|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Prawo Hubble'a. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe "W 1744 szwajcarski astronom de Shezo i niezależnie w 1826 Olbers sformułowali następujący paradoks", pisze w swojej książce T. Regge, "który doprowadził do kryzysu ówczesnych naiwnych modeli kosmologicznych. Wyobraź sobie, że przestrzeń wokół Ziemi jest nieskończona , wieczna i niezmienna oraz że jest jednolicie wypełniona gwiazdami, a ich gęstość jest średnio stała. Za pomocą prostych obliczeń Szezo i Olbers wykazali, że całkowita ilość światła wysyłanego na Ziemię przez gwiazdy powinna być nieskończona, ze względu na którego nocne niebo nie będzie czarne, ale delikatnie mówiąc zalane światłem. Aby pozbyć się swojego paradoksu, założyli istnienie w przestrzeni kosmicznej rozległych, nieprzezroczystych mgławic, przesłaniających najdalsze gwiazdy. nie ma wyjścia z sytuacji: pochłaniając światło gwiazd, mgławice nieuchronnie się nagrzewają i same emitują światło tak samo jak gwiazdy. Jeśli więc zasada kosmologiczna jest prawdziwa, to nie możemy zaakceptować idei Arystotelesa o wiecznym i niezmiennym wszechświecie. Tutaj, podobnie jak w przypadku teorii względności, natura wydaje się preferować symetrię w swoim rozwoju niż wyimaginowaną arystotelesowską doskonałość. Jednak najpoważniejszy cios w nienaruszalność Wszechświata zadała nie teoria ewolucji gwiazd, ale wyniki pomiarów oddalających się prędkości galaktyk uzyskane przez wielkiego amerykańskiego astronoma Edwina Hubble'a. Edwin Hubble (1889–1953) urodził się w małym miasteczku Marshfield w stanie Missouri jako syn agenta ubezpieczeniowego Johna Powella Hubble'a i jego żony Virginii Lee James. Edwin wcześnie zainteresował się astronomią, prawdopodobnie pod wpływem dziadka ze strony matki, który zbudował sobie mały teleskop. Edwin ukończył szkołę średnią w 1906 roku. W wieku szesnastu lat Hubble wstąpił na University of Chicago, który był wówczas jedną z dziesięciu najlepszych instytucji edukacyjnych w Stanach Zjednoczonych. Astronom F.R. Multon, autor znanej teorii powstania Układu Słonecznego. Miał ogromny wpływ na dalszy wybór Hubble'a. Po ukończeniu uniwersytetu Hubble'owi udało się zdobyć stypendium na Rodos i wyjechać na trzy lata do Anglii, aby kontynuować naukę. Jednak zamiast nauk przyrodniczych musiał studiować prawo w Cambridge. Latem 1913 roku Edwin wrócił do ojczyzny, ale nigdy nie został prawnikiem. Hubble dążył do nauki i wrócił na Uniwersytet w Chicago, gdzie w Obserwatorium Yerk pod kierunkiem profesora Frosta przygotował rozprawę doktorską. Jego praca polegała na statystycznym badaniu słabych mgławic spiralnych w kilku częściach nieba i nie była szczególnie oryginalna. Ale nawet wtedy Hubble podzielał opinię, że „spirale to układy gwiezdne w odległościach często mierzonych w milionach lat świetlnych”. W tym czasie zbliżało się wielkie wydarzenie w astronomii - Obserwatorium Mount Wilson, na czele którego stał wybitny organizator nauki D.E. Hale, przygotowywał się do uruchomienia największego teleskopu – stucalowego reflektora (250 cm – ok. Aut.). Między innymi Hubble otrzymał zaproszenie do pracy w obserwatorium. Jednak wiosną 1917 r., kiedy kończył pracę doktorską, Stany Zjednoczone przystąpiły do I wojny światowej. Młody naukowiec odrzucił zaproszenie i zgłosił się na ochotnika do wojska. W ramach Amerykańskich Sił Ekspedycyjnych major Hubble trafił do Europy jesienią 1918 r., na krótko przed końcem wojny, i nie zdążył wziąć udziału w działaniach wojennych. Latem 1919 roku Hubble zdemobilizował się i pospieszył do Pasadeny, aby przyjąć zaproszenie Hale'a. W obserwatorium Hubble zaczął badać mgławice, skupiając się najpierw na obiektach widocznych w paśmie Drogi Mlecznej. W antologii „Book of Primary Sources on Astronomy and Astrophysics, 1900-1975” autorstwa K. Langa i O. Gingericha (USA), która odtworzyła najwybitniejsze badania z trzech ćwierćwiecza XX wieku, umieszczone są trzy prace Hubble'a oraz pierwsza z nich to praca nad klasyfikacją mgławic pozagalaktycznych. Pozostałe dwa dotyczą ustalenia natury tych mgławic i odkrycia prawa przesunięcia ku czerwieni. W 1923 Hubble zaczął obserwować mgławicę w konstelacji Andromedy za pomocą 6822 i XNUMX-calowych reflektorów. Naukowiec doszedł do wniosku, że duża Mgławica Andromeda jest rzeczywiście innym układem gwiezdnym. Hubble uzyskał te same wyniki dla mgławic MOS XNUMX i Trójkąta. Chociaż wielu astronomów wkrótce dowiedziało się o odkryciu Hubble'a, oficjalne ogłoszenie nastąpiło dopiero 1 stycznia 1925 r., Kiedy G. Ressel przeczytał raport Hubble'a na kongresie Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego. Słynny astronom D. Stebbins napisał, że raport Hubble'a „stukrotnie rozszerzył objętość świata materialnego i definitywnie rozwiązał długi spór o naturę spiral, udowadniając, że są to gigantyczne zestawy gwiazd, prawie porównywalne wielkością do naszej własnej Galaktyki ”. Teraz Wszechświat pojawił się przed astronomami jako przestrzeń wypełniona gwiezdnymi wyspami - galaktykami. Już jedno ustalenie prawdziwej natury mgławic określiło miejsce Hubble'a w historii astronomii. Ale na jego los przypadło jeszcze bardziej wybitne osiągnięcie - odkrycie prawa przesunięcia ku czerwieni. Badania spektralne „mgławic” spiralnych i eliptycznych rozpoczęto w 1912 roku na podstawie takich rozważań1, jeżeli rzeczywiście znajdują się one poza naszą Galaktyką, to nie uczestniczą w jej obrocie i dlatego ich prędkości radialne będą wskazywać na ruch Słońca . Oczekiwano, że prędkości te będą rzędu 200-300 kilometrów na sekundę, czyli będą odpowiadały prędkości Słońca wokół centrum Galaktyki. Tymczasem, z kilkoma wyjątkami, prędkości radialne galaktyk okazały się znacznie wyższe: zostały zmierzone w tysiącach i dziesiątkach tysięcy kilometrów na sekundę. W połowie stycznia 1929 r. w Proceedings of the US National Academy of Sciences Hubble przedstawił krótką notatkę zatytułowaną „O relacji między odległością a prędkością radialną mgławic pozagalaktycznych”. W tym czasie Hubble miał już możliwość dopasowania prędkości galaktyki do jej odległości dla 36 obiektów. Okazało się, że te dwie wielkości są powiązane warunkiem bezpośredniej proporcjonalności: prędkość jest równa odległości pomnożonej przez stałą Hubble'a. To wyrażenie nazywa się prawem Hubble'a. Naukowiec w 1929 r. określił wartość liczbową stałej Hubble'a przy 500 km / (s x Mpc). Popełnił jednak błąd w ustalaniu odległości do galaktyk. Po wielokrotnych poprawkach i udoskonaleniach tych odległości, wartość liczbowa stałej Hubble'a jest teraz przyjmowana jako 50 km/(s x Mpc). Obserwatorium Mount Wilson zaczęło określać prędkości radialne coraz bardziej odległych galaktyk. Do 1936 roku M. Humason opublikował dane dla stu mgławic. Rekordowa prędkość 42 000 kilometrów na sekundę została zarejestrowana przez członka odległej gromady galaktyk w Wielkiej Niedźwiedzicy. Ale to już była granica XNUMX-calowego teleskopu. Potrzebne były mocniejsze narzędzia. „Możesz podejść do kwestii ekspansji kosmosu przez Hubble’a, używając bardziej znanych, intuicyjnych obrazów” – mówi T. Regge – „Wyobraź sobie na przykład żołnierzy ustawionych w szeregu na jakimś kwadracie w odstępie 1 metra. metrów. Niezależnie od sposobu wykonania polecenia, prędkość względna dwóch żołnierzy stojących obok siebie wyniesie 2 m/min, a prędkość względna dwóch żołnierzy stojących w odległości 1 m od siebie wyniesie 100 m/min , jeśli weźmiemy pod uwagę, że odległość między nimi wzrośnie ze 100 do 100 metrów. Tym samym prędkość wzajemnego usuwania jest proporcjonalna do odległości. Zauważ, że po rozwinięciu rzędów obowiązuje zasada kosmologiczna: „galaktyki -żołnierze” nadal są rozmieszczeni równomiernie, a proporcje między różnymi wzajemnymi odległościami są takie same. Jedyną wadą naszego porównania jest to, że w praktyce jeden z żołnierzy zawsze stoi nieruchomo na środku placu, podczas gdy pozostali rozpraszają się z prędkością tym większą im większa jest odległość od nich do centrum. Jednak w kosmosie nie ma kamieni milowych, na podstawie których można by dokonać bezwzględnych pomiarów prędkości; Takiej możliwości pozbawia nas teoria względności: każdy może porównać swój ruch tylko z ruchem idących obok niego, a jednocześnie będzie mu się wydawać, że przed nim uciekają. Widzimy zatem, że prawo Hubble'a zapewnia, że zasada kosmologiczna pozostaje niezmienna przez cały czas, co utwierdza nas w opinii, że zarówno prawo, jak i sama zasada są rzeczywiście ważne. Innym przykładem intuicyjnego obrazu jest eksplozja bomby; w tym przypadku im szybciej leci fragment, tym dalej poleci. Chwilę po samej eksplozji widzimy, że fragmenty rozkładają się zgodnie z prawem Hubble'a, czyli ich prędkości są proporcjonalne do ich odległości. Tu jednak naruszona zostaje zasada kosmologiczna, bo jeśli oddalimy się dostatecznie daleko od miejsca wybuchu, nie zobaczymy żadnych fragmentów. W ten sposób sugeruje się najsłynniejszy termin we współczesnej kosmologii „wielki wybuch”. Zgodnie z tymi pomysłami około 20 miliardów lat temu cała materia Wszechświata została zebrana w jednym punkcie, od którego rozpoczęła się szybka ekspansja Wszechświata do współczesnych rozmiarów. Prawo Hubble'a zostało niemal natychmiast rozpoznane w nauce. Bardzo doceniono znaczenie odkrycia Hubble'a Einstein. W styczniu 1931 r. napisał: „Nowe obserwacje Hubble'a i Humasona dotyczące przesunięcia ku czerwieni... uprawdopodobniają, że ogólna struktura wszechświata nie jest nieruchoma”. Odkrycie Hubble'a ostatecznie zniszczyło ideę, która istniała od czasów Arystotelesa o statycznym, niewzruszonym Wszechświecie. Obecnie prawo Hubble'a jest używane do określania odległości do odległych galaktyk i kwazarów. Autor: Samin D.K.
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Wzorce snu zmieniają się znacząco wraz z wiekiem ▪ Nazwany najtrudniejszym rokiem w historii ludzkości ▪ mikroplastik w ludzkiej krwi ▪ Zaproponowano budowę 1-nm tranzystora z nanorurek węglowych z bramką
▪ sekcja serwisu Muzyk. Wybór artykułu ▪ artykuł Paula Henri Holbacha. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Nauczyciel-organizator. Opis pracy
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony