İlk yıldızların karanlık maddeden güç aldığına inanılıyor. Yaklaşık 13 milyar yıl önce ortaya çıkan bu görünmez devlerin Evren'de hâlâ var olmaları mümkün. Görünür ışık yaymamaları mümkündür, bu da onları tespit etmeyi zorlaştırır.
Başlangıçta, Utah Üniversitesi'nde (ABD) parçacık astrofiziği profesörü olan ve bu sorun üzerinde çalışan araştırmacı Paolo Gondolo, teorik olarak var olan yeni bir görünmez yıldız türünü - kahverengi cüceler gibi "kahverengi devler" olarak adlandırmak istedi. Jüpiter'in yaklaşık boyutuna sahip, ancak buna göre çok daha büyük kütleli. Ancak meslektaşları, ilk kez 1967'de sevilen rock grubu Grateful Dead'in seslendirdiği aynı isimli şarkıdan sonra onlara "karanlık yıldızlar" adını vermekte ısrar etti.
Bilim adamlarına göre “karanlık yıldızların” çapı Güneşimizden 200-400 bin kat, süper kütleli kara deliklerden ise 500-1000 kat daha büyük olmalıdır.
Yaklaşık 13 milyar yıl önce doğmuş olan "karanlık yıldızlar", görünür ışık yaymasalar da bugün hala var olabilirler. Gerçek şu ki, gökbilimciler bu gizemli devleri tespit etmekte zorlanıyor çünkü görünür olabilmeleri için gama ışınları, nötronlar ve antimadde yaymaları gerekiyor. Dahası, şu anda bu tür nesnelerin enerjik parçacıklarını beslemek için yeterli olmayan soğuk moleküler hidrojen gazı bulutlarıyla örtülmeleri gerekiyor.
Bilim insanları bunları tespit etmeyi başarabilirse, bu, karanlık maddenin bulunmasına ve tanımlanmasına yardımcı olacak. O zaman kara deliklerin neden bu kadar çabuk oluştuğunu öğrenmek mümkün olacak.
Bilim adamları, görünmez ve henüz tanımlanamayan karanlık maddenin tüm evrenin yaklaşık yüzde 95'ini oluşturduğuna inanıyor. Var olduğuna inanıyorlar - bunun için pek çok kanıt var. Örneğin, yalnızca bugüne kadar görüş alanımızda keşfedilen nesneleri dikkate alırsak, galaksiler olması gerekenden çok daha hızlı dönüyor.
Bilim adamlarına göre, karanlık madde parçacıkları WIMP'ler veya zayıf etkileşime giren büyük parçacıklar olarak adlandırılabilir. Araştırmacılar, yerçekimsel etkileşime dahil olan nötrinoların, üzerinde çalışılan WIMP çeşitlerinden biri olduğunu düşünüyor. Bu tür parçacıklar birbirlerini yok ederek yüksek sıcaklıklara neden olabilirler.
Karanlık madde parçacıkları aynı zamanda kuarklar (modern fikirlere göre, güçlü kuvvette yer alan tüm temel parçacıkların oluşturulduğu varsayımsal temel unsurlar) ve ayrıca çarpışma sırasında gama ışınları, nötrinolar yayan antimadde - antikuarkların kopyalarını da üretir. ve pozitronlar ve antiprotonlar gibi antimadde.
Araştırmacılar, yeni doğmuş Evren'de, Büyük Patlama'nın meydana gelmesinden yaklaşık 80-100 milyon yıl sonra, yok edilen hidrojen ve helyumdan oluşan proto-yıldız bulutlarının sıcak ve büyük kalırken soğuyup büzüldüğünü hesapladılar.
Bu süreçlerin bir sonucu olarak, (sıradan yıldızlarda olduğu gibi) nükleer enerji yerine karanlık maddeden güç alan karanlık yıldızlar oluşabilir. Bunlar büyük oranda sıradan maddelerden, özellikle de hidrojen ve helyumdan oluşuyordu, ancak Güneş'ten ve diğer modern yıldızların çoğundan önemli ölçüde daha kütleli ve daha büyük hacimliydiler.
Michigan Üniversitesi'nde teorik fizikçi olan araştırmacı Katherine Freese, "Bu, yeni bir enerji kaynağına sahip tamamen yeni bir yıldız türüdür" diyor.
Kara delik yerçekiminin bir ürünüdür. Bu nedenle, kara deliklerin keşfinin tarih öncesi, evrensel çekim yasasını - kesinlikle her şeyin tabi olduğu kuvveti yöneten yasayı - keşfeden I. Newton'un zamanından başlayabilir. Ne I. Newton'un zamanında ne de yüzyıllar sonra bugün böyle bir evrensel güç keşfedilmemiştir. Diğer tüm fiziksel etkileşim türleri, maddenin belirli özellikleriyle ilişkilidir. Örneğin, bir elektrik alanı yalnızca yüklü cisimlere etki eder ve nötr cisimler buna tamamen kayıtsızdır. Ve doğada yalnızca yerçekimi kesinlikle hüküm sürer. Yerçekimi alanı her şeyi etkiler: hafif parçacıklar ve ağır parçacıklar (ve aynı başlangıç koşulları altında, tamamen aynı şekilde), hatta hafif parçacıklar. Işığın büyük cisimler tarafından çekildiği gerçeği I. Newton tarafından zaten varsayılmıştı. Bu gerçekten yola çıkarak, ışığın aynı zamanda çekim kuvvetlerine de maruz kaldığını anlamakla, kara deliklerin tarihöncesi, onların şaşırtıcı özelliklerine ilişkin tahminlerin tarihi başlar.
Bunu ilk yapanlardan biri ünlü Fransız matematikçi ve gökbilimci P. Laplace oldu.
P. Laplace'ın adı bilim tarihinde iyi bilinmektedir. Her şeyden önce, beş ciltlik devasa bir eserin yazarıdır: “Gök Mekaniği Üzerine İnceleme”. 1798'den 1825'e kadar yayınlanan bu çalışmada, yalnızca Newton'un evrensel çekim yasasına dayanarak, güneş sistemindeki cisimlerin hareketinin klasik teorisini sundu. Bu çalışmadan önce gezegenlerin, Ay'ın ve Güneş Sistemi'ndeki diğer cisimlerin hareketlerinin gözlemlenen bazı özellikleri tam olarak açıklanmamıştı. Hatta Newton'un kanunuyla çelişiyormuş gibi görünüyordu. P. Laplace, ince bir matematiksel analizle, tüm bu özelliklerin gök cisimlerinin karşılıklı çekimiyle, gezegenlerin çekim kuvvetinin birbirleri üzerindeki etkisiyle açıklandığını gösterdi. Göklerde yalnızca tek bir kuvvetin hüküm sürdüğünü ilan etti, o da yerçekimi kuvvetidir. P. Laplace, "İnceleme"sinin önsözünde "Astronomi, en genel bakış açısıyla ele alındığında, mekaniğin büyük bir sorunudur" diye yazmıştı. Bu arada, bilimde bu kadar sağlam bir şekilde yerleşmiş olan "gök mekaniği" terimi ilk kez onun tarafından kullanıldı.
P. Laplace aynı zamanda gök cisimleri sistemlerinin özelliklerini açıklamaya yönelik tarihsel bir yaklaşımın gerekliliğini ilk anlayanlardan biriydi. I. Kant'ın ardından, güneş sisteminin kökeninin başlangıçta seyrekleşmiş maddeden kaynaklandığına dair bir hipotez öne sürdü.
Laplace'ın hipotezinin ana fikri, Güneş'in ve gezegenlerin bir gaz bulutsusundan yoğunlaşması ile ilgilidir ve halen Güneş sisteminin kökenine ilişkin modern teorilerin temelini oluşturmaktadır...
Literatürde ve ders kitaplarında tüm bunlar hakkında çok şey yazıldı, tıpkı Napolyon'un şu sorusuna yanıt veren P. Laplace'ın gururlu sözleri gibi: "Gök Mekaniği"nde Tanrı'dan neden bahsedilmiyor? - şöyle dedi: "Bu hipoteze ihtiyacım yok."
Ancak yakın zamana kadar çok az bilinen şey, görünmez yıldızların var olma ihtimaline ilişkin öngörüsüydü.
Tahmin, 1795'te yayınlanan Dünya Sistemlerinin Sergisi adlı kitabında yapıldı. Ünlü matematikçi, günümüzün popüler diyebileceğimiz bu kitabında hiçbir zaman formüllere ve çizimlere başvurmamıştır. P. Laplace'ın yerçekiminin ışığa da diğer cisimlerle aynı şekilde etki ettiğine dair derin inancı, şu önemli sözleri yazmasına izin verdi: “Yoğunluğu Dünya'nın yoğunluğuna eşit ve çapı çapının 250 katı olan parlak bir yıldız Güneş'in yerçekimi nedeniyle tek bir ışın bile bize ulaşamaz; Dolayısıyla Evrendeki en parlak gök cisimlerinin bu nedenle görünmez olması mümkündür.”
Kitapta bu iddiaya dair hiçbir kanıt sunulmadı. Birkaç yıl sonra onun tarafından yayınlandı.
P. Laplace nasıl mantık yürüttü? Newton'un yerçekimi teorisini kullanarak, yıldızın yüzeyinde artık ikinci kaçış hızı dediğimiz değeri hesapladı. Bu, yerçekiminin üstesinden gelerek sonsuza kadar bir yıldızdan veya gezegenden uzaya uçması için herhangi bir cisme verilmesi gereken hızdır. Eğer cismin başlangıç hızı ikinci kozmik hızdan küçükse, bu durumda çekim kuvvetleri yavaşlayacak ve cismin hareketini durduracak ve onu tekrar çekim merkezine doğru düşmeye zorlayacaktır. Uzay uçuşları çağımızda herkes Dünya yüzeyindeki ikinci kaçış hızının saniyede 11 kilometre olduğunu biliyor. Bu cismin kütlesi ne kadar büyük ve yarıçapı ne kadar küçükse, gök cisminin yüzeyindeki ikinci kaçış hızı da o kadar büyük olur. Bu anlaşılabilir bir durumdur: Sonuçta kütle arttıkça yerçekimi artar ve merkezden uzaklaştıkça zayıflar.
Ay yüzeyinde ikinci kaçış hızı saniyede 2,4 kilometre, Jüpiter 61'in yüzeyinde, Güneş - 620'de ve kütle olarak yaklaşık olarak aynı olan nötron yıldızlarının yüzeyinde saniyede 2,4 kilometredir. Güneş'in yarıçapı yalnızca on kilometredir, bu hız ışık hızının yarısına ulaşır - saniyede 150 bin kilometre.
P. Laplace, yüzeyinde ikinci kozmik hızın zaten ışık hızını aştığı bir gök cismi aldığımızı hayal edelim, diye düşündü. O zaman böyle bir yıldızdan gelen ışık, yerçekiminin etkisiyle uzaya uçamayacak, uzaktaki bir gözlemciye ulaşamayacak ve ışık yaymasına rağmen yıldızı göremeyeceğiz!
Bir gök cisminin kütlesini ona aynı ortalama yoğunluktaki maddeyi ekleyerek arttırırsanız, yarıçapı veya çapı arttıkça ikinci kozmik hız da artar.
Şimdi P. Laplace'ın vardığı sonuç açıktır: Yer çekiminin ışığı geciktirmesi için, Dünya ile aynı yoğunlukta ve Güneş'inkinden 250 kat daha büyük çapa sahip bir maddeye sahip bir yıldız almak gerekir; yani Dünya'nınkinden 27 bin kat daha büyük. Nitekim böyle bir yıldızın yüzeyindeki ikinci kaçış hızı da Dünya yüzeyinden 27 bin kat daha fazla olacak ve yaklaşık olarak ışık hızına eşit olacaktır: Yıldız artık görünmez olacaktır.
Bu, kara deliğin özelliklerinden birine dair harika bir fikirdi: ışığın dışarı sızmaması, görünmez olması. Adil olmak gerekirse, P. Laplace'ın böyle bir tahminde bulunan tek bilim adamı olmadığını ve hatta resmi olarak ilk kişi bile olmadığını belirtmek gerekir. Nispeten yakın bir zamanda, 1783'te bilimsel sismolojinin kurucularından biri olan İngiliz rahip ve jeolog J. Michell'in de benzer bir açıklama yaptığı ortaya çıktı. Onun argümanı P. Laplace'ın argümanına çok benziyordu.
Şimdi Fransızlar ve İngilizler arasında bazen yarı şaka, bazen de ciddi bir tartışma yaşanıyor: Görünmez yıldızların var olma olasılığının kaşifi kim olarak düşünülmeli - Fransız P. Laplace mı yoksa İngiliz J. Michell mi? 1973 yılında, ünlü İngiliz teorik fizikçiler S. Hawking ve G. Ellis, uzay ve zamanın yapısına ilişkin modern özel matematik konularına adanmış bir kitapta, Fransız P. Laplace'ın çalışmalarından varoluş olasılığının kanıtıyla alıntı yaptılar. siyah yıldızlardan; O zamanlar J. Michell'in çalışmaları henüz bilinmiyordu. 1984 sonbaharında Toulouse'daki bir konferansta konuşan ünlü İngiliz astrofizikçi M. Riess, Fransa topraklarında konuşmanın pek uygun olmasa da İngiliz J. Michell'in bunu ilk yapan kişi olduğunu vurgulaması gerektiğini söyledi. görünmez yıldızları tahmin etti ve ilgili çalışmasının ilk sayfasının anlık görüntüsünü gösterdi. Bu tarihi açıklama orada bulunanlardan alkış ve gülümsemelerle karşılandı.
Fransızlar ve İngilizler arasında, Uranüs'ün hareketindeki rahatsızlıklardan Neptün gezegeninin konumunu kimin tahmin ettiğine dair tartışmaları nasıl hatırlamazsınız: Fransız W. Le Verrier mi yoksa İngiliz J. Adams mı? Bilindiği gibi her iki bilim adamı da bağımsız olarak yeni gezegenin konumunu doğru bir şekilde belirtti. Sonra Fransız W. Le Verrier daha şanslıydı. Bu birçok keşfin kaderidir. Genellikle farklı kişiler tarafından neredeyse aynı anda ve bağımsız olarak yapılırlar. Genellikle sorunun özüne daha derinlemesine nüfuz edenlere öncelik verilir, ancak bazen bu sadece kaderin kaprisleridir.
Ancak P. Laplace ve J. Michell'in tahmini henüz gerçek bir kara delik tahmini değildi. Neden?
Gerçek şu ki, P. Laplace'ın zamanında doğadaki hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı hareket edemeyeceği henüz bilinmiyordu. Boşlukta ışıktan kaçmak imkansızdır! Bu, A. Einstein tarafından yüzyılımızda özel görelilik teorisinde kurulmuştur. Bu nedenle P. Laplace için düşündüğü yıldız yalnızca siyahtı (parlak değildi) ve böyle bir yıldızın dış dünyayla herhangi bir şekilde "iletişim kurma", "rapor verme" yeteneğini kaybedeceğini bilemezdi. üzerinde meydana gelen olaylarla ilgili uzak dünyalara dair her şey. Yani bunun sadece bir “kara” değil, aynı zamanda içine düşülebilecek bir “delik” olduğunu da henüz bilmiyordu ama dışarı çıkmak imkansızdı. Artık biliyoruz ki, eğer ışık uzayın bir bölgesinden çıkamazsa, o zaman hiçbir şey çıkamaz ve böyle bir cisme kara delik diyoruz.
P. Laplace'ın akıl yürütmesinin kesin kabul edilememesinin bir başka nedeni de, düşen cisimlerin ışık hızına kadar hızlandırıldığı ve ortaya çıkan ışığın kendisinin geciktirilebildiği muazzam kuvvetteki çekim alanlarını dikkate alması ve Newton'un yerçekimi yasasını uygulamasıdır.
A. Einstein, Newton'un çekim teorisinin bu tür alanlara uygulanamayacağını göstererek süper güçlü ve hızla değişen alanlar için geçerli olan yeni bir teori oluşturmuş (ki buna Newton'un teorisi de uygulanamaz!) ve buna genel teori adını vermiştir. görelilik. Kara deliklerin var olma olasılığını kanıtlamak ve özelliklerini incelemek için kullanılması gereken şey, bu teorinin sonuçlarıdır.
Genel görelilik inanılmaz bir teoridir. O kadar derin ve incedir ki, onu tanıyan herkeste estetik bir haz duygusu uyandırır. Sovyet fizikçileri L. Landau ve E. Lifshitz, "Alan Teorisi" ders kitaplarında onu "mevcut tüm fiziksel teorilerin en güzeli" olarak adlandırdılar. Alman fizikçi Max Born, görelilik teorisinin keşfi hakkında şunları söyledi: "Buna bir sanat eseri olarak hayranlık duyuyorum." Ve Sovyet fizikçisi V. Ginzburg, bunun "... resim, heykel veya mimarinin en seçkin başyapıtlarına bakarken deneyimlenen... duyguya benzer bir duyguyu" uyandırdığını yazdı.
Einstein'ın teorisinin popüler sunumuna yönelik çok sayıda girişim elbette onun hakkında genel bir izlenim verebilir. Ancak açıkçası, "Sistine Madonna" nın bir reprodüksiyonuyla tanışmak, Raphael'in dehası tarafından yaratılan orijinali incelerken ortaya çıkan deneyimden farklı olduğu kadar, teorinin kendisini bilmenin zevkine de pek benzemiyor.
Ve yine de, orijinale hayran kalma fırsatı olmadığında, mevcut reprodüksiyonları, tercihen iyi olanları (ve her türden vardır) tanıyabilirsiniz (ve yapmalısınız!).
Kara deliklerin inanılmaz özelliklerini anlamak için Einstein'ın genel görelilik teorisinin bazı sonuçlarından kısaca bahsetmemiz gerekiyor.
| <<< Назад
|
İleri >>> |
Evrenimiz birkaç trilyon galaksiden oluşur. Güneş sistemi, Evrendeki toplam sayısı birkaç on milyar birim ile sınırlı olan oldukça büyük bir galaksinin içinde yer almaktadır.
Galaksimizde 200-400 milyar yıldız bulunmaktadır. Bunların %75'i soluk kırmızı cücelerdir ve galaksideki yıldızların yalnızca yüzde birkaçı, bizimkinin de ait olduğu spektral yıldız türü olan sarı cücelere benzemektedir. Dünyadaki bir gözlemci için Güneşimiz en yakın yıldıza () 270 bin kat daha yakındır. Aynı zamanda parlaklık, mesafenin azalmasıyla doğru orantılı olarak azalır, dolayısıyla Güneş'in dünya gökyüzündeki görünür parlaklığı, en yakın yıldızın () görünür parlaklığından 25 kadir veya 10 milyar kat daha fazladır. Bu bakımdan Güneş'in kör edici ışığı nedeniyle gündüz gökyüzünde yıldızlar görülmez. Yakın yıldızların etrafındaki ötegezegenleri fotoğraflamaya çalışırken de benzer bir sorun ortaya çıkıyor. Gün içerisinde Güneş'in yanı sıra Uluslararası Uzay İstasyonu'nu (ISS) ve ilk takımyıldız İridyum'un uydularının işaret fişeklerini de görebilirsiniz. Bu, Dünya'nın gökyüzündeki Ay'ın, bazılarının ve yapay uyduların (Dünya'nın yapay uyduları) en parlak yıldızlardan çok daha parlak görünmesiyle açıklanmaktadır. Örneğin, Güneş'in görünen parlaklığı -27 büyüklüktür, tam fazdaki Ay için -13, ilk takımyıldızı İridyum -9'un uydularının işaret fişekleri için, ISS -6 için, Venüs için -5, Jüpiter ve Mars için. -3, Merkür için -2, Sirius (en parlak yıldız) -1,6'ya sahiptir.
Çeşitli astronomik nesnelerin görünen parlaklığına ilişkin büyüklük ölçeği logaritmiktir: astronomik nesnelerin görünür parlaklığındaki bir büyüklükteki bir fark 2,512 katlık bir farka karşılık gelir ve 5 büyüklükteki bir fark 100 katlık bir farka karşılık gelir.
Neden şehirdeki yıldızları göremiyorsun?
Gündüz gökyüzünde yıldızları gözlemleme sorunlarının yanı sıra, kalabalık bölgelerde (büyük şehirlerin ve sanayi kuruluşlarının yakınında) gece gökyüzünde yıldızları gözlemleme sorunu vardır. Bu durumda ışık kirliliği yapay radyasyondan kaynaklanmaktadır. Bu tür radyasyonun örnekleri arasında sokak aydınlatmaları, ışıklı reklam posterleri, endüstriyel işletmelerin gaz fenerleri ve eğlence etkinlikleri için kullanılan spot ışıkları yer almaktadır.
Şubat 2001'de ABD'li amatör gökbilimci John E. Bortle, gökyüzündeki ışık kirliliğini değerlendirmek için bir ışık ölçeği oluşturdu ve bunu Sky&Telescope dergisinde yayınladı. Bu ölçek dokuz bölümden oluşur:
1. Tamamen karanlık gökyüzü
Böyle bir gece gökyüzünde sadece açıkça görülebilmekle kalmıyor, aynı zamanda Samanyolu'nun tek tek bulutları da net gölgeler oluşturuyor. Ayrıca karşıt ışınımlı zodyak ışığı da ayrıntılı olarak görülebilmektedir (Güneş-Dünya çizgisinin diğer tarafında bulunan toz parçacıklarından gelen güneş ışığının yansıması). Gökyüzünde 8 büyüklüğüne kadar olan yıldızlar çıplak gözle görülebilir; gökyüzünün arka plan parlaklığı yay saniyesi başına 22 kadirdir.
2. Doğal karanlık gökyüzü
Böyle bir gece gökyüzünde, Samanyolu ayrıntılı olarak ve zodyak ışığı ile karşıt ışınım açıkça görülebilmektedir. Çıplak göz, görünür parlaklığı 7,5 kadire kadar olan yıldızları gösterir, arka plandaki gökyüzü parlaklığı yay saniyesi kare başına 21,5 kadire yakındır.
3. Ülke gökyüzü
Böyle bir gökyüzünde burçlar ışığı ve Samanyolu minimum ayrıntıyla net bir şekilde görünmeye devam ediyor. Çıplak göz 7 büyüklüğüne kadar yıldızları gösterir, arka plandaki gökyüzü parlaklığı yay saniyesi başına 21 büyüklüğüne yakındır.
4. Köyler ve banliyöler arasındaki geçiş bölgesinin gökyüzü
Böyle bir gökyüzüyle Samanyolu ve burçların ışığı minimum ayrıntıyla, ancak yalnızca kısmen - ufkun üzerinde - görünmeye devam ediyor. Çıplak göz, 6,5 büyüklüğüne kadar yıldızları gösterir, arka plandaki gökyüzü parlaklığı yay saniyesi başına 21 büyüklüğüne yakındır.
5. Şehirleri çevreleyen gökyüzü
Bu tür gökyüzünde burçlar ışığı ve Samanyolu ideal hava ve mevsim koşullarında nadiren görülebilmektedir. Çıplak göz, 6 büyüklüğüne kadar yıldızları gösterir, arka plandaki gökyüzü parlaklığı yay saniyesi başına 20,5 büyüklüğüne yakındır.
6. Şehir banliyölerinin gökyüzü
Böyle bir gökyüzünde zodyak ışığı hiçbir koşulda gözlenmez ve Samanyolu'nun yalnızca zirve noktasında neredeyse hiç görülmez. Çıplak göz, büyüklüğü 5,5'e kadar olan yıldızları gösterir, arka plandaki gökyüzü parlaklığı yay saniyesi başına 19 büyüklüğüne yakındır.
7. Banliyöler ve şehirler arasındaki geçiş gökyüzü
Böyle bir gökyüzünde hiçbir şekilde ne burç ışığı ne de Samanyolu görülebilmektedir. Çıplak göz yalnızca 5 büyüklüğüne kadar olan yıldızları gösterir, arka plandaki gökyüzü parlaklığı yay saniyesi başına 18 büyüklüğüne yakındır.
8. Şehir gökyüzü
Böyle bir gökyüzünde çıplak gözle en parlak açık yıldız kümelerinden yalnızca birkaçı görülebilmektedir. Çıplak göz yalnızca 4,5 büyüklüğüne kadar olan yıldızları gösterir, arka plandaki gökyüzü parlaklığı yay saniyesi başına 18 kadirden azdır.
9. Şehirlerin orta kısmının gökyüzü
Böyle bir gökyüzünde yalnızca yıldız kümeleri görülebilir. Çıplak göz en iyi ihtimalle 4 kadir büyüklükteki yıldızları gösterir.
Modern insan uygarlığının konut, sanayi, ulaşım ve diğer ekonomik olanaklarından kaynaklanan ışık kirliliği, insan uygarlığının ekonomik olanaklarından olabildiğince uzak olan yüksek dağlık bölgelerde en büyük astronomik gözlemevlerinin oluşturulması ihtiyacını doğurmaktadır. Bu yerlerde sokak aydınlatmasını sınırlamak, gece trafiğini en aza indirmek, konut ve ulaşım altyapısı inşa etmek için özel kurallara uyuluyor. Büyük şehirlerin yakınında bulunan en eski gözlemevlerinin özel koruma bölgelerinde de benzer kurallar geçerlidir. Örneğin 1945 yılında St. Petersburg yakınlarındaki Pulkovo Gözlemevi çevresinde 3 km'lik bir yarıçap içinde büyük ölçekli konut veya endüstriyel üretimin yasaklandığı koruyucu bir park bölgesi düzenlendi. Son yıllarda, Rusya'nın en büyük mega kentlerinden birinin yakınındaki yüksek arazi maliyeti nedeniyle, bu koruyucu bölgede konut binalarının inşasını organize etme girişimleri daha sık hale geldi. Turizm açısından son derece cazip bir bölgede yer alan Kırım'daki astronomi gözlemevleri çevresinde de benzer bir durum görülüyor.
NASA'dan alınan görüntü, en yoğun şekilde aydınlatılan alanların Batı Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri kıtasının doğu kısmı, Japonya, Çin kıyıları, Orta Doğu, Endonezya, Hindistan ve Brezilya'nın güney kıyıları olduğunu açıkça gösteriyor. Öte yandan, minimum miktarda yapay ışık, kutup bölgeleri (özellikle Antarktika ve Grönland), Dünya Okyanusu bölgeleri, tropik Amazon ve Kongo nehirlerinin havzaları, yüksek dağlık Tibet platosu, çöl bölgeleri için tipiktir. Kuzey Afrika, Orta Avustralya, Sibirya'nın kuzey bölgeleri ve Uzak Doğu.
Haziran 2016'da Science dergisi gezegenimizin çeşitli bölgelerindeki ışık kirliliği konusuyla ilgili ayrıntılı bir çalışma yayınladı (“Yapay gece gökyüzü parlaklığının yeni dünya atlası”). Araştırma, dünya nüfusunun yüzde 80'inden fazlasının ve Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa'daki insanların yüzde 99'undan fazlasının ciddi ışık kirliliği koşullarında yaşadığını ortaya çıkardı. Avrupalıların %60'ı ve Kuzey Amerikalıların neredeyse %80'i dahil olmak üzere gezegende yaşayanların üçte birinden fazlası Samanyolu'nu gözlemleme fırsatından mahrum. Aşırı ışık kirliliği, 75 derece kuzey enlemleri ile 60 derece güney enlemleri arasındaki dünya yüzeyinin %23'ünü, Avrupa yüzeyinin %88'ini ve Amerika Birleşik Devletleri yüzeyinin neredeyse yarısını etkilemektedir. Ayrıca çalışma, sokak aydınlatmasını akkor lambalardan LED lambalara dönüştürmeye yönelik enerji tasarrufu sağlayan teknolojilerin, ışık kirliliğinde yaklaşık 2,5 kat artışa yol açacağını belirtiyor. Bunun nedeni, etkin sıcaklığı 4 bin Kelvin olan LED lambalardan çıkan maksimum ışık emisyonunun, insan gözünün retinasının maksimum ışık hassasiyetine sahip olduğu mavi ışınlara düşmesidir.
Araştırmaya göre en fazla ışık kirliliği Kahire bölgesindeki Nil Deltası'nda görülüyor. Bunun nedeni Mısır metropolünün son derece yüksek nüfus yoğunluğudur: Yarım bin kilometrekarelik bir alanda 20 milyon Kahire sakini yaşıyor. Bu da ortalama nüfus yoğunluğunun kilometre kare başına 40 bin kişi olduğu anlamına geliyor ki bu da Moskova'daki ortalama nüfus yoğunluğunun yaklaşık 10 katıdır. Kahire'nin bazı bölgelerinde ortalama nüfus yoğunluğu kilometrekare başına 100 bin kişiyi aşıyor. Maksimum maruziyetin olduğu diğer alanlar Bonn-Dortmund metropol alanı (Almanya, Belçika ve Hollanda sınırına yakın), kuzey İtalya'daki Padanian Ovası'nda, ABD'nin Boston ve Washington şehirleri arasında, İngiltere'nin Londra şehirleri civarındadır. Liverpool ve Leeds ile Asya metropolleri Pekin ve Hong Kong bölgesinde. Paris'te yaşayanlar, karanlık gökyüzünü görmek için (ışık kirliliği seviyeleri doğal ışığın %8'inden az) Korsika'ya, orta İskoçya'ya veya İspanya'nın Cuenca eyaletine en az 900 km seyahat etmelidir. Ve bir İsviçre sakininin son derece karanlık bir gökyüzü görebilmesi için (ışık kirliliği seviyesi doğal ışığın %1'inden azdır), İskoçya'nın kuzeybatı kısmına, Cezayir'e veya 1.360 km'den fazla yol kat etmesi gerekecektir. Ukrayna.
En yüksek derecede karanlık gökyüzü yokluğu Singapur'un %100'ünde, Kuveyt'in %98'inde, Birleşik Arap Emirlikleri'nin (BAE) %93'ünde, Suudi Arabistan'ın %83'ünde, Güney Kore'nin %66'sında, İsrail'in %61'inde, %58'inde bulunur. Arjantin'in %53'ü, Libya'nın %53'ü ve Trinidad ve Tobago'nun %50'si. Samanyolu'nu gözlemleme fırsatı Singapur, San Marino, Kuveyt, Katar ve Malta gibi küçük eyaletlerin tüm sakinlerinin yanı sıra BAE, İsrail ve Mısır sakinlerinin %99, %98 ve %97'sinde bulunmuyor. sırasıyla. Samanyolu'nu gözlemleme olanağının bulunmadığı en büyük toprak payına sahip ülkeler Singapur ve San Marino (her biri 100), Malta (%89), Batı Şeria (%61), Katar (%55), Belçika ve Kuveyt'tir ( Her biri %51), Trinidad ve Tobago, Hollanda (her biri %43) ve İsrail (%42).
Öte yandan, Grönland (topraklarının yalnızca %0,12'si karanlık gökyüzüne sahip), Orta Afrika Cumhuriyeti (CAR) (%0,29), Pasifik bölgesi Niue (%0,45), Somali (%1,2) ve Moritanya (1,4) %) minimum ışık kirliliğine sahiptir.
Küresel ekonominin devam eden büyümesine rağmen enerji tüketimindeki artışla birlikte nüfusun astronomi eğitiminde de artış yaşanıyor. Bunun çarpıcı bir örneği, Mart ayının son Cumartesi günü nüfusun çoğunluğunun ışıkları kapattığı yıllık uluslararası etkinlik "Dünya Saati" idi. Başlangıçta bu eylem, Dünya Doğayı Koruma Vakfı (WWF) tarafından enerji tasarrufunu yaygınlaştırma ve sera gazı emisyonlarını azaltma (küresel ısınmayla mücadele) girişimi olarak tasarlandı. Bununla birlikte, aynı zamanda, eylemin astronomik yönü de popülerlik kazandı - mega şehirlerin gökyüzünü en azından kısa bir süre için amatör gözlemler için daha uygun hale getirme arzusu. Kampanya ilk olarak 2007 yılında Avustralya'da gerçekleştirildi ve ertesi yıl tüm dünyaya yayıldı. Etkinliğe her yıl artan sayıda katılımcı katılıyor. 2007 yılında 35 ülkeden 400 şehrin katıldığı etkinliğe, 2017 yılında 187 ülkeden 7 binden fazla şehir katıldı.
Aynı zamanda, çok sayıda elektrikli cihazın aniden eşzamanlı olarak kapatılması ve açılması nedeniyle dünya enerji sistemlerinde artan kaza riskinden oluşan promosyonun dezavantajları da not edilebilir. Ayrıca istatistikler, sokak aydınlatmasının olmayışı ile yaralanmalar, sokak suçları ve diğer acil olaylardaki artış arasında güçlü bir ilişki olduğunu gösteriyor.
ISS'den alınan görüntülerde yıldızlar neden görünmüyor?
Fotoğrafta Moskova'nın ışıkları, ufuktaki auroranın yeşilimsi parıltısı ve gökyüzünde yıldızların yokluğu açıkça görülüyor. Güneş'in parlaklığı ile en parlak yıldızların bile parlaklıkları arasındaki büyük fark, yıldızların yalnızca gündüz gökyüzünde Dünya yüzeyinden değil, uzaydan da gözlemlenmesini imkansız hale getiriyor. Bu gerçek, Güneş'ten kaynaklanan "ışık kirliliğinin" rolünün, dünya atmosferinin astronomik gözlemler üzerindeki etkisine kıyasla ne kadar büyük olduğunu açıkça göstermektedir. Ancak Ay'a yapılan insanlı uçuşlar sırasında gökyüzü fotoğraflarında yıldızların bulunmaması, Ay'a uçan NASA astronotlarının yokluğuna ilişkin komplo teorisinin en önemli "kanıtlarından" biri oldu.
Ay fotoğraflarında yıldızlar neden görünmüyor?
Güneş'in görünür parlaklığı ile dünya gökyüzündeki en parlak yıldız Sirius arasındaki fark yaklaşık 25 kadir veya 10 milyar kat ise, dolunay'ın görünür parlaklığı ile Sirius'un parlaklığı arasındaki fark 11 kadir veya yaklaşık 10 bin kez.
Bu bakımdan dolunay'ın varlığı, gece gökyüzünün tamamında yıldızların kaybolmasına yol açmaz, yalnızca onları ay diski yakınında görmeyi zorlaştırır. Ancak yıldızların çapını ölçmenin ilk yollarından biri, zodyak takımyıldızlarının parlak yıldızlarını kaplayan ay diskinin süresini ölçmekti. Doğal olarak bu tür gözlemler Ay'ın minimum evresinde gerçekleştirilme eğilimindedir. Yakındaki yıldızların etrafındaki gezegenleri fotoğraflamaya çalışırken, parlak bir ışık kaynağının yakınındaki loş kaynakları tespit etme konusunda benzer bir sorun ortaya çıkar (yansıyan ışık nedeniyle yakın yıldızlardaki Jüpiter analogunun görünür parlaklığı yaklaşık 24 kadirdir, Dünya analogunun ise yalnızca yaklaşık 30 kadirdir) ). Bu bağlamda, gökbilimciler şu ana kadar kızılötesi gözlemler sırasında yalnızca genç büyük gezegenleri fotoğraflayabildiler: Genç gezegenler, gezegen oluşum sürecinden sonra çok sıcaktır. Bu nedenle, yakındaki yıldızların etrafındaki dış gezegenlerin nasıl tespit edileceğini öğrenmek amacıyla uzay teleskopları için iki teknoloji geliştirilmektedir: koronografi ve sıfır girişimölçümü. Birinci teknolojiye göre parlak bir kaynak tutulma diskiyle kaplanır (yapay tutulma); ikinci teknolojiye göre ise parlak bir kaynağın ışığı özel dalga girişim teknikleri kullanılarak “geçersiz hale getirilir”. İlk teknolojinin çarpıcı bir örneği, 1995'ten bu yana ilk serbest kalma noktasından itibaren güneş aktivitesini izleyen teknolojidir. Uzay gözlemevinin 17 derecelik koronagraf kamerasından alınan görüntüler, 6 kadire (30 kadirlik veya bir trilyon kat fark) kadar yıldızları gösteriyor.
2013 yılında astronomide inanılmaz bir olay yaşandı. Bilim insanları, bundan 12.000.000.000 yıl önce, astronomide Büyük Patlama'dan sonra geçen bir milyar yıllık zaman dilimini adlandırdıkları gibi, Evrenin Karanlık Çağları sırasında patlayan bir yıldızın ışığını gördüler.
Yıldız öldüğünde Dünyamız henüz mevcut değildi. Ve ancak şimdi dünyalılar onun ışığını gördüler - milyarlarca yıl boyunca Evrende dolaşıp elveda.
Yıldızlar neden parlıyor?
Yıldızlar doğaları gereği parlıyor. Her yıldız, yerçekimi ve iç basınç tarafından bir arada tutulan devasa bir gaz topudur. Topun içinde yoğun termonükleer füzyon reaksiyonları meydana gelir, sıcaklık milyonlarca kelvindir.
Bu yapı, yalnızca trilyonlarca kilometre (Güneş'e en yakın yıldız olan Proxima Centauri 39 trilyon kilometredir) değil, aynı zamanda milyarlarca yıl boyunca seyahat edebilen kozmik bir cismin canavarca parlaklığını sağlar.
Dünya'dan gözlemlenen en parlak yıldızlar Sirius, Canopus, Toliman, Arcturus, Vega, Capella, Rigel, Altair, Aldebaran ve diğerleridir. 
Görünür renkleri doğrudan yıldızların parlaklığına bağlıdır: radyasyon yoğunluğu bakımından mavi yıldızlar üstündür, ardından mavi-beyaz, beyaz, sarı, sarı-turuncu ve turuncu-kırmızı gelir.
Yıldızlar gündüzleri neden görünmüyor?
Bunun nedeni, Dünya'nın da dahil olduğu, bize en yakın yıldız olan Güneş'tir. Güneş en parlak veya en büyük yıldız olmasa da, kozmik ölçekler açısından onunla gezegenimiz arasındaki mesafe o kadar küçüktür ki, güneş ışığı kelimenin tam anlamıyla Dünya'yı doldurur ve diğer tüm hafif parıltıları görünmez hale getirir.
Yukarıdakileri kişisel olarak doğrulamak için basit bir deney yapabilirsiniz. Karton kutuya delikler açın ve içini bir ışık kaynağıyla (masa lambası veya el feneri) işaretleyin. Karanlık bir odada delikler küçük yıldızlar gibi parlayacak. Ve şimdi "Güneşi açın" - tavandaki oda ışığı - "karton yıldızlar" kaybolacak. 
Bu, gün boyunca yıldız ışığını göremediğimiz gerçeğini tam olarak açıklayan basitleştirilmiş bir mekanizmadır.
Madenlerin ve derin kuyuların dibinden gün içerisinde yıldızlar görünüyor mu?
Gün boyunca yıldızlar, görünmeseler de hala gökyüzündedirler; gezegenlerin aksine statiktirler ve her zaman aynı noktadadırlar.
Gündüz yıldızlarının derin kuyuların, madenlerin dibinden ve hatta yeterince yüksek ve geniş (bir kişiye sığacak kadar) bacalardan görülebileceğine dair bir efsane var. Bu iddianın, MÖ 4. yüzyılda yaşayan antik Yunan filozofu Aristoteles'e kadar rekor sayıda yıldır doğru olduğu düşünülüyor. örneğin, 19. yüzyılın İngiliz gökbilimcisi ve fizikçisi John Herschel'den önce.
Görünüşe göre: daha kolay olan - kuyuya inin ve kontrol edin! Ancak bir nedenden dolayı efsane, tamamen yanlış olduğu ortaya çıkmasına rağmen yaşamaya devam etti. Madenin derinliklerinden yıldızlar görünmüyor. Çünkü bunun için nesnel koşullar yok.
Belki de bu kadar tuhaf ve inatçı bir ifadenin ortaya çıkmasının nedeni Leonardo da Vinci'nin önerdiği deneyimdir. Yıldızların Dünya'dan görülen gerçek görüntüsünü görmek için, bir kağıt parçasına küçük delikler (gözbebeği büyüklüğünde veya daha küçük) açtı ve bunları gözlerinin üzerine yerleştirdi. Ne gördü? Küçük ışık noktaları; titreşim veya "ışın" yok.
Yıldızların parlaklığının, merceğin ışığı büktüğü, lifli bir yapıya sahip olan gözümüzün yapısının bir avantajı olduğu ortaya çıktı. Yıldızlara küçük bir aralıktan bakarsak, merceğin içine o kadar ince bir ışık huzmesi geçiririz ki, neredeyse bükülmeden merkezden geçer. Ve yıldızlar gerçek halleriyle küçük noktalar halinde görünüyorlar.
Bilginin ekolojisi. Bilim ve keşifler: Evren sonsuzdur ve içinde çok sayıda yıldız yoktur. Evrenden daha küçük olan ve yıldızlar kadar ağaç bulunmayan ormanın merkezinde boşlukları göremezsiniz - görüş alanı gövdeler ve yapraklar tarafından engellenmiştir. O halde neden gece gökyüzü yıldızlarla dolu değil? Bu Olbers paradoksu veya fotometrik paradokstur. Bugün ona bir çözüm bulacağız.
Evren sonsuzdur ve içinde çok sayıda yıldız yoktur. Evrenden daha küçük olan ve yıldızlar kadar ağaç bulunmayan ormanın merkezinde boşlukları göremezsiniz - görüş alanı gövdeler ve yapraklar tarafından engellenmiştir.
O halde neden gece gökyüzü yıldızlarla dolu değil? Bu Olbers paradoksu veya fotometrik paradokstur. Bugün ona bir çözüm bulacağız.
Güçlü bir teleskop gökyüzünün küçük bir karesinde pek çok yıldızı görebilir. Mesele şu ki, onlardan daha fazla olması gerekiyor.
Bilim vs. Mantık
Gece gökyüzünde neden bu kadar az yıldız bulunduğunun gizemi, bilimsel açıdan olgunlaşmış 19. yüzyılda bile gökbilimcilere eziyet ediyordu. Bilim adamlarının teleskoplar aracılığıyla çok daha fazla ışık kaynağı gördüğü doğrudur, ancak sonsuz Evrende yananlardan daha azı vardır. Bilgili alınların kemerleri altında mantık, gece gökyüzünün yanındaki animasyona benzemesi konusunda ısrar ediyordu.
Paradoksun çözümünün formülasyondan daha basit olduğu ortaya çıktı.
Görünmez yıldızlar
Geçen bin yılın yıldız gözlemcilerinin o kadar da yanılmadığı gerçeğiyle başlayalım. Aşağıdaki fotoğraf Hubble Orbital Teleskobu (inanılmaz derecede harika bir cihaz) tarafından çekildi. Burada tüm gök küresinin 1/13.000.000'i büyüklüğünde bir parça görülmektedir.
Olbers Paradoksuna Göre Gökyüzü
Bu renkli yıldızların tümü gözle görülmeyen galaksilerdir. Bu fotoğrafı çekebilmek için teleskopun uzaya gitmesi, ultra hassas matrisler kullanması ve çerçeveyi 11 günden fazla tutması gerekiyordu! Bu tür teknolojiler ancak geçen yüzyılın sonunda ortaya çıktı.
Hubble Ultra Derin Alan
Eğer bir insan yörüngedeki bir teleskopun görebildiği her şeyi görebilseydi, geceleri gökyüzü Samanyolu'nun kolunun merkezi kadar parlak olurdu! Ancak yine de Olbers'in paradoksunun inkar ettiği siyah boşluklar var. Bu boşlukların cevabı galaksilerin çıplak gözle görülmemesindeki aynı nedende yatmaktadır.
Evren çok hızlı genişliyor
Çevremizdeki dünyanın nasıl ve neden şiştiğini daha önce birlikte tartışmıştık. Kısacası, uzak galaksilerden gelen ışık, bize doğru, evden ayrıldığından daha uzun bir mesafe kat eder. Bu kırmızıya kayma etkisi yaratır; uzak yıldızlardan gelen ışınların frekansı ve enerjisi azalır.
Bundan ne sonuç çıkıyor? O kadar uzak yıldızlar var ki, ışınları Dünya'ya ulaşmadan önce kaybolacak. Bu nedenle, uzayın siyah uçurumlarında ışık var - onu asla göremiyoruz.
Kırmızıya kayma
Bu arada mesafe, fotometrik paradoksun ana kaynağıdır. Bu konuda daha fazla bilgiyi aşağıda bulabilirsiniz.
Işığın Dünya'ya ulaşması zaman alır. Güneş'ten bize 149.600.000 kilometreyi 8,3 dakikada, Sirius yıldızından ise 81360544648396 kilometreyi 8,6 yılda kat eder. Mesafe ne kadar büyük olursa ışık o kadar uzun yol alır, burada her şey açıktır.
Evrenimiz yaklaşık 13,8 milyar yaşındadır. Ancak uzayın boyutları sonsuzdur! En güçlü teleskoplar 12-13 milyar yıllık bir mesafeden gelen ışığı tespit edebiliyordu. Bu, galaksi boşluğunun görünmez kaldığı anlamına gelir - o kadar uzaktalar ki, radyasyonun yakalanması zor nötrinolar biçiminde bile fiziksel olarak ulaşmaya zamanı yoktu!
Olay ufkunun kara deliklerin neden kara olduğuyla çok ilgisi var.
Evren genişledikçe ışığın daha da uzak mesafelere gitmesi gerekiyor. Ve bir gün, dünyanın eteklerinde genişleme ışık hızına eşit olacak - bu, olay ufku denilen şeyi oluşturacak. En yakın yıldızlar bile görünmez oluncaya kadar bize giderek daha da yaklaşacak.
Bu ancak genişleme devam ederse ve milyarlarca yıl sonra gerçekleşecek. Yakın zamanda büyük ölçekli uzay felaketleri hakkında yazdık; onları yakalamak bile olay ufkunun kapınızın önünde olmasını beklemekten daha kolaydır.
Nihayet
İnsan sağlığı ve gençleşme ile ilgili çevrimiçi videoları izlemenize olanak tanıyan YouTube kanalımız Ekonet.ru'ya ABONE OLUN. Başkalarına ve kendinize duyulan sevgi, yüksek titreşimli bir duygu olarak önemli bir faktördür.
Olbers'in bilmecesinin hiç de bir paradoks olmadığı ortaya çıktı; sadece fizik yasaları tüm yıldızların gözlerimizi aynı anda kör etmesine izin vermiyor. Ancak bu, bilim adamlarını durduramaz ve yeni yıldızlar keşfetmeye devam ederler. yayınlandı
Lütfen BEĞENİN ve ARKADAŞLARINIZLA PAYLAŞIN!
https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos
Abone -
