Denne stjernen er X lysår unna, galaksen er X millioner lysår unna. Men hvordan vet astronomer?
Jeg er alltid i en tilstand der jeg snakker om objekter som utenkelig er langt borte. Hjernen vår kan forstå avstandene rundt oss, slags, spesielt når vi har en haug med verktøy for å hjelpe. Vi kan måle høyden vår med et målebånd, eller avstanden langs bakken ved hjelp av et kilometerteller. Vi kan få en følelse av hvor langt borte 100 kilometer er fordi vi kan kjøre det på ganske kort tid.
Men verdensrommet er veldig stort, og for de fleste av oss kan ikke hjernen vår forstå den fulle atmosfæren, bare for å måle det. Så hvordan kan astronomer finne ut hvor langt unna alt er? Hvordan vet de hvor langt borte planeter, stjerner, galakser og til og med kanten av det observerbare universet er? Forutsatt at det hele er lureri? Du slår fast.
Astronomer har en pose med bemerkelsesverdige smarte triks og teknikker for å måle avstand i universet. For dem krever forskjellige avstander en annen metodikk. På nært hold bruker de trigonometri, bruker forskjeller i vinkler for å pusle ut avstander. De bruker også en rekke standardlys, det er lyse objekter som genererer en jevn mengde lys, slik at du kan fortelle hvor langt de er. På de lengste avstandene bruker astronomer utvidelse av rommet selv for å oppdage avstander.
Heldigvis overlapper hver av disse metodene. Så du kan bruke trigonometri for å teste ut de nærmeste standardlysene. Og du kan bruke de fjerneste standardlysene for å bekrefte de største verktøyene. Rundt vårt solsystem, og i nabolaget vårt i galaksen, bruker astronomer trigonometri for å oppdage avstanden til objekter.
De måler plasseringen av en stjerne på himmelen på ett tidspunkt i året, og måler deretter igjen 6 måneder senere når jorden er på motsatt side av solsystemet. Stjernen vil ha flyttet en liten mengde på himmelen, kjent som parallax. Fordi vi vet avstanden fra den ene siden av jordens bane til den andre, kan vi beregne vinklene, og beregne avstanden til stjernen.
Jeg er sikker på at du kan oppdage feilen. Denne metoden faller fra hverandre når avstanden er så stor at stjernen ikke ser ut til å bevege seg i det hele tatt. Heldigvis skifter astronomer til en annen metode, og observerer et standardlys kjent som en Cepheid-variabel. Disse Cepheidene er spesielle stjerner som dimmer og lysner i et kjent mønster. Hvis du kan måle hvor raskt en Cepheid pulserer, kan du beregne dens sanne lysstyrke, og derfor dens avstand.
Cepheids lar deg måle avstander til nærliggende galakser. Utover noen få dusin megaparsek trenger du et annet verktøy: supernovaer. I en veldig spesiell type binærstjernesystem dør den ene stjernen og blir en hvit dverg, mens den andre stjernen lever videre. Den hvite dvergen begynner å mate materiale fra partnerstjernen til den treffer nøyaktig 1,4 ganger solens masse. På dette tidspunktet detonerer det som en Type 1A-supernova, og genererer en eksplosjon som kan sees halvveis over Universet. Fordi disse stjernene alltid eksploderer med nøyaktig samme mengde materiale, kan vi oppdage hvor langt de er, og derfor deres absolutte lysstyrke.
I de største skalaene bruker astronomer Hubble-konstanten. Dette er oppdagelsen fra Edwin Hubble om at universet ekspanderer i alle retninger. Jo lenger du ser, desto raskere går galakser fra oss. Ved å måle lysskiftet fra en galakse, kan du fortelle hvor raskt den beveger seg bort fra oss, og dermed dens omtrentlige avstand. Helt på slutten av denne skalaen er den kosmiske mikrobølgebakgrunnen stråling, kanten av det observerbare universet, og grensen for hvor langt vi kan se.
Astronomer leter alltid etter nye typer standardlys, og har oppdaget alle slags smarte måter å måle avstand på. De måler gruppering av galakser, stråler av mikrobølgestråling fra stjerner og overflaten av røde kjempestjerner - alt i håp om å verifisere den kosmiske avstandsstigen. Å måle avstand har vært et av de vanskeligste problemene for astronomer å sprekke, og løsningene deres har vært helt geniale. Takket være dem kan vi ha en følelse av skala for kosmos rundt oss.
Hvilket konsept i astronomi har du den vanskeligste tiden å holde i hjernen din? Fortell oss, i kommentarene nedenfor.
Og hvis du liker det du ser, kom innom Patreon-siden vår og finn ut hvordan du kan få disse videoene tidlig, mens du hjelper oss med å gi deg mer flott innhold!
Podcast (lyd): Last ned (Varighet: 5:12 - 4.8MB)
Abonner: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Last ned (Varighet: 5:35 - 66.3MB)
Abonner: Apple Podcasts | Android | RSS
