"Finne vårt sted i universet" av Hélène Courtois
(Bilde: © MIT Press)
Den nylig oversatte boken "Å finne vår plass i universet, "ut i dag (21. mai)), detaljer om hvordan forskere oppdaget den enorme superkluster av galakser som inneholder Melkeveien - ved å bruke nøye beregninger for å avsløre superklusterens intrikate, fjærform.
I 2014 var den franske astrofysikeren Hélène Courtois en del av et forskerteam som oppdaget supercluster, som er kjent som Laniakea ("umåtelig himmel" på Hawaiian). Laniakea er mer enn 500 millioner lysår i diameter og inneholder omtrent 100 000 galakser, hvor den lyseste er vår egen Melkevei. Disse galaksene ser ut til å bevege seg mot det som er kjent som "den store tiltrekker", en usett styrke 160.000 millioner lysår unna, som drar galakser i Laniakea mot det ubønnhørlig.
For å bestemme Lanaikeas omfang, målte forskerteamet avstanden fra Jorden til andre galakser og målte deretter hver galakas bevegelse på grunn av andre objekts tyngdekraft. Forskerne fant at noen galakser hadde en tendens til å bevege seg i en retning, noen i en annen - men siden hver galakse beveger seg mot et sted som kalles den store tiltrekningen, er det en ytre grense selv for noe så stort som Lanaikea. Fra og med 2014 har vi visst hvor den ytre grensen ligger. Nå som Laniakea er blitt identifisert, fokuserer Courtois på å finne årsakene til en pågående, akselerert utvidelse av galakser.
Courtois, professor ved University of Claude Bernard Lyon 1 i Frankrike, skrev en fransk beretning om oppdagelsen av Laniakea i 2016. Nå har MIT Press publisert en engelsk versjon med tittelen "Finding Our Place in the Universe." Boken beskriver Courtois 'egen reise som astrofysiker, samtidig som den forteller historien om mer enn to tiår med arbeid som kulminerte i oppdagelsen av Laniakea. Det er et tilgjengelig og engasjerende volum, lys på ligninger, men vrimler av personlige anekdoter. Space.com fanget opp Courtois nylig for å diskutere søken etter Laniakea, hva som skjer nå og hvorfor vitenskap aldri skal være høytidelig.
Space.com: Hvorfor valgte du å fortelle historien om å oppdage Laniakea som et oppdrag?
Hélène Courtois: Jeg liker historiefortelling. Da jeg deltok på en forelesning som student, likte jeg virkelig når personen ville få det til å høres ut som en historie. Jeg trodde det var bedre å gi historien slik jeg opplevde den i tide, i stedet for å gi et kapittel om hvordan du gjør din astrostatistikk, hvordan du gjør observasjon, hvordan du gjør ...
Det er kanskje litt mindre vanlig å gjøre det på denne måten. Så jeg var ivrig etter å prøve det som en historie.
Space.com: Du nevner mot begynnelsen av boken at du i noen tilfeller ga opp matematisk presisjon eller veldig presis vitenskap for å være forståelig. Hvorfor tok du den avgjørelsen?
Courtois: Det var lett for meg å ta denne beslutningen, fordi jeg faktisk liker å snakke med den store offentligheten om vitenskap. Jeg forsto veldig raskt at du ikke trenger ligninger, faktisk, hvis du gir folk en følelse av fysikk. Til meg, matematikk er et språk, så jeg kan forklare ting ved hjelp av matematikk, men jeg kan også forklare de samme tingene ved hjelp av ord. Matematikk er bare et annet språk som lar deg gå inn på noen mer abstrakte begreper, men du trenger dem ikke for å forstå det store bildet av en historie.
Jeg liker å kunne forklare denne vitenskapen til en 6 år gammel gutt, en tenåring og noen som allerede vet mye - og jeg kan tilpasse meg.
Space.com: Du fremhever usikrede kvinner i astrofysikkens historie gjennom boka. Tror du astrofysikk har blitt mer verdsatt av kvinners bidrag i livet ditt?
Courtois: I Frankrike er bare 9% av professorene i partikkelfysikk eller astrofysikk kvinner, mens det ved inngangen til universitetet er 25% av jentene i fysikk. Det skal være minst 25% kvinnelige professorer. Ideen min til å fremheve kvinnelige astronomer var å vise at det er mulig. Det var egentlig ikke noe å gjøre noe med, for mine mannlige kolleger er supernice, supercool. Jeg elsker dem. Vi har ingen problemer. Men vi ser ikke nok jenter i STEM. Og jeg vet ikke helt hvorfor. ... Det er ikke et problem mellom jenter og gutter. Det er noe annet.
Space.com: Et annet tema i boken din er at vitenskap er en prosess med kontinuerlig oppdagelse og læring og å være villig til å ombestemme seg når nye data dukker opp. Hvorfor valgte du å understreke det?
Courtois: Når studenter kommer til meg for å gå på praksisplass, tror de at jeg vil gi dem et veldig spesifikt fag, og at jeg vet hva de vil gjøre uke 1, uke 2, uke 3, uke 4. ... Jeg sier dem at jeg vil gi dem et spørsmål , og vi skal jobbe med dette spørsmålet, og på slutten av 2-3 måneder vil vi ha flere spørsmål enn vi hadde i starten. Men de er så glade, for jo flere spørsmål du har, det betyr at du fant litt av svaret underveis og spørsmålet blir mer og mer interessant. Det første spørsmålet er noen ganger veldig bredt, men så er det alle de små spørsmålene som er de mest interessante. Jeg ville forklare dette.
Space.com: Så når du kom til vitenskapen om boken, var din oppdagelse av vår superkluster avhengig av noe som kalles den store tiltrekningen. Hva er det?
Courtois: The Great attractor er et sted i universet, ikke så langt fra oss. Alle galakser [i vår superluster], inkludert vår, konvergerer i denne retningen. Men det er et sted vi ikke kan observere. [The Great Attractor ligger i "Zone of unngåelse", der en overflod av gass og støv gjør det umulig å se noe.] For eksempel, [forestill deg at] du vil kikke deg inn i naboens stue fordi det er veldig interessant - men du har et tre foran vinduet ditt, slik at du ikke kan observere stuen direkte. Det er litt irriterende. Vi kaller det den store tiltrekningen fordi galaksene beveger seg veldig raskt i denne retningen.
Noen ganger vil folk spørre meg hvor jeg kan se med kikkerten eller teleskopet mitt for å se Laniakea. Og jeg vil fortelle dem at det er overalt rundt deg --- Den nordlige halvkule, den sørlige halvkule. Hvis du vil se på Laniakea, er det det vanskeligste å finne, fordi vi er inne i det.
Space.com: Du diskuterer også et konsept som heter "særegen hastighet." Hva er særegne hastigheter, og hvordan hjalp de til med å identifisere Laniakea?
Courtois: Særegne hastigheter er hastighetene til galakser som skyldes gravitasjon. Masse tiltrekker seg en annen masse. Særlig hastighet er hastigheten på grunn av massen som er fordelt rundt en galakse i universet. Og vi må være forsiktige, fordi universet utvider seg - men det er ikke en virkelig hastighet når en galakse forsvinner fra en annen galakse på grunn av ekspansjon.
La oss for eksempel si at du har en rutet duk i bistro-kafeen, og at du har to halvliter øl som sitter på duken, og hvis du strekker duken slik at alle rutene utvides og de to halvliter vil forsvinne den ene fra den andre fordi du strekker duken. Så dette er utvidelse - men faktisk bryr vi oss ikke om dette. Det er veldig enkelt å fjerne denne hastigheten, fordi det bare er romtiden for rutenettet under som utvides. Det er ikke en fysisk hastighet, faktisk. Men med de to ølpinnene har de en masse og de ønsker å komme nærmere hverandre, så de blir tiltrukket. Vi ønsker å måle denne veldig lille tiltrekningshastigheten - dette er den særegne hastigheten. [Forskere beregnet særegne hastigheter for hver galakse i vår superkluster i forhold til jorden. Som forskerne bemerket når du kunngjør Laniakea, "et kart over særegne hastigheter kan oversettes til et kart over fordeling av materie." Dette var hva de gjorde for å oppdage omfanget av Laniakea.]
Når jeg skrev boka, tenkte jeg at jeg skulle skrive "gravitasjonshastighet", men særegen hastighet er begrepet vi bruker i vitenskapen.
Space.com: Hva er det mest spennende i horisonten for forskningen din?
Courtois: Når du bare finner en superkluster, er det selvfølgelig ett spørsmål - har vi rett eller tar vi feil? Vi har nå funnet 10 superklaser, så vi er veldig trygge på at det vi gjør er riktig.
Nå er det store spørsmålet jeg har med teamet mitt: Hva er gravitasjon, og hvorfor fly galakser i andre superklynger så fort? Det kan hende vi må endre språket i hvordan vi beskriver hastighet - vi kan være nødt til å endre gravitasjonsligningene.
For øyeblikket synes 50% av fysikerne at vi bør se etter usynlig materie. Jeg kaller det aldri "mørk materie, "fordi hvis det var mørkt, kunne vi se det. Ikke bare ønsker vi å forstå gravitasjon, vi vil forstå akselerasjon av utvidelsen av galakser. Jeg sier alltid akselerasjon av ekspansjonen i stedet for" mørk energi "fordi det ikke er mørkt - Hvis det var mørk energi, ville vi se det. For nå er det beste begrepet akselerasjon av utvidelsen.
Space.com: Mot slutten av boken, sier du: "Vitenskap er ikke høytidelig." Utvid på det.
Courtois: Du kan være glad for å gjøre denne jobben. Folk synes vitenskapen er så alvorlig, og det er ikke slik jeg lever jobben min, og det er ikke slik kollegaene mine lever jobben sin. Min kollega Brent Tully, ved University of Hawaii, sier at vi "spiller alvorlig." Universet er så vakkert, og jeg kan forstå hvordan denne skjønnheten er satt sammen - det er lekent, det er gledelig, mye lykke med å gjøre vitenskap.
Hvis du forstår noe, og det blir liggende i skuffen din, er det det samme som at du ikke forstår det hvis det er bare for deg. Hvis du dør, er det ikke ny kunnskap for menneskeheten. Den eneste måten å gjøre vitenskapen videre er å fortelle alle!
Dette intervjuet er redigert for lengde og klarhet. Du kan kjøp "Finn vår plass i universet" på Amazon.com.
- Dette 3D-fargekartet med 1,7 milliarder stjerner på Melkeveien er det beste noensinne
- Møt Hyperion: Colossal Supercluster i det tidlige universet
- Supercluster of Galaxies Space Wallpaper
