Witam w drugiej części odcinka specjalnego Pytania i Odpowiedzi Hubblecast.
W poprzednim odcinku odpowiadaliśmy na bardziej techniczne pytania od was,
a w tym odpowiemy na te naukowe.
Odcinek 79 - Pytania i Odpowiedzi z Dr J część 2
Przedstawia Dr J, aka Dr Joe Liske
Wiele z pytań, które otrzymaliśmy miało coś wspólnego z Wielkim Wybuchem...
...naprawdę dużo!
Zatem zaczynamy.
Wielu ludzi wyobraża sobie Wielki Wybuch jako pewnego rodzaju eksplozję,
i pyta "kiedy eksplozja miała miejsce?" czy "z czego Wszechświat się rozszerza?"
Eric Fischer: Jeśli Wszechświat się rozszerza, gdzie jest centrum ekspansji?
Odpowiedź brzmi: wszędzie!
Teraz kluczowe jest zdanie sobie sprawy, że określenie "Wielki Wybuch" nie opisuje zdarzenia w przestrzeni ale w czasie.
Wielki Wybuch nie był eksplozją.
To było zdarzenie, które stało się wszędzie w tym samym czasie, a Wszechświat był nieskończenie duży od samego początku.
Więc nie ma jednego punktu, z którego Wszechświat ekspandował i również nie ma żadnego centrum.
Nie jest możliwe, aby zidentyfikować centrum w nieskończenie dużej przestrzeni.
Ale może słyszałeś ludzi mówiących o centrum obserwowalnego Wszechświata. Teraz to nie ma sensu.
Michael Juntunen: Z wszystkich wykresów 3D Wszechświata, gdzie jest centrum obserwowanego Wszechświata?
Wszechświat jako całość nie ma centrum, ale jego obserwowalna część ma.
Obserwowalny Wszechświat jest częścią przestrzeni, która jest fizycznie możliwa do obserwacji.
Całe światło wyemitowane w tym regionie miało dość czasu od Wielkiego Wybuchu, by dotrzeć do Ziemi.
Region ten jest kulą z nami w centrum, ale nasza pozycja nie ma szczególnego znaczenia.
Jeśli są astronomowie w jakiejś odległej galaktyce, także będą w centrum swojego obserwowalnego Wszechświata.
Jak żeglarz na morzu, zawsze jesteśmy w centrum naszego horyzontu.
Jest to oczywiście nieco związane z waszymi pytaniami o to, jak daleko Hubble może zajrzeć.
Odcinek 68 - Wehikuł czasu - Hubble
Te zdjęcia ukazują jedne z najbardziej odległych galaktyk, jakie kiedykolwiek były obserwowane,
wracając niesamowita 13,2 mld lat,
do czasu, gdy Wszechświat miał zaledwie pół miliarda lat.
Więc jest to dość dużo, na granicy możliwości Hubble'a.
Wiemy jednakże, że najodleglejsze obiekty zidentyfikowane przez Hubble'a nie są pierwszymi we Wszechświecie.
Aby je dostrzec, będziemy potrzebowali następcy Hubble'a, Teleskopu Jamesa Webba, który będzie zdolny zajrzeć jeszcze głębiej do historii Wszechświata.
Gladstone Faria: Czy byłoby możliwe zbudowanie nowego Hubble'a z bardziej zaawansowanymi instrumentami i większy, niż obecna technologia?
Hubble'a, który mógł by spojrzeć poza granice Wszechświata?
Bez względu na to, jak duży czy mocny jest teleskop, ponieważ wiek Wszechświata jest skończony, istnieje podstawowa granica tego, jak daleko możesz zajrzeć.
Teraz inny temat, który bardzo was interesuje, czyli rozszerzanie się przestrzeni.
Jeśli Wszechświat się rozszerza, jak to możliwe, że dwie galaktyki się zderzają?
Nick Gonzales: Jeśli Wszechświat się rozszerza w każdym kierunku i wszystko oddala się od wszystkiego, jak galaktyki mogą kolidować?
Mimo, że Wszechświat się rozszerza w całości, nie znaczy to, że wszystkie jego części się rozszerzają.
Na przykład ten pokój się nie rozszerza, ani Układ Słoneczny ani Droga Mleczna.
Struktury te są utrzymywane razem albo przez siły elektromagnetyczne lub przez grawitację.
Tak więc podczas gdy średnia odległość pomiędzy galaktykami staje się większa gdy Wszechświat się rozszerza,
dwie sąsiednie galaktyki mogą się przyciągać aż się zderzą.
To nie jest sprzeczność.
A teraz przenieśmy się trochę bliżej domu.
Lory Ausmus: Jeśli Hubble jest w stanie zajrzeć tak daleko, dlaczego nie mamy więcej zdjęć naszego własnego Układu Słonecznego?
Karilee Schmeckpeper: Są jakieś zdjęcia Plutona z Hubble'a?
Niektórzy z was chcą wiedzieć, dlaczego Hubble nie przyjrzał się bliżej planetom i księżycom w naszym własnym Układzie Słonecznym.
W większej części przyjrzał się!
Odcinek 27: Czego Hubble nauczył nas o planetach?
Hubble nie może obserwować Słońca czy najbliższej planety, Merkurego, ponieważ
jego instrumenty są czułe na światło i mogłyby ulec uszkodzeniu!
Jednak teleskop zbadał wszystkie inne planety Układu Słonecznego, włącznie z planetami karłowatymi Plutonem, Ceres i Eris.
Oczywiście Hubble nie jest jedynie twórcą pięknych zdjęć.
Dostarcza naukowcom planetarnym ważnych informacji na temat naszego sąsiedztwa, co może pomóc nam lepiej zrozumieć naszą własną planetę Ziemia.
A co poza Układem Słonecznym?
Zanim Hubble nie wystartował, nie wiedzieliśmy nic o istnieniu planet pozasłonecznych,
ale oczywiście teraz astronomowie znajdują je wszędzie!
Stephan von Winckelmann: Ile możliwych planet z życiem odkrył Hubble?
Leah Turner: Czy Hubble może zobaczyć szczegóły planet krążących wokół innych słońc?
Hubble odegrał swoją rolę w odkryciach niektórych z tych planet,
ale inne kosmiczne teleskopy, takie jak Kepler i CoRoT odkryły ich więcej
ponieważ zostały przeznaczone tylko do tego celu.
Główne cele Hubble'a leżały bardziej w pomiarach atmosfery tych planet.
Astronomowie badają atmosferę planetarną korzystając z techniki zwanej spektroskopią transmisyjną.
Obserwują, jak planeta przechodzi przed tarczą swojej macierzystej gwiazdy,
i część oślepiającego światła gwiazdy przechodzi przez brzeg atmosfery planety
Każde cząsteczki w atmosferze pochłaniają jakąś część światła gwiazdy, zostawiając podpis w świetle, które dociera do Hubble'a.
Dla odległych planet tak małych, jak Ziemia Hubble nie może tego dokonać.
Ale astronomowie już znaleźli na większych planetach parę wodną, tlen i metan, wszystko to co odgrywa kluczową rolę w życiu na Ziemi.
Martin Walzer: Jesteś we wnętrzu dużego balonu, który się rozszerza bardziej i bardziej. Oznacza to, że powłoka balonu oddala się od Ciebie.
Ale co może być poza powłoką? Co może być poza naszym rozszerzającym się Wszechświatem?
Było wiele pytań, na które nie mieliśmy już czasu.
Ale wśród pytań było kilka nieporozumień, o których chciałbym powiedzieć.
Jednym z nich jest analogia pompowanego balonu do rozszerzającej się przestrzeni.
Chodzi oczywiście o to, że powierzchnia balonu reprezentuje dwuwymiarową wersję rozszerzającego się Wszechświata.
Teraz w tej analogii wyobraź sobie, że jesteś dwuwymiarową istotą żyjącą na powierzchni balonu.
A teraz należy sobie uświadomić, że istnieje trzeci wymiar, w górę lub w dół,
nie jest konieczne opisywanie fizyką tego, co dzieje się w twoim Wszechświecie, czyli na powierzchni balonu.
Tak więc w tym zamyśle trzeci wymiar nie istnieje
i zapytanie do czego rozszerza się balon jest całkowicie pozbawione sensu.
Podobnie, pytanie o to jak nasz Wszechświat 3D rozszerza czy o to, co leży poza naszym Wszechświatem, jest bezsensowne.
I to jest problem niesławnej "struktury czasoprzestrzeni".
Anon: Według względności czasoprzestrzeń składa się ze struktury. Jaki jest zatem rozmiar struktury i jak może być obserwowana?
Wielu z was widziało ilustrację struktury przestrzeni zakrzywionej przez masę.
Problemem jest oczywiście to, że przestrzeń nie jest strukturą, płaszczyzną czy trampoliną.
Potrzebujemy po prostu dwuwymiarowej analogii płaszczyzny aby zwizualizować koncepcję zakrzywienia przestrzeni,
ponieważ nasz umysł ma istotny problem z trójwymiarowym zakrzywieniem przestrzeni.
Teraz nie czuję się z tym źle!
Fizycy i astronomowie pracują z tą koncepcją cały czas i rozumieją ją bardzo dobrze, ale nawet oni mają problem z jej wizualizacją.
Więc potrzebujemy analogii aby pomogła nam rozwijać intuicję,
ale sztuką jest uchwycić, gdzie analogia się kończy i które aspekty rzeczywistości uchwycić, których nie.
A teraz, aby zakończyć końcowym pytaniem:
Jaki jest sens życia?
Sens życia jest oczywisty-
To jest Dr J, podpisujący się za Hubblecast. Jeszcze raz, natura nas zaskoczyła wykraczając poza nasze fantastyczne wyobrażenia.
Hubblecast został wyprodukowany przez ESA/Hubble w Europejskim Obserwatorium Południowym w Niemczech.
Hubble to misja NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej.
www.spacetelescope.org
Transkrypcja ESA/Hubble, Tłumaczenie - Agnieszka Nowak