Astronomija

Budući da se Univerzum širi, je li tačno reći da je galaksija udaljena 5 milijardi svjetlosnih godina?

Budući da se Univerzum širi, je li tačno reći da je galaksija udaljena 5 milijardi svjetlosnih godina?


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.

Nije li bolje reći da je svjetlosti iz galaksije trebalo 5 milijardi svjetlosnih godina da nas dosegne i to je vrlo stara slika o njoj? Međutim, ako je svjetlost putovala natrag u galaksiju konstantnom brzinom i ako je posmatrač bio smješten da snima, ne bi li trebalo duže da dostigne zbog širenja Univerzuma?

Takođe, da li i dalje postoji nakon 10 milijardi godina ili ne, ne bismo mogli predvidjeti. Tako je i slika Svemira više vremenska linija događaja, a ne poput uobičajene mape koja prikazuje udaljenost između tačaka.

Kako se teorije današnjih dana bave tim problemima?


Nisam 100% siguran razumijem li vaše pitanje, ali ako bi vaše pitanje moglo biti preformulisano u "kako mjerimo udaljenosti u svemiru koji se širi?", Onda mogu pokušati odgovoriti na to.

Ovisno o tome što astronomi mjere, koriste se različito mjerenja udaljenosti. Na primjer komovna udaljenost između dva objekta uzima u obzir širenje i to se ne mijenja s vremenom. Ako znate crveni pomak galaksije, na primjer mjerenjem spektra, i imate kozmološki model, tada možete izračunati udaljenost odlaska. Ovdje kozmološki model znači ograničenja na količinu tamne energije, materije (i tamne i pravilne) i zračenja. Trenutni prihvaćeni model je da svemir ima oko 70% tamne energije i 30% materije, od kojih je većina tamna (sa zanemarljivim zračenjem). Ovdje se procenat odnosi na udio gustine energije. Imajte na umu da se ove vrijednosti vremenom mijenjaju, uglavnom jer je tamna energija poput svojstva prostora i tako se povećava kako se svemir širi.

Za više informacija pogledajte: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Distance_measures_(cosmology)

Imajte na umu da su svjetlosne godine određeno mjerenje, pa ga možemo koristiti kao valjanu jedinicu za sve mjere udaljenosti.


Ako se svemir širi, kako to da se galaksije sudaraju?

Ako se sve širi, kako to da je naša galaksija na putu sudara s galaksijom Andromeda?

Galaksije ovog lijepog interaktivnog para podsjećaju na glazbene note na štapiću. . [+] Dugi plimni repovi pomeću se iz dvije galaksije: plin i zvijezde su odstranjeni i istrgnuti iz vanjskih dijelova galaksija. Prisustvo ovih repova jedinstveni je potpis interakcije. ESO 69-6 nalazi se u sazviježđu Triangulum Australe, Južnom trokutu, udaljenom oko 650 miliona svjetlosnih godina od Zemlje. Zasluge: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration i A. Evans (Univerzitet Virginia, Charlottesville / NRAO / Univerzitet Stony Brook)

Sve je širenje - i zato je ovo prirodno pitanje. Kako se sve može širiti dalje od svake druge stvari, a opet se sudarati?

Dio krivice za ovu zbrku leži u vrstama dijagrama i jeziku koji koristimo da pokažemo širenje svemira. Ako kažem "prostor između svake galaksije se širi, tako da se čini da se svaka galaksija udaljava od svake druge galaksije", to je dobar način da naterate da zamislite širenje svemira. To također znači da ignoriram sve ostalo što se događa i što bi moglo zakomplicirati situaciju, kako bi ideja o proširenju svemira bila što jasnija.

U ovom slučaju, ono što komplikuje situaciju je gravitacija našeg starog prijatelja. Ako su sve galaksije u svemiru bile ravnomjerno raspoređene - na primjer, ako su sve postavljene kao da su tačke na mreži - onda je i jednostavan opis tačan. Ne bi biti bilo šta drugo se događa. Svaka galaksija nastavila bi se razvijati u potpunoj izolaciji, polako udaljavajući se dalje od bilo čega drugog.

Numerička simulacija gustine materije kada je svemir bio star 4,7 milijardi godina. Galaxy. [+] formacija prati gravitacione bušotine koje stvara tamna materija, gde se gas vodonik spaja i prve zvezde se pale. Zasluge za sliku: V. Springel i dr. 2005., Priroda, 435, 629

To nije ono što izgleda naš svemir. Naš svemir izgleda puno više paučinasti nego mrežasti, s velikim čvorovima galaksija i malim nitima galaksija koji se protežu od svakog čvora. Veliki čvorovi su nakupine galaksija i mogu primiti hiljade galaksija. Njihove manje kolege, grupe galaksija, imaju nekoliko galaksija u sebi. Naša galaksija je u maloj grupi, s Andromedom, i gomilom vrlo malih patuljastih galaksija.

Ova jata i grupe su ono što se događa kada se galaksije formiraju dovoljno blizu jedna drugoj da ih gravitacija može spojiti. Ako se galaksija nalazi dovoljno blizu druge galaksije i ne kreće se prebrzo, gravitacija će ih spriječiti da se ikad više istinski odvoje. Ove galaksije mogu potrošiti mnogo milijardi godina padajući jedna prema drugoj, i uglavnom će im nedostajati pri prvom pokušaju sudara, pa će provesti još mnogo milijardi godina padajući zajedno za drugi, a zatim možda i za treći pokušaj. Naša galaksija i Andromeda su u prvoj fazi zajedničkog pada, što će vjerovatno potrajati oko 3 milijarde godina prije nego što će biti teško rastaviti naše dvije galaksije.

Ovaj sistem sastoji se od para galaksija, nazvanog NGC 3690 (ili Arp 299), koji su napravili bliski prolaz. [+] pre nekih 700 miliona godina. Kao rezultat ove interakcije, sistem je pretrpio žestok rafal formiranja zvijezda. U posljednjih petnaestak godina ili šest šest supernova iskočilo je u vanjskim dijelovima galaksije, čineći ovaj sistem uglednom tvornicom supernova. Zasluge: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration i A. Evans (Univerzitet Virginia, Charlottesville / NRAO / Univerzitet Stony Brook)

U osnovi, činjenica da vidimo sudare galaksija svodi se na dvije stvari koje galaksije nisu stvorile na mreži, a sila širenja našeg svemira je manje jaka od sile gravitacije za galaksije koje se nalaze blizu jedne druge. Da je sila širenja mnogo, mnogo jača nego što jeste, tada čak ni gravitacija možda ne bi mogla povezati galaksije, a svaka bi galaksija zaista bila ostrvski svemir, izoliran za sva vremena. Na našu sreću, gravitacija i dalje vlada nadmoćno sve dok postoje uslovi.


Daleka galaksija,Daleko

Neko vrijeme nazad Priroda objavljen je rad o najudaljenijoj potvrđenoj galaksiji do sada otkrivenoj. 1 Galaksija, poznata kao z8 GND 5296, ima izmjereni crveni pomak od 7,51. Galaksiju možete vidjeti na gornjoj slici.

Pa koliko je udaljena ova galaksija? Ovisi o kojoj udaljenosti govorite.

Pri određivanju udaljenosti dalekih galaksija poput ove, astronomi obično daju vrijednost isključivo u smislu njenog crvenog pomaka, često poznatog kao z. Da biste izračunali z crveni pomak objekta, tražite liniju emisije ili apsorpcije koju možete identificirati, poput one vodika. Zatim upoređujete opaženu talasnu dužinu linije od objekta sa standardnom (ne crveno pomaknutom) linijom. Razlika između promatrane i standardne valne dužine podijeljene sa standardom daje vam broj poznat kao z.

Ako nema crvenog pomaka, tada nema razlike između promatranih i standardnih linija, stoga je z nula. Redshift je tako dobiven pozitivnim brojem, gdje je veći broj veći z. Tehnički ne postoji ograničenje vrijednosti z koje može imati, ali najviša vrijednost koju smo primijetili je oko z = 12. Veće z znači i veću udaljenost. Zbog širenja svemira, svjetlost udaljene galaksije crveno je pomaknuta više od svjetlosti bliže galaksije. Dakle, galaksija s najvećim crvenim pomakom je najudaljenija.

Razlog zbog kojeg astronomi obično govore o crvenom pomaku umjesto o udaljenosti je taj što je izmjereno z čisto rezultat promatranja. Da, znamo da veće z znači veće rastojanje, ali tačno rastojanje ovisi o modelu koji koristite za svemir. Znamo da je ovaj model relativno precizan za određivanje udaljenosti, ali s z ne morate pretpostaviti nijedan model.

Budući da ova konkretna galaksija ima z od 7,51, koliko je udaljena? Prvo što trebate učiniti je transformirati crveni pomak u vrijeme putovanja svjetlosti otkako je napustila galaksiju. Jednom kad je svjetlost napustila galaksiju, kozmičko širenje značilo je da je svjetlost crvena u tom smjeru dok je putovala. Koristeći standardni model kosmologije možemo odrediti svjetlost lijevo z8 GND 5296 prije oko 13,1 milijarde godina.

Možda mislite da je izračunavanje udaljenosti od te dobi jednostavno. Napokon je brzina svjetlosti konstanta, a ako je putovala 13,1 milijardu godina, mora biti udaljena 13,1 milijardu svjetlosnih godina. Ali svemir se širio kroz svoju povijest, tako da taj odgovor ne funkcionira. Ne možemo čak ni reći da je galaksija bila udaljena 13,1 milijardu svjetlosnih godina kada je svjetlost otišla jer se svemir širio dok je svjetlost putovala. Dakle, galaksija je zapravo bila bliža od one kad je svjetlost otišla.

Udaljenost galaksije od nas kada je svjetlost započela putovanje može se izračunati pomoću onoga što je poznato kao ugaoni promjer. Za ovu galaksiju ispada da iznosi oko 3,4 milijarde svjetlosnih godina. To znači da je svjetlost iz z8 GND 5296 započela svoje putovanje na 3,4 milijarde svjetlosnih godina, ali do širenja svemira trebalo je 13,1 milijardu godina.

Da biste izračunali udaljenost galaksije sada, morate početi s činjenicom da je bila udaljena 3,4 milijarde svjetlosnih godina od nas prije 13,1 milijardu godina i izračunati koliko se svemir proširio od tada. Ovo je poznato kao udaljenost putovanja. Ispada da je ovo oko 29,3 milijarde svjetlosnih godina.

Dakle, svjetlost z8 GND 5296 ima crveni pomak z = 7,51. To znači da je svjetlost napustila galaksiju prije 13,1 milijardu godina kada je galaksija bila udaljena 3,4 milijarde svjetlosnih godina. Sada je udaljeno 29,3 milijarde svjetlosnih godina. To bi moglo biti malo teško zamotati oko glave.

Što je još jedan razlog zašto se astronomi fokusiraju na z.

Finkelstein, Steven L. i dr. & ldquoGalaksija koja brzo stvara zvijezde 700 miliona godina nakon Velikog praska pri crvenom pomaku 7,51. & rdquo Priroda 502.7472 (2013): 524-527. & # 8617 & # xfe0e


Hubble uočava galaksiju udaljenu 13.200.000.000 svjetlosnih godina od zemlje. Najudaljeniji objekt ikad viđen u svemiru.

Osjećam se kao da nikada nisam zaista dobio zadovoljavajući odgovor na ovo, i dugo sam se pitao, pa se nadam da mi netko ovdje na r / science može pomoći. Kako je moguće da je svjetlost mogla putovati do nas 13,2 milijarde godina kada je svemir star samo 13,75 milijardi godina. Čini se samo da matematika ne funkcionira.

Drugim riječima, kako se nalazimo na lokaciji udaljenoj 13,2 milijarde svjetlosnih godina od ovog ranog objekta samo 13,75 milijardi svjetlosnih godina nakon stvaranja svemira? Zar ne bismo morali cijelo vrijeme putovati vrlo blizu brzine svjetlosti? Drugi se objekt nije mogao odmaknuti jer je svjetlost emitirana samo 0,55 milijardi godina nakon Velikog praska. Da smo u tom položaju, ne bi li nas to učinilo na samom rubu svemira?

Nadam se da neko može ovo jednostavno objasniti, uvijek me je to mučilo i nikada to nisam dovoljno istraživao da bih razumio.

Sve se svodi na to kako mjerimo udaljenost. Kada je svjetlost koju smo posmatrali napustili tu galaksiju, udaljenost između nje i naše galaksije bila je mnogo manja. Tokom godina, svemir se širio, što je povećavalo udaljenost koju je svjetlost na kraju morala preći. Na kraju, ukupna udaljenost koju je stvarno prešlo svjetlost iznosila je oko 13,2 milijarde svjetlosnih godina.

Sada se svjetlost sve to vrijeme kretala prema nama, dok se udaljenost između nas i druge galaksije širila. To znači da je udaljenost između nas i galaksije trenutno (u našem referentnom okviru, tj. Takozvana "pravilna udaljenost") zapravo nešto veća od 13,2 milijarde svjetlosnih godina. Ako treba vjerovati kalkulatoru koji sam koristio (a ne vidim zašto ne bi trebao biti), ispada da je pravilna udaljenost između nas i galaksije oko 31,7 milijardi svjetlosnih godina.

Mislim da proširujete pravilo & quotnothing brže od brzine svjetlosti & quot; više nego što se primjenjuje. Ništa ne može putovati kroz svemir brži od brzine svjetlosti, ali sam svemir mogu. Mislim na ovo: pretpostavimo da u trenutku Velikog praska postoje dvije tačke iz blizine (ne preblizu, mada se primjer lomi za zaista malo razdvajanje, ali goli sa mnom). Kako je svemir prolazio kroz inflaciju, te dvije tačke mogle bi se razviti mnogo dalje nego što bi to dopuštala brzina svjetlosti. To je zato što, tokom inflacije, raste sam prostor dogodila se brže od brzine svjetlosti (u nekom smislu). Sada kada & # x27 nije baš ono što se događa s ovom 13,2 milijarde svjetlosnih godina udaljene galaksije jer je nastala dugo nakon završetka inflacije, ali poanta je u tome da kada se razmatraju fenomeni koji proizlaze iz širenja svemirskog vremena, ograničenje brzine postavljeno od c ne primjenjuje se uvijek.

Inflacija. Svemir se naoko širio brže od brzine svjetlosti dok je bio mlad.

Svemir je možda veći nego što možemo otkriti. Vidimo samo dokle je putovala svjetlost. Svjetlost vidimo otkad je otišla. Potpuno je moguće da postoji svjetlost koja još nije došla do nas.

Kad se svjetlost prvi put udaljila od svog porijekla, bila je mnogo bliža (jer je tada svemir bio manji). Dakle, ako je u to vrijeme izvor bio udaljen samo (recimo) 5 milijardi svjetlosnih godina, imao je dovoljno vremena da nas dosegne.

U međuvremenu se svemir proširio. Međutim, svjetlost nije povučena - već je razvučena poput gumene trake, zbog čega se talasna dužina i povećala - drugim riječima, svjetlost je prebačena u crveno. Sami pojedinačni fotoni imuni su na širenje svemira, međutim to utiče na zračenje koje stvaraju.

Sada vidimo da je položaj udaljen nekih 13,2 milijarde svjetlosnih godina, ali ipak je trebalo (recimo) 5 milijardi godina da svjetlost dođe ovdje.

idite na r / askcience. oni će vam odmah donijeti odgovor.

Došao sam da to pitam. Odgovor je nešto poput & quotprostora koji se sam širi i stoga, iako brzine brže od svjetlosti nisu moguće, ali udaljenosti koje bi odgovarale takvim brzinama, umanjene za činjenicu širenja svemira, jesu. & Quot Dakle, drugim riječima, to je & # x27s magija .

U osnovi da, relativna brzina između dvije udaljene galaksije može premašiti brzinu svjetlosti. To nije zato što se bilo koji od njih zapravo tako brzo kreće, već zato što se svemir širi i novi prostor pojavljuje se između njih. Što ste dalje razdvojeni, to se više dodaje novi prostor, pa se udaljeni predmeti vrlo, vrlo brzo udaljavaju od nas. Vjerovatno je da se mnoge galaksije udaljavaju od nas brže od brzine svjetlosti, što znači da njihova svjetlost nikada neće doći do nas - one su trajno izvan našeg kosmičkog i quotorizonta & quot.

Svjetlost uvijek putuje istom brzinom u bilo kojem inercijalnom referentnom okviru. To je stara priča o kravama u polju. Ako se jedna krava kreće u smjeru svjetlosnog snopa i izmjeri brzinu, to će biti c. Ako se druga krava kreće u istom smjeru dvostrukom brzinom od prve, izmjerit će snop svjetlosti na c.

Zar ne bismo morali cijelo vrijeme putovati vrlo blizu brzine svjetlosti? Drugi se objekt nije mogao odmaknuti jer je svjetlost emitirana samo 0,55 milijardi godina nakon Velikog praska.

Brzina je uvijek relativna. Ako se neki objekt kreće nekom brzinom u odnosu na nas, tada se krećemo istom brzinom u odnosu na njega.

Udaljeni se objekti u stvari vrlo brzo odmiču od nas, poznat je kao Hubbleov zakon:

Hubbleov zakon je naziv za astronomsko promatranje u fizičkoj kosmologiji koje je prvi izveo američki astronom Edwin Hubble, da: (1) je utvrđeno da svi objekti promatrani u dubokom svemiru (međuzvjezdani prostor) imaju doplerski pomak vidljive relativne brzine prema Zemlji, i međusobno i (2) da je ova izmjerena brzina doplerskog pomaka različitih galaksija koje se udaljavaju od Zemlje proporcionalna njihovoj udaljenosti od Zemlje i svih ostalih međuzvjezdanih tijela.

Dakle, što dalje, u osnovi se brže kreće.

Objašnjenje je prilično zamršeno:

U stvari, prostorno-vremenski volumen posmatranog svemira se širi (iz manje prošlosti u veću budućnost) i Hubbleov zakon je direktno fizičko posmatranje ovog procesa, kako se on odvija.


Budućnost astronomije

Od vjerovanja da je Zemlja centar svemira do razumijevanja da je naše Sunce samo jedna od stotina milijardi zvijezda koje čine naš vlastiti Mliječni put, ljudsko je znanje putovalo prilično putovanjem između antike i renesanse. I poput velikih zemaljskih istraživača renesanse, astronomi su se na prijelazu prošlog vijeka odvažili dalje nego ikad prije i pronašli svemir daleko većim mjestom nego što je itko ranije zamišljao. Astronomi dvadesetog stoljeća otkrili su crne rupe koje vrebaju u središtima galaksija, zvijezde mase planine stisnute u veličinu kocke šećera, sudarne galaksije, eksplodirajuće zvijezde i kvazare - gigantske sjajne svjetionike sa izlazom od preko 1000 mliječnih Načini.

I kako su rane evropske istraživače ubrzo pratili botaničari, geografi, geolozi i geodeti koji su temeljito i sistematski istraživali "Novi svijet", astronomi danas slijede vodstvo astronomskih istraživača prošlog stoljeća, upuštajući se u svoje temeljne i sistematsko istraživanje nebesa.

Svemir se, međutim, ne odriče svojih tajni lako. Sloan Digital Sky Survey okupio se napornim radom astronoma širom svijeta. Astronomi će koristiti podatke iz SDSS-a kako bi otkrili još mnogo neverovatnih stvari u godinama koje dolaze.


Budući da se Univerzum širi, je li tačno reći da je galaksija udaljena 5 milijardi svjetlosnih godina? - Astronomija

Kako da znamo šta je to što opažamo udaljeno x svjetlosnih godina? Kad kažemo da je sunce koje vidimo ‘sada’ od prije 8 minuta, to razumijem - budući da već znamo udaljenost do sunca. Kako mjerimo udaljenost do drugih predmeta?

Odlično pitanje! Mjerenje udaljenosti vrlo je važan problem u astronomiji i vrlo je teško za to.

Dakle, prije svega imate apsolutno prave udaljenosti i svjetlosne godine su u direktnoj vezi, svjetlosne godine su jednostavno prikladan način da se navede udaljenost.

Dopustit ću vam tri tipična načina kako astronomi mogu odrediti udaljenost do drugih objekata:

Jedan od načina je da koristimo naše kretanje oko sunca da bismo kroz godinu vidjeli udaljene zvijezde iz malo drugačijeg ugla. To dovodi do male paralakse obližnjih zvijezda pomoću koje možemo izračunati udaljenost pomoću neke geometrije trokuta. Vidi na primjer http://star-www.st-and.ac.uk/

Drugi način na koji direktno mjerimo udaljenost je tako što znamo koliko je nešto bitno iznutra. Zatim gledamo kako se svijetlo pojavljuje na nebu i što je tamnije to smo dalje od njega. Baš kao što se lampica čini tamnijom što se više udaljavate od nje jer se svjetlost više širi. Na primjer, dobro razumijemo apsolutni sjaj nekih supernova i nekih zvijezda koje osciliraju u sjaju (cefeidne zvijezde).

Prva djeluje dobro za naše susjedne zvijezde. Druga takođe radi za druge donekle obližnje galaksije. Da bismo to učinili tačnijim, obično koristimo ljestve za daljinu, gdje nam jedna vrsta mjerenja pomaže da budemo sigurni da je sljedeća koja ide još dalje tačna.

Za super udaljene galaksije, tj. Njihova svjetlost je poslana toliko davno da je od tada prošao dobar dio povijesti svemira, imamo drugi način. Pogledajte kako se svemir širi, svjetlost se rasteže: plava svjetlost postaje crvenija, crvena svjetlost postaje infracrvena i tako dalje. Budući da iz decenija vrlo detaljnih istraživanja neba imamo prilično precizan model istorije svemira, možemo povezati koliko se svjetlosti pomicalo na daljinu u svjetlosnim godinama. Evo kao primjer GN-z11, jednog od najudaljenijih objekata koje poznajemo: https://en.wikipedia.org/wiki/GN-z11

Slika GN-z11: (zasluga: svemirski teleskop Hubble, NASA, ESA)

Ideja umjetnika o tome kako je izgledao GN-z11 kada je svjetlost emitovana: (zasluga: Pablo Carlos Budassi)

Znamo da ova galaksija mora biti prilično plava, ali izgleda potpuno crvena kad smo je posmatrali. To nam omogućava da izračunamo da njegovo svjetlo putuje do nas već 13,4 milijarde godina (gotovo cijela starost svemira koja iznosi oko 13,7 milijardi godina). Od tada se prostor između toliko proširio da je danas ova galaksija udaljena oko 32 milijarde svjetlosnih godina od nas.

Takođe kao podsjetnik, sve ove metode imaju značajnu nesigurnost, ne možemo vršiti ova mjerenja na metar. Obično su ove metode tačne do samo nekoliko posto.


Ako bismo teoretski mogli warp odvesti 14 milijardi svjetlosnih godina od nas, šta bismo vidjeli gledajući prema galaksiji koja se širi?

U osnovi biste vidjeli isto što i odavde. Ne zauzimamo privilegiran položaj u svemiru. Univerzum se širi svuda, uključujući gdje god završite. Tako da ne možete gledati & quottowards & quot; svemir koji se širi, uvijek ste u njemu. Ideja da univerzum u osnovi izgleda isto s bilo kojeg određenog mjesta u njemu naziva se kosmološki princip.

Svemir koji se može uočiti sa tačke udaljene 14 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje definitivno bi bio drugačiji u smislu da bi se pojedine galaksije koje ste mogli vidjeti promijenili, ali trendovi u evoluciji galaksija s vremenom i ono što vidite dok gledate u daljinu ( rani) svemir bi bio isti. Nema dokaza da svemir ima rub ili konačni prostorni opseg. The uočljiv svemir je ograničen jer univerzum nije oduvijek postojao, pa je svjetlost imala samo 14 milijardi godina da putuje do nas, odsječujući nas od stvari koje su dalje.


Astronomi pronašli najstariju i najudaljeniju galaksiju do danas

Od pamtivijeka su filozofi i učenjaci razmišljali o početku vremena i čak su pokušavali utvrditi kada su sve stvari počele. Tek smo se u doba moderne astronomije približili tome da na to pitanje odgovorimo s priličnom sigurnošću.

Prema najprihvaćenijim kozmološkim modelima, Svemir je započeo Bang Bangom prije otprilike 13,8 milijardi godina.

Uprkos tome, astronomi još uvijek nisu sigurni kako je izgledao rani Svemir budući da se ovo razdoblje poklopilo sa kosmičkim "mračnim vijekom". Stoga astronomi neprestano pomiču granice svojih instrumenata kako bi vidjeli kada su nastale najranije galaksije.

Zahvaljujući novom istraživanju međunarodnog tima astronoma, identifikovana je najstarija i najudaljenija galaksija do danas posmatrana u našem Svemiru (GN-z11).

Tim, čije je istraživanje nedavno objavljeno u časopisu Astronomija prirode, predvodili su Linhua Jiang sa Kavli instituta za astronomiju i astrofiziku i prof. Nobunari Kashikawa sa Univerziteta u Tokiju.

Njima su se pridružili istraživači iz opservatorija Instituta za nauku Carnegie, opservatorija Steward, opservatorija u Ženevi, univerziteta u Pekingu i univerziteta u Tokiju.

Jednostavno rečeno, kosmički mračni vijek započeo je oko 370 hiljada godina nakon Velikog praska i nastavio se još milijardu godina.

U ovom trenutku jedini izvori svjetlosti bili su ili ranije pušteni fotoni - koji se i danas mogu otkriti kao Kozmička mikrotalasna pozadina (CMB) - i oni oslobođeni neutralnim atomima vodonika. Svjetlost ovih fotona je toliko pomaknuta zbog širenja Univerzuma da su nam danas nevidljivi.

Ovaj efekt poznat je kao "crveni pomak", gdje se talasna dužina svjetlosti izdužuje (ili "pomjera" prema crvenom kraju spektra) dok prolazi kroz sve širi kosmos na putu da dođe do nas.

Za objekte koji se približavaju našoj galaksiji, efekt je obrnut, valna dužina se skraćuje i pomiče prema plavom kraju spektra (aka "blueshift").

Skoro jedno stoljeće astronomi su koristili ove efekte kako bi odredili udaljenost galaksija i brzinu širenja Svemira. U ovom slučaju, istraživački tim koristio je teleskop Keck I u Maunakei, na Havajima, za mjerenje crvenog pomaka GN-z11 kako bi odredio njegovu udaljenost.

Rezultati koje su dobili pokazali su da je to najudaljenija (i najstarija) galaksija ikad primijećena. Kao što je Kashikawa objasnio u saopćenju za štampu Univerziteta u Tokiju:

"Iz prethodnih studija čini se da je galaksija GN-z11 najudaljenija od nas koja se može otkriti, sa 13,4 milijarde svjetlosnih godina ili 134 neilionska kilometra (to je 134 nakon čega slijedi 30 nula). Ali mjerenje i provjeravanje takve udaljenosti nije lako zadatak. "

Tačnije, tim je ispitivao linije za emisiju ugljenika koje su dolazile iz GN-z11, a koje su bile u ultraljubičastom opsegu kada su napustile galaksiju i pomaknute su za faktor 10 - na infracrvenu (0,2 mikrometra) - do trenutka kada je stigla na Zemlju.

Ovaj nivo crvenog pomaka ukazuje na to da je ova galaksija postojala kako je uočena prije otprilike 13,4 milijarde godina - odnosno samo 400 miliona godina nakon Velikog praska.

Na ovoj udaljenosti, GN-z11 je toliko daleko da definira samu granicu samog svemira koji se može opaziti! Iako je ovu galaksiju u prošlosti posmatrao (Hubble), bila je potrebna razlučujuća snaga i spektroskopske mogućnosti opservatorije Keck da izvrši tačna merenja.

To je izvedeno u sklopu istraživanja višeobjektnog spektrografa za infracrveno istraživanje (MOSFIRE), koje je detaljno obuhvatilo emisione vodove iz GN-z11.

To je omogućilo timu da izradi procjene udaljenosti za ovu galaksiju koje su poboljšane faktorom 100 u odnosu na bilo koja mjerenja koja su prethodno napravljena. Rekao je Kashikawa:

"Svemirski teleskop Hubble otkrio je potpis više puta u spektru GN-z11. Međutim, čak ni Hubble ne može razriješiti ultraljubičaste emisijske linije do stepena koji nam je bio potreban. Stoga smo se okrenuli modernijem zemaljskom spektrografu, instrument za mjerenje emisionih vodova, nazvan MOSFIRE, koji je postavljen na teleskop Keck I na Havajima. "

Ako naknadna opažanja mogu potvrditi rezultate ovog najnovijeg istraživanja, tada astronomi sa sigurnošću mogu reći da je GN-z11 najudaljenija galaksija ikada posmatrana. Kroz proučavanje objekata poput ovog, astronomi se nadaju da će moći rasvijetliti period kosmičke istorije kada je Svemir bio star samo nekoliko stotina miliona godina.

Ovaj period se poklapa sa Univerzumom koji je počeo izlaziti iz "mračnog doba", kada su se prve zvijezde i galaksije stvorile i ispunile rani Univerzum vidljivom svjetlošću.

Proučavajući ih, astronomi se nadaju da će saznati više o tome kako su se kasnije razvile strukture svemira. To će biti potpomognuto teleskopom nove generacije poput svemirskog teleskopa James Webb (JWST) - koji treba da bude lansiran 31. oktobra 2021. godine.

Ovi će instrumenti čak omogućiti astronomima da mogu proučavati sam "mračni vijek", vrijeme kada je jedina ne-CMB svjetlost bila linija vrtnje neutralnog vodonika - u dalekoj mikrotalasnoj talasnoj dužini (21 cm).

Da bismo mogli istražiti same početke samog Svemira i gledati kako nastaju prve zvijezde i galaksije. Kakvo će to vrijeme biti uzbudljivo!

Opažanja koja su omogućila ovo istraživanje provedena su u okviru programa razmjene vremena između opservatorija Keck i teleskopa Subaru na Maunakei na Havajima.

Ovaj članak izvorno je objavio Universe Today. Pročitajte originalni članak.


Budući da se Univerzum širi, je li tačno reći da je galaksija udaljena 5 milijardi svjetlosnih godina? - Astronomija

Mali dio Hubble Ultra Deep Field-a bilježi poprskavanje od oko 10.000 galaksija vidljivih na slici.

Kada gledamo u prostor, gledamo u prošlost. Svjetlost koja na naše mjesto stiže iz najudaljenijih objekata u svemiru je svjetlost koja je te predmete ostavila prije milijardi godina, pa ih vidimo onakve kakvi su se davno pojavili.

Pa, šta vidimo kad zarobimo svetlost od ovih najudaljenijih objekata? Najudaljenije galaksije izgledaju čudno - manje, nepravilne, bez jasno definiranih oblika.

Nijedan teleskop prije Hubblea nije imao rezoluciju da vidi ove udaljene galaksije. Zaintrigirani, astronomi su okrenuli Hubble prema nečemu što se činilo gotovo praznim dijelom neba i pustili ga da upije svu svjetlost koju je mogao 10 dana. Oni su riskirali - većina Hubbleovih opažanja traje samo nekoliko sati, a vrijeme koje se pojede moglo se iskoristiti za konkretnije potrebe. Bilo je moguće da su objekti koje su astronomi tražili bili previše slabi ili mali da bi ih čak i Hubble mogao vidjeti.

Ali rezultati su otkrili riznicu: 3.000 galaksija, velikih i malih, oblikovanih i amorfnih, koje gore u dubinama svemira. Zapanjujuća slika nazvana je Hubble Deep Field.

U narednim godinama, Hubble se udružio s drugim zvjezdarnicama kako bi ispitao male dijelove neba u visokoj rezoluciji, dugoj izloženosti i više valnih duljina.

Što Hubble dublje gleda u svemir, on se više osvrće u prošlost. Ovaj grafikon ilustrira regije koje su pale pod okom Hubble-a.

Istraživanja poput dubokog polja Hubble (HUDF) i dubokog istraživanja velikih opservatorija (ROBA) pružila su slike ogromnih, dubokih kolekcija galaksija - uključujući i one koje su postojale kad je svemir bio star manje od milijardu godina.

Slike nam omogućavaju da pratimo razvoj svemira. Sićušne crvene točkice - rani, bezoblični građevni blokovi galaksije čiju je svjetlost svemir protezao u infracrveni sjaj - smećuju najudaljenije dijelove vidljivog svemira. Bliže, vidimo brojne interakcije i sudare galaksija kako se galaksije spajaju i stapaju, rastejući pritom. I još bliže, vidimo verzije velikih, veličanstvenih galaksija koje danas poznajemo.

Povezani linkovi: Fotografiranje beba Svemira

Kozmički rođendan

Mjerenje udaljenosti s cefeidama

Odgovor na doba svemira nas spušta s neba. Znamo da se svemir širi od Velikog praska, pa ako možemo izmjeriti njegovu veličinu i brzinu širenja, možemo ekstrapolirati starost svemira.

Teže je nego što zvuči. Budući da ne možete proširiti ravnalo prema zvijezdama, sve se procjene vrše proučavanjem svjetline predmeta. Promjenjive zvijezde cefeida su posebna vrsta pulsirajućih zvijezda čiji ciklusi intenziteta i prigušenosti ukazuju na svojstveni svoj sjaj. Kad astronomi pronađu promjenjive zvijezde Cefeida u galaksijama, oni uspoređuju koliko su zaista sjajni s onim koliko su slabi na daljini, i tako određuju udaljenost do tih galaksija. To je nešto poput ocjenjivanja udaljenosti automobila na mračnom putu mjerenjem svjetline njegovih farova.

Prije Hubblea, astronomi su mogli samo suziti starost svemira na 10-20 milijardi godina - što nije posebno tačno mjerenje sa 10 milijardi godina slobodnog vremena.

Hubble performed the definitive study of 31 Cepheid variable stars, helping to determine the current expansion rate and thereby narrow the age of the universe down to the most accurate it's ever been. Its observations of Cepheid variable stars in galaxies like NGC 4603, combined with measurements by other observatories, eventually pinned the age down to 13.7 billion years old, plus or minus a few hundred million years. Hubble’s observations helped change the age of the universe from a vast range of possibilities to the kind of number whose precision required a decimal point.

Knowing the age of the universe isn't just a matter of curiosity. By giving us a time scale for the development of stars and galaxies, it helps us refine our models of how the universe – and everything in it – formed.

Related Links: Cosmic Birthday

Lurking Black Holes

Quasars shine from both single (left) and colliding galaxies (right) in these images. The galaxies are 1.5 and 1.6 billion light-years away, respectively.

When astronomers first turned radio telescopes on the sky, they tracked radio wave sources to some typical cosmic objects, including the remains of supernovae, distant galaxies, and powerful areas of star birth. But one particular type of object looked like nothing more than a point of light, perhaps a star. Further observations showed that these objects were extremely far away, meaning they could only be distant galaxies. The objects, called "quasars," were thought to be the incredibly bright centers of those far-away galaxies.

The distance to quasars is so great, and their actual size so small – about the size of our solar system -- that the mere fact that we can see them via telescope makes quasars the brightest objects we've discovered in the universe. In fact, one of Hubble’s contributions to the quasar mystery was to prove with its high resolution there actually was a galaxy hidden behind the glare.

A supermassive black hole creates a jet of particles, traveling at nearly the speed of light from the center of galaxy M87. The jet bursts forth from the disk of material swirling around the black hole.

Hubble observations also helped determine that these brilliant galactic centers are powered by giant black holes. As matter falls into a supermassive black hole, the surrounding region heats up and releases tremendous amounts of energy and light, creating a quasar. Hubble found quasars in the centers of galaxies that are colliding or brushing up against one another, as well as in elliptical galaxies, which are thought to have developed as a result of multiple galactic mergers. These interactions may help "feed" the black hole and light up the quasar.

And it wasn't just quasars. Hubble found that almost all galaxies with bright, active centers have supermassive black holes feeding off the galaxy's matter. Further, the mass of the black hole is related to the mass of the bulge of stars around the center of the galaxy, indicating that the formation of a galaxy is closely connected to the formation of its black hole.