperti gerakan biasa di mana seseorang sampai di suatu tempat. Dalam corak peningkatan jarak ini, tidak ada yang sampai ke mana-mana. Jarak antara objek pegun semakin besar dengan cara yang seragam. Jarak yang lebih jauh meningkat dengan lebih pantas.

Kadar semasa adalah sekitar 1/140 satu peratus setiap juta tahun. Sudah tentu itu sangat kecil. Sepertinya 1/140 peratus hampir tidak ada, dan sejuta tahun adalah masa yang lama untuk perubahan kecil itu berlaku. Anda hanya akan melihat jika anda mempunyai jarak yang sangat besar untuk memulakannya.

Titik asasnya adalah bahawa geometri bukan perkara statik tetap. Geometri boleh berubah. Itulah sumbangan Einstein. Persamaan quotatener & relativity & quotation pada tahun 1915 adalah undang-undang bagaimana graviti beroperasi dan undang-undang bagaimana geometri berubah. Jarak dan sudut boleh berkembang mengikut undang-undang 1915-nya. Mereka tidak kekal seperti yang difikirkan oleh orang Yunani. (tidak menghormati orang Yunani mereka mempunyai beberapa saintis yang baik.)

Sekiranya geometri tidak berubah, graviti tidak akan berfungsi seperti yang diperhatikan untuk berfungsi. Tahun 1915 jauh lebih tepat dalam meramalkan perkara-perkara yang dapat kita ukur (di atau di sekitar Bumi, di sistem suria, di dunia yang lebih luas). Kami mendapat ketepatan 6 perpuluhan menggunakan persamaan 1915 dan setakat ini tidak ada yang dapat menghasilkan sesuatu yang lebih baik. Jadi ia hanyalah sesuatu yang boleh diterima. Sudut dan jarak dapat berubah dari masa ke masa dengan cara tertentu yang dapat diramalkan, kerana objek material bergerak dan mempengaruhi geometri. Atau sebagai hasil dari meneruskan beberapa perubahan yang sangat beransur-ansur yang dimulakan pada masa lalu.

Teori ini tidak mendalilkan & quotspace & quot sebagai & quotsubstance & quot. Ini mengenai pengukuran geometri.


Kapal Angkasa Ini Akan Mengubah Bidang Astronomi

Kesan artis terhadap kapal angkasa selepas penyebaran. Gambar oleh James Vaughan.

Hampir tepat 31 tahun yang lalu, Teleskop Angkasa Hubble dilancarkan bersama 5 angkasawan di pesawat ulang-alik Discovery. Adakah para jurutera dan ahli astronomi di NASA tahu bahawa ia akan menjadi salah satu alat pemerhatian paling produktif dalam sejarah umat manusia? Adakah mereka fikir ia mampu memberi inspirasi kepada hampir 13,000 makalah ilmiah dalam 3 dekad beroperasi? Hubble melukis bagi kita gambaran baru mengenai ruang masa - satu penuh dengan lubang hitam supermasif dan fenomena misteri yang kini dikenali sebagai tenaga gelap. Di mana lubang hitam merupakan fiksyen sains dan spekulasi, Hubble menghidupkannya, menyatukannya dalam gambaran alam semesta kita.

Ia bahkan memberitahu kita tentang usia alam semesta ini. Walaupun sebelum kita hanya dapat menebak usia 10 hingga 20 miliar tahun, teleskop itu mengungkapkan berapa tahun yang mendahului umat manusia, dan berapa tahun yang terjadi hingga saat ini: 13.8 bilion.

Namun Hubble tidak dapat bertahan selamanya. Pembiayaan rasmi untuk instrumen ini hanya berlanjutan selama beberapa bulan lagi, berakhir pada bulan Jun 2021. Menjelang 2030, Hubble akan mengalami seretan atmosfera yang cukup untuk turun melalui atmosfer Bumi, menabrak kubur terpencil dan berair. Sebilangan besar pakar menganggap Hubble akan mempunyai 5 tahun lagi fungsi. Pelaburan baru, bagaimanapun, dapat melihat pemulihan dan peningkatan orbit untuk teleskop.

Ketika Hubble hampir menjelang akhir misinya, kami menyambut era baru alat astronomi yang membuka pintu yang tidak dapat dilakukan Hubble. Khususnya - teleskop terbesar dan paling kompleks yang pernah dilancarkan ke angkasa dengan kekuatan 100 kali ganda dari Hubble - pasti akan mengubah pemahaman kita tentang alam semesta selamanya.

Projek ini telah berkembang pesat sejak pertama kali disusun. Ia bermula sebagai teleskop sederhana yang akan diluncurkan pada tahun 2007 dan diharapkan hanya berharga $ 500 juta. 30 tahun pembinaan dan $ 10 bilion kemudian, jelas James Webb Space Telescope (JWST) telah jauh melebihi reka bentuk awalnya. Kini bukan hanya alat paling kompleks yang pernah dilancarkan ke angkasa, ia juga merupakan salah satu prestasi kejuruteraan terbaik manusia.

JWST tidak dimaksudkan untuk menggantikan Hubble. Kedua-duanya dimaksudkan untuk saling memuji dengan memerhatikan bahagian spektrum elektromagnetik yang berlainan. Sementara kita dapat melihat bagian cahaya yang dapat dilihat dari spektrum, Hubble mahir melihat di bahagian ultraviolet dan Webb dibina untuk melihat terutama di inframerah. Webb dapat melihat bahagian spektrum ini berkat dua komponen utama: pelindung matahari, dan cermin emas dan berilium 6,5 meter (21 kaki 4 inci) yang menakjubkan.

Berilium adalah bahan tahan lama dan ringan yang, apabila ditutup dengan lapisan emas yang tipis, memungkinkan untuk refleksi yang lebih baik dan pemeriksaan cahaya inframerah yang lebih mudah. Seperti namanya, pelindung matahari dimaksudkan untuk menjaga alat pengamatan dari membaca cahaya inframerah dari matahari. Menyekat sinaran suria ini juga bermaksud instrumen dapat terus beroperasi pada suhu 30 K sejuk, atau sekitar -406 ° F (-243 ° C). Dan sementara pelindung matahari sangat penting untuk pengumpulan data JWST, ia juga merupakan salah satu sumber kebimbangan terbesar. Ribuan bahagian - termasuk 8 motor dan 139 penggerak - mesti berfungsi dengan sempurna untuk membuka 5 membran pelindung cahaya matahari di angkasa.

Tempat rehat terakhir Webb adalah kedudukan orbit L2 (titik Lagrangian kedua) pada jarak 1 juta batu (1.5 juta km) dari Bumi. Ini adalah empat kali lebih jauh dari Bumi daripada bulan. Pada jarak ini, pemandangan teleskop tidak akan terhalang oleh matahari atau Bumi, sehingga memberikan pemandangan langit yang jelas untuk belajar. Pandangan ini memang berharga. Webb tidak akan dapat digunakan oleh angkasawan. Kami hanya mempunyai satu peluang untuk menyempurnakan semuanya, tidak seperti Hubble yang dapat dilayani oleh angkasawan pada 5 kesempatan yang berasingan. Sebenarnya, tanpa salah satu pembaikan ini, kita tidak akan mempunyai gambar Hubble yang ikonik. Teleskop pada mulanya dilancarkan dengan cermin cacat yang mengembalikan gambar kabur. Ia tidak diperbaiki sehingga tahun 1993.

Dan semua kerja ini - untuk apa? Apa sebenarnya yang dijanjikan JWST kepada kita sebagai balasan?

Cahaya pertama alam semesta. Hubble dapat melihat masa lalu dan jauh, tetapi tidak cukup jauh. Dengan keupayaan inframerah Webb, kita akan dapat melihat bintang dan galaksi pertama yang pernah terbentuk. Menyaksikan struktur purba ini akan membantu kita memahami dengan lebih baik bukan sahaja perkembangan dan permulaan galaksi, tetapi juga penghujungnya yang tidak dapat dielakkan. Ini adalah mesin masa untuk kedua-dua jenis, yang membentuk kita gambaran awal dan akhir dunia. Imej Ultra Deep Field Hubble memberi kita gambaran paling terperinci yang pernah diambil oleh manusia. Dalam gambar, titik-titik merah kecil mewakili galaksi-galaksi lama dan jauh yang telah diubah-ubah oleh pengembangan alam semesta. Cahaya mereka diregangkan menjadi panjang gelombang yang lebih panjang sebagai hasil sampingan tenaga gelap.Tetapi untuk melihat galaksi tertua memerlukan kemampuan menangkap panjang gelombang yang lebih rendah daripada cahaya merah. Ia memerlukan menangkap di inframerah.

Para saintis juga berharap bahawa ia akan membantu kita mengumpulkan maklumat baru mengenai eksoplanet dan kewujudan kehidupan asing. Dalam keheningan dingin ruang, klik dan pusarannya akan menyalurkan kembali data untuk dunia di Sistem Suria kita, dunia di luarnya, dan bintang dan sistem planet yang baru lahir terbentuk di dalam kafan awan debu kosmik. Ia juga akan mengintip Sagittarius A *, lubang hitam supermasif di tengah galaksi kita.

Setiap fasa selepas Big Bang akan dimainkan dalam data dari JWST. Tahap awal pembentukan galaksi dijangka sangat menarik - peristiwa ganas berbilion kali lebih terang daripada matahari.

Walaupun mengalami banyak kelewatan, Webb kini akan dilancarkan pada Oktober tahun ini. Setelah penyebaran, pengujian, pengaturan komunikasi, dan penyesuaian kerajinan, gambar pertama dari Webb akan tiba 6 bulan setelah dilancarkan. Pada asalnya dijadualkan dilancarkan pada bulan Mac tahun ini, harganya sekitar $ 1 juta sehari untuk terus menunda pelancaran JWST ke orbit. Namun begitu, apabila data dari teleskop mengalir masuk, kita akan melihat kelas galaksi baru yang sebelumnya tidak dapat dilihat oleh instrumen kita. Seperti mana-mana alat yang hebat, kami harap James Webb dapat membantu kami menjawab soalan yang belum kami fikirkan. Ia mungkin yang paling dekat dengan perjalanan masa lalu, dan menemui akar kewujudan kita.


Astronomi Dasar (107)

Kita tahu bagaimana rasanya berada di dalam galaksi lingkaran, kerana kita hidup di satu galaksi Bima Sakti. Matahari terletak berhampiran Orion Arm kecil atau "Spur", dan antara Satittarius dan Perseus Arms. Lengan lingkaran galaksi kita dinamakan buruj ke arah mana kita melihatnya. Bima Sakti mempunyai bar pusat kecil sehingga ia sebenarnya adalah lingkaran SBBc yang dilarang.

Bima Sakti dipetakan menggunakan gambar inframerah dari Teleskop Angkasa Spitzer NASA.
Kredit: NASA / JPL-Caltech


Galaksi lingkaran NGC 4622


Galaksi lingkaran Sombrero (M104)


Galaksi spiral melengkung ESO 510-G13

Galaksi lingkaran mempunyai cakera bintang yang rata, tetapi juga lingkaran cahaya bersinar. Bintang-bintang di cakera masih muda, biasanya terbentuk baru-baru ini, dan berbeza dengan bintang di lingkaran. Bintang-bintang halo kecil, berumur 13 bilion tahun, dibuat pada awal sejarah galaksi, awal sejarah Alam Semesta! Mereka begitu tua sehingga mereka miskin logam, telah dibuat sebelum bintang-bintang besar lain meletup dan menghantar logam ke galaksi.

Anda dapat melihat bahawa lingkaran dalam gambar ini kelihatan kuning atau sedikit merah berbanding cakera yang lebih biru. Bintang biru lebih besar, dan bertambah tua. Hanya bintang merah yang kurang besar kekal dalam populasi halo yang semakin tua. Kehadiran debu yang kabur, awan molekul gelap, dan nebula pelepasan terang merupakan ciri kawasan galaksi ketika bintang sedang terbentuk sekarang.

Bima Sakti kita, galaksi Andromeda (M31), dan Triangulum (M33) adalah satu-satunya galaksi lingkaran dalam Kumpulan Galaksi Tempatan.


Montaj panorama Galaksi Bima Sakti di langit malam kita
perhatikan Andromeda Galaxy kecil di kiri bawah
Kredit: Axel Mellinger


Andromeda Galaxy (M31) adalah lingkaran sedikit lebih kecil daripada Bima Sakti kita




Kumpulan Galaksi Tempatan

GALAXI ELLIPTIK



NGC 1316 adalah galaksi elips yang sangat besar


Tertutup pusat galaksi elips NGC 1316

Galaksi elips dikelaskan, paling bulat hingga paling panjang, seperti E0, E2, E3, E4, E5, E6, E7. Galaksi elips sebenarnya berbentuk elipsoid, agak berbentuk bola, dan tidak seperti cakera galaksi lingkaran yang, yang dilihat pada sudut, juga mungkin kelihatan elips.



M87 dalam kelompok Virgo cukup dekat dengan kita sehingga kita dapat melihat perincian yang memberikan petunjuk
mengenai asal-usul jet elektron sepanjang 5000 tahun cahaya yang tidak biasa.
Kredit: Tod R. Lauer, Sandra Faber, NASA
GALAXIES SPIRAL BARRED


Galaksi lingkaran berpagar NGC 1672
Kredit: NASA, ESA, dan Pasukan Warisan Hubble
KLASIFIKASI EDWIN HUBBLE GALAXIES ELLIPTIKAL, SPIRAL, DAN TERBATAS

Galaksi elips dari E0 hingga E7, galaksi spiral dari Sa ke Sc, galaksi lingkaran dari SBa ke SBc

GALAXI IRREGULAR

Galaksi tidak teratur tidak sesuai dengan "garpu penalaan" Hubble dan tidak mempunyai bentuk tertentu. Kadang-kadang sukar untuk memutuskan sama ada terdapat struktur yang mendasari. Awan Magellan Besar dan Kecil, misalnya, penampilannya tidak teratur tetapi juga mempunyai bar yang menunjukkan mereka mungkin berbentuk lingkaran kecil yang tidak biasa.

Awan Magellan Besar di sebelah kiri dan Awan Magellan Kecil di sebelah kanan

Galaksi kecil NGC 1427A yang tidak teratur, yang terlihat dalam gambar ini dari Teleskop Angkasa Hubble, menjunam ke gugusan galaksi Fornax dengan kecepatan 600 km / s. Dalam satu miliar tahun akan datang, ia akan terganggu oleh pertembungan yang akan datang.

BEBERAPA COLLIDE GALAXIES

Galaksi pusaran air (M51) berhampiran ekor Beruang Besar


Arp 87 galaksi bertembung

Galaksi Antennae adalah galaksi yang terpisah 1.2 bilion tahun yang lalu. Simulasi perlanggaran meramalkan bahawa dalam 400 juta tahun inti mereka akan membentuk satu teras, dan sistem itu akan berkembang menjadi galaksi elips.

Galaksi antena bertembung


Nampaknya menakutkan bahawa Bima Sakti kita sendiri dan galaksi Andromeda dapat bertembung dalam 3 miliar tahun, hingga kita melihat bahawa, walaupun kita berbicara, Bima Sakti sudah bertembung dengan galaksi elips kecil, galaksi Sagittarius Dwarf.


Galaksi Sagittarius Dwarf
KUAR

Quasars diberi nama "quasi-stellar" kerana mereka muncul sebagai sumber radio misteri dan titik cahaya yang terang, seperti bintang, tetapi dengan spektrum yang tidak biasa. Titik cahaya ini adalah inti galaksi yang sangat terang yang didorong oleh lubang hitam supermasif satu bilion kali lebih besar daripada lubang hitam biasa! Dengan teleskop dan kamera yang lebih baik, kita sekarang dapat melihat galaksi samar di sekitar teras terang ini. Quasars juga disebut galaksi aktif kerana lubang hitam masih membuang bahan masuk ke dalam pusaran yang mengeluarkan sejumlah besar tenaga dan mengeluarkan gas ribuan tahun cahaya ke ruang di luar galaksi yang dapat dilihat.

Quasar berada di jangkauan terjauh dari alam semesta yang dapat dilihat, diciptakan ketika alam semesta padat dan padat, lemparan pertama galaksi moden. Mereka kelihatan seperti M87, hanya berjuta-juta kali lebih terang di inti pusat. Di bawah ini kita melihat quasar yang jauh, 10 miliar tahun cahaya (3 miliar parsec) jauhnya, melalui sekumpulan galaksi yang "hanya" 7 miliar tahun cahaya. Graviti kluster bertindak sebagai lensa, memfokuskan cahaya dari quasar kuning terang dan terasnya yang sangat terang menjadi 4 bintik seperti bintang biru-putih terang.

Empat titik biru-putih terang sebenarnya adalah gambar dari satu kuasar jauh yang dapat dilihat oleh graviti sekumpulan galaksi yang membengkokkan cahaya dalam perjalanan ke arah kita: lensa graviti
Kredit: K. Sharon dan E. Ofek, ESA, NASA

Galaksi PALING JAUH

Galaksi yang dilihat oleh Hubble Deep Field (HDF) di atas
Kredit: R. Williams, Pasukan HDF, NASA

Gambar-gambar ini digabungkan dari beratus-ratus paparan terpisah dengan Teleskop Hubble menunjuk ke satu arah, menciptakan pemandangan ke cakrawala alam semesta yang dapat dilihat. Terdapat bermacam-macam ribuan galaksi di pelbagai peringkat evolusi dalam gambar-gambar ini.

Galaksi jarak jauh juga dipelajari dari tanah, dalam tinjauan metodis yang merangkumi langit yang lebih luas. The Sloan Digital Sky Survey telah mengumpulkan gambar dan spektrum secara berterusan sejak tahun 2000, dan memberikan gambaran mengenai taburan dan jenis galaksi dari yang berdekatan hingga pergeseran merah z = 6 untuk kuasar yang jauh. Anda boleh mengambil bahagian dalam meneroka dan mengklasifikasikan galaksi yang mereka temui dengan menyertai projek Galaxy Zoo.

GALAXIES DISEDIAKAN MELALUI UNIVERSE MEMBUAT POLA SEPERTI SWE CHEESE

DI MANA GALAXIES BERHENTI

BINTANG PERTAMA DILAKUKAN SEBELUM ADA GALAXI

Lebih kurang 100 juta tahun selepas Big Bang
Apabila tekanan dan suhu sesuai untuk sesuatu berlaku ..
Ia akan

DAN SEBELUM BINTANG LELAKI GELAP

Yang sama sekali tidak gelap

Sementara itu, sedikit demi sedikit, kawasan yang lebih padat dalam gas atom hidrogen dan helium yang baru terbentuk secara beransur-ansur menyatukan sehingga terbentuk menjadi bintang biru super gergasi, super panas. Zaman Gelap berakhir dengan pembentukan bintang-bintang pertama ini.



Zaman Gelap, sebelum bintang, tidak begitu gelap dan mungkin kelihatan seperti ini.
Pada hampir 1000 K alam semesta pada masa itu bersinar dengan merah dan dekat inframerah dan cahaya, warna dan suhu yang sama dari plat panas elektrik yang kelihatan di dalam bilik gelap.

Sinaran Latar Belakang Kosmik

Sinaran Latar Belakang Kosmik pertama kali dianggap kebisingan dan menyalahkannya pada dua burung merpati yang bersarang di Bell Horn Antena ini

Sebelum Zaman Gelap, Alam Semesta sangat panas sehingga proton dan neutron tidak dapat menahan elektron, sehingga tidak ada atom. Tidak sampai 300,000 tahun selepas Big Bang, Alam Semesta dan berkembang dan disejukkan hingga kurang dari 3.000 K. Foton yang kurang bertenaga dan pertembungan yang lebih lemah di antara zarah-zarah tersebut membolehkan proton dan neutron memegang elektronnya,. Atom pertama hidrogen dan helium terbentuk, dan tetap utuh.

Sebelumnya foton telah diserap oleh elektron bebas sebaik sahaja dipancarkan, seperti foton yang terperangkap di dalam bintang mengambil ribuan tahun untuk keluar. Sekarang Alam Semesta cukup sejuk untuk telus kepada foton, dan mereka tiba-tiba bebas bepergian jauh dengan kelajuan cahaya.

Ketika Alam Semesta berkembang, cahaya Latar Kosmik dibawa bersamanya. Bagi kami hari ini, Latar Belakang "Radiasi" kelihatan bergeser merah oleh z = 1000 kali, menjadikan panjang gelombang muncul 1000 kali lebih lama. Walaupun dipancarkan dengan panjang gelombang sekitar 1.000 nm, dalam inframerah dekat pada suhu sekitar 3000 K, pergeseran merah menjadikan panjang gelombang foton lebih lama, "malas", dan kurang bertenaga. Mereka sekarang nampaknya berasal dari sumber 3 K yang sejuk (2.725 darjah di atas sifar mutlak), dan sejauh ini mereka telah beralih dalam panjang gelombang, mereka adalah "gelombang mikro" dengan panjang gelombang kira-kira 1.000.000 nm (1 mm).

Sinaran Latar Belakang Kosmik secara tidak sengaja ditemui di Antena Bell Horn, di mana ia dianggap mungkin disebabkan oleh dua burung merpati yang bersarang. Sekiranya anda ingin menonton sesuatu di set televisyen analog lama anda, anda selalu dapat menonton rancangan Background Radiasi Latar Belakang Kosmik pendidikan, yang muncul sebagai statis pada saluran yang ditinggalkan oleh stesen penyiaran.

Sinaran Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik hampir sama dalam semua arah, dengan hanya sedikit variasi suhu yang jelas. Pada tahun 1970-an juga ditemukan sedikit "lebih panas" dalam satu arah di ruang angkasa, perbezaan kira-kira 0.1% dari suhu yang kelihatan. Ini kerana ia sedikit lebih berubah-ubah untuk dilihat dalam satu arah dan biru-beralih untuk melihat ke arah yang berlawanan. Inilah corak tepat yang diharapkan jika kumpulan galaksi tempatan kita bergerak melalui sinaran latar dengan kelajuan sekitar 600 km / s! Dari satu segi, kita dapat mengetahui arah mana yang kita bergerak berbanding gas hidrogen yang menjadikan bintang pertama.


Asalnya dipancarkan sebagai cahaya inframerah dekat pada 3000 K, cahaya yang tersebar dari elektron dan proton dari alam semesta awal muncul kepada kita hari ini dengan
peralihan merah z = 1000.
Kredit: Pasukan Sains NASA / WMAP

SEBELUM RADIASI LATAR BELAKANG KOSMIK

Pada 300,000 tahun pertama Alam Semesta, suhu sejuk dari 10 27 K (itu 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 K, trillion quadrillion Kelvin) hingga 10,000 K.

Dengan kepanasan yang melampau, foton dalam bentuk sinar ultraviolet, sinar-x dan sinar gamma menjadikan alam semesta ini sangat terang. Rasanya seperti berada di dalam bintang Sirius.

Sejarah Alam Semesta dari Big Bang

  • ke jangka masa pengembangan yang sangat terang dan panas
  • ke sinaran latar belakang Kosmik
  • ke Bintang
  • ke Galaksi dengan Bintang dengan Planet
  • untuk Hidup

3 Minit Pertama Alam Semesta

Dan seperti yang kita lihat sebelumnya, ketika suhu dan tekanan tepat untuk sesuatu berlaku. ia akan.

10-43 saat pertama dikaburkan oleh kurangnya pengetahuan kita tentang bagaimana graviti berfungsi. Dengan 10 -32 saat, alam semesta telah melambung dengan sangat besar dan zarah-zarah pertama muncul.
Dengan 10 -5 saat quark dihubungkan dalam trio untuk membuat proton.
Dengan 10 -4 saat, alam semesta dibiarkan dengan 5x lebih banyak proton daripada neutron (proton menjadi inti hidrogen).
Selepas satu saat, alam semesta telah cukup berkembang sehingga ia menjadi telus kepada neutrino, dan mereka pergi ke jalan mereka sendiri selamanya.
Selepas 3 minit dan 42 saat, alam semesta telah cukup sejuk agar inti helium stabil, dan ia mempunyai 25% bahan biasa dalam bentuk itu.
Selepas 1 tahun, suhunya berada di tengah bintang seperti Matahari, sejuk secara beransur-ansur.

Setelah 300,000 tahun, cahaya dapat melaluinya, menjadi latar kosmik yang kita lihat sekarang. Perkara yang tersisa mula disatukan di bawah graviti sendiri, dan bintang-bintang pertama muncul setelah sejuta tahun. dan akhirnya kita.

Alam Semesta bermula dengan tenaga yang menjadi foton dan zarah
E = mc 2 juga bermaksud E / c 2 = m

(Gambar ini juga berguna untuk memeriksa astigmatisme mata anda, dan untuk melihat apakah cermin mata anda betul.)

Hmm, nampaknya ada beberapa perkara yang hilang di sini.

  • Sekiranya galaksi muncul 13 miliar jauhnya, tetapi cahaya mereka meninggalkan galaksi yang berubah merah 13 bilion tahun yang lalu. berapa besar alam semesta sekarang?
  • Apabila sesuatu kelihatan surut dengan pergeseran merah z = 1000, adakah masa berubah?
  • Tenaga gelap nampaknya menjadikan Alam Semesta mengembang dengan lebih cepat dan pantas, sementara benda gelap seolah-olah menahannya, tetapi kita tidak tahu apa itu.
  • Adakah masa ada sebelum Big Bang?
  • Sekiranya graviti di sekitar objek besar mengubah ruang dan masa, apa yang berlaku di sekitar lubang hitam?

Ini memerlukan Relativiti Khas dan Umum, teori kuantum, dan mungkin fizik yang belum kita ketahui!


Empat bilion tahun dari sekarang, galaksi Bima Sakti seperti yang kita ketahui akan berhenti wujud.

Bima Sakti kita akan bertembung secara langsung dengan galaksi Andromeda yang serupa, kata para penyelidik hari ini (31 Mei). Seiring berjalannya waktu, penghancuran galaksi yang besar akan mencipta galaksi hibrid yang sama sekali baru, yang mungkin mempunyai bentuk elips daripada cakera bersenjata spiral tanda dagangan Milky Way.

"Kami mengetahui galaksi lain di alam semesta di sekitar kita yang sedang dalam proses bertembung dan bergabung," kata Roeland van der Marel, dari Institut Sains Teleskop Angkasa di Baltimore, kepada wartawan hari ini. "Namun, apa yang menjadikan penggabungan galaksi Andromeda dan Bima Sakti di masa depan begitu istimewa adalah ia akan terjadi pada kita."

Ahli astronomi telah lama mengetahui bahawa Bima Sakti dan Andromeda, yang juga dikenal sebagai M31, saling melaju dengan kecepatan sekitar 250,000 mph (400,000 kph). Mereka juga telah lama mencurigai bahawa kedua-dua galaksi mungkin saling membanting berbilion tahun di jalan. [Bima Sakti Menyerang Andromeda (Gambar Artis)]

Walau bagaimanapun, perbincangan mengenai kemalangan galaksi masa depan selalu menjadi sesuatu yang spekulatif, kerana tidak ada yang dapat mengukur gerakan sisi Andromeda - komponen penting dari jalan galaksi itu melalui angkasa.

Tetapi itu tidak lagi berlaku.

Van der Marel dan rakan-rakannya menggunakan teleskop angkasa Hubble NASA untuk berulang kali memerhatikan kawasan terpilih di Andromeda dalam jangka masa tujuh tahun. Mereka dapat mengukur gerakan galaksi (atau tangensial) galaksi, dan mereka mendapati bahawa Andromeda dan Bima Sakti memang terikat untuk serangan langsung.

"Galaksi Andromeda sedang menuju ke arah kami," kata van der Marel. "Galaksi akan bertabrakan, dan mereka akan bergabung untuk membentuk satu galaksi baru." Dia dan rakan-rakannya juga membuat simulasi video mengenai Bima Sakti yang menabrak Andromeda.

Penggabungan itu, tambah van der Marel, bermula dalam 4 bilion tahun dan akan selesai sekitar 6 bilion tahun dari sekarang.

Kemalangan kosmik masa depan

Kejadian dramatik seperti ini tidak pernah berlaku dalam sejarah Bima Sakti kita yang panjang, yang mungkin mulai terbentuk kira-kira 13.5 bilion tahun yang lalu.

"Bima Sakti telah memiliki, mungkin, banyak penggabungan kecil," kata Rosemary Wyse dari Johns Hopkins University di Baltimore, yang tidak berafiliasi dengan kajian baru itu. "Tetapi penggabungan utama ini tidak akan pernah terjadi sebelumnya."

Penggabungan itu tidak menimbulkan bahaya nyata untuk memusnahkan Bumi atau sistem suria kita, kata para penyelidik. Peluang ruang kosong yang memisahkan bintang-bintang di dua galaksi akan tetap luas, menjadikan pertembungan atau gangguan serius tidak mungkin.

Akan tetapi, sistem suria kita kemungkinan akan diangkat ke posisi yang berbeda di galaksi baru, yang oleh beberapa astronom dijuluki "galaksi Milkomeda." Simulasi menunjukkan bahawa kita mungkin akan menempati tempat yang jauh dari teras galaksi daripada yang kita lakukan hari ini, kata para penyelidik.

Langit malam yang baru

Dan perlanggaran akan mengubah langit malam kita secara mendadak. Sekiranya ada manusia yang masih berusia sekitar 3,75 miliar tahun dari sekarang, mereka akan melihat Andromeda memenuhi bidang pandang mereka ketika ia berada di sebelah Bima Sakti kita sendiri. Untuk beberapa bilion tahun berikutnya selepas itu, para bintang akan terpesona oleh penggabungan itu, yang akan mencetuskan serangan pembentukan bintang yang sengit.

Akhirnya, sekitar 7 bilion tahun dari sekarang, teras terang galaksi Milkomeda elips akan menguasai langit malam, kata para penyelidik. (Kemungkinan melihat pemandangan ini, sekurang-kurangnya dari Bumi, cukup tipis, kerana matahari diramalkan akan melambung menjadi gergasi merah besar 5 atau 6 bilion tahun dari sekarang.)

Dalam sejarahnya selama 22 tahun, Hubble telah merevolusikan cara manusia memandang alam semesta. Penemuan baru adalah langkah lain dalam proses itu, kata para penyelidik.

"Apa yang sangat menggembirakan mengenai pengukuran semasa adalah, ini bukan mengenai astronomi sejarah, bukan tentang melihat ke masa lalu, memahami pengembangan alam semesta," kata John Grunsfeld, pentadbir bersekutu untuk Direktorat Misi Sains NASA dan mantan angkasawan yang terbang dengan tiga misi ulang-alik ruang angkasa yang membaiki Hubble.

"Ini menantikan masa, yang merupakan kisah lain yang sangat manusiawi," tambah Grunsfeld. "Kami ingin tahu tentang masa lalu kami - dari mana asalnya? Kami sangat ingin tahu ke mana kita akan pergi."


Di mana Satu Galaxy Bermula dan Yang Lain Berakhir?

Sebilangan saintis tidak menyangka kelompok bintang Canis Major sebenarnya adalah galaksi sendiri atau galaksi kerdil. Sebaliknya mereka berpendapat bahawa ia hanyalah kawasan padat bintang-bintang jauh yang masih merupakan bahagian Bima Sakti. Walau bagaimanapun, jelas bahawa sekumpulan bintang ini telah ditarik sangat dekat dengan Bima Sakti kita oleh graviti besar galaksi kita. Dari masa ke masa, ini mungkin menjadi nasib galaksi satelit lain di kawasan ini. Mereka semua suatu hari dapat bergabung menjadi galaksi Bima Sakti yang lebih besar lagi!

Adakah bintang di Bima Sakti dari galaksi satelit lama?

Ya! Para saintis telah lama mengetahui bahawa ada kemungkinan galaksi satelit terganggu dan menjadi sebahagian daripada galaksi besar yang mereka mengorbit.

Mereka melihatnya berlaku di galaksi lain sepanjang masa, dan ada bukti bahawa ia juga berlaku di sini.

Salah satu contoh hebat adalah sesuatu yang dinamakan Aliran Helmi. Ini adalah sekumpulan bintang yang lebih tua dan kelihatan berbeza di Bima Sakti.

Mereka tersebar dalam corak gelung yang dapat diramalkan, jadi para saintis berpendapat bahawa mereka pasti pernah menjadi bagian dari galaksi kerdil yang terpisah!


Tonton videonya: Ngeri! Galaksi Bimasakti akan Bertabrakan dengan Andromeda (Disember 2022).