Najważniejsze pytania dotyczące kosmosu

Przestrzeń jest ogromna i, o ile wiemy, nieskończona. Gwiazdy, galaktyki, planety i mgławice zaludniają wszechświat. Instytut Naukowy Teleskopu Kosmicznego

Astronomia i eksploracja kosmosu to tematy, które naprawdę skłonić ludzi do myślenia o odległych światach i odległych galaktykach. Obserwowanie gwiazd pod rozgwieżdżonym niebem lub surfowanie po sieci oglądając obrazy z teleskopów zawsze pobudza wyobraźnię. Mimo teleskopu lub lornetki obserwatorzy gwiazd mogą uzyskać powiększony obraz wszystkiego, od odległych światów po pobliskie galaktyki. I ten akt obserwowania gwiazd rodzi WIELE pytań.

Astronomom zadaje się wiele takich pytań, podobnie jak dyrektorom planetarium, nauczycielom nauk ścisłych, przywódcom harcerskim, astronautom i wielu innym, którzy badają i nauczają tych przedmiotów. Oto niektóre z najczęściej zadawanych pytań, które astronomowie i ludzie z planetarium otrzymują na temat kosmosu, astronomii i eksploracji, i zebrali je wraz z kilkoma zwięzłymi odpowiedziami i linkami do bardziej szczegółowych artykułów!

Gdzie zaczyna się kosmos?

Standardowa odpowiedź dotycząca podróży kosmicznych na to pytanie „krawędź kosmosu” na 100 kilometrów nad powierzchnią Ziemi . Ta granica jest również nazywana „linią von Kármána”, nazwaną na cześć Teodora von Kármána, węgierskiego naukowca, który ją rozgryzł.

Atmosfera Ziemi wygląda bardzo cienka w porównaniu z resztą planety. Zielona linia to poświata powietrza wysoko w atmosferze, spowodowana przez promienie kosmiczne uderzające w gazy. Zostało to nakręcone przez astronautę Terry'ego Virtsa z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Zgodnie z prawną definicją przestrzeni, zaczyna się ona na szczycie atmosfery. NASA

Jak powstał wszechświat?

Wszechświat rozpoczął się około 13,7 miliarda lat temu w wydarzenie o nazwie Big Bang . Nie była to eksplozja (jak często przedstawia się na niektórych grafikach), ale raczej nagłe rozszerzenie się z malutkiego punktu materii zwanego osobliwością. Od tego początku wszechświat rozszerzył się i stał się bardziej złożony.

Większość przedstawień początku wszechświata ukazuje go niemal jako eksplozję. To był naprawdę początek ekspansji przestrzeni i czasu, od małego punktu, który zawierał cały wszechświat. Pierwsze gwiazdy powstały kilkaset milionów lat po rozpoczęciu ekspansji. Nasz wszechświat ma obecnie 13,8 miliarda lat i mierzy 92 miliardy lat świetlnych. HENNING DALHOFF/Getty Images

Z czego zbudowany jest Wszechświat?

To jedno z tych pytań, na które odpowiedź jest dość poszerzająca umysł. Zasadniczo, wszechświat składa się z galaktyk i zawartych w nich obiektów : gwiazdy, planety, mgławice, czarne dziury i inne gęste obiekty. Wczesny wszechświat składał się głównie z wodoru z dodatkiem helu i litu, a z tego helu powstały pierwsze gwiazdy. Gdy ewoluowały i umierały, tworzyły coraz cięższe pierwiastki, które utworzyły gwiazdy drugiej i trzeciej generacji oraz ich planety.

To przedstawia oś czasu wszechświata od Wielkiego Wybuchu do teraźniejszości. Po lewej stronie znajduje się „wydarzenie narodzin” kosmosu, znane jako „Wielki Wybuch”. Zespół Naukowy NASA / WMAP

Czy wszechświat kiedyś się skończy?

Wszechświat miał określony początek, zwany Wielkim Wybuchem. Jego zakończenie przypomina bardziej „długą, powolną ekspansję”. Prawda jest taka,wszechświat powoli umieragdy rozszerza się i rośnie i stopniowo stygnie. Całkowite ochłodzenie i zatrzymanie ekspansji zajmie miliardy i miliardy lat.

Ile gwiazd możemy zobaczyć w nocy?

Zależy to od wielu czynników, w tym od tego, jak ciemne jest niebo. Na obszarach zanieczyszczonych światłem ludzie widzą tylko najjaśniejsze gwiazdy, a nie te słabsze. Na wsi widok jest lepszy. Teoretycznie gołym okiem i dobrymi warunkami widzenia, obserwator może zobaczyć około 3000 gwiazd bez użycia teleskopu czy lornetki.

Jakie typy gwiazd są tam?

Astronomowie klasyfikują gwiazdy i przypisują im „typy”. Robią to zgodnie z ich temperaturami i kolorami, a także kilkoma innymi cechami. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją gwiazdy takie jak Słońce, które żyją przez miliardy lat, zanim puchną i delikatnie umierają. Inne, bardziej masywne gwiazdy nazywane są „olbrzymami” i mają zwykle kolor od czerwonego do pomarańczowego. Są też białe karły. Nasze Słońce jest właściwie sklasyfikowane jako żółty karzeł.

Ta wersja wykresu Hertzprunga-Russella przedstawia temperatury gwiazd w funkcji ich jasności. Pozycja gwiazdy na diagramie dostarcza informacji o tym, na jakim etapie się znajduje, a także o jej masie i jasności. „Typ” gwiazdy zależy od jej temperatury, wieku i innych cech przedstawionych na diagramach, takich jak ten. Europejskie Obserwatorium Południowe

Dlaczego niektóre gwiazdy wydają się migotać?

Dziecięca rymowanka o „Mrugnij, migocz, mała gwiazdeczka” w rzeczywistości stawia bardzo wyrafinowane naukowe pytanie o to, czym są gwiazdy. Krótka odpowiedź brzmi: same gwiazdy nie migoczą. Atmosfera naszej planety powoduje drganie światła gwiazd podczas jego przechodzenia i wydaje się nam to migoczące.

Jak długo żyje gwiazda?

W porównaniu z ludźmi gwiazdy żyją niezwykle długo. Najkrócej żyjące mogą świecić przez dziesiątki milionów lat, podczas gdy starsze mogą trwać przez wiele miliardów lat. Nauka o życie gwiazd oraz to, jak się rodzą, żyją i umierają nazywa się „ewolucją gwiezdną” i obejmuje przyglądanie się wielu typom gwiazd w celu zrozumienia ich cykli życiowych.

Tak wygląda umierająca gwiazda podobna do słońca. Nazywa się to mgławicą planetarną. Mgławica planetarna Kocie Oko widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. NASA/ESA/STScI

Z czego zbudowany jest księżyc?

Kiedy Apollo 11 astronauci wylądowali na Księżycu w 1969 roku zebrali do badań wiele próbek skał i pyłu. Planetolodzy już wiedzieli, że Księżyc jest zbudowany ze skał, ale analiza tej skały powiedziała im o historii Księżyca, składzie minerałów, z których składają się jego skały, oraz uderzeniach, które stworzyły jego kratery i równiny. Jest to w dużej mierze bazaltowy świat, co oznacza silną aktywność wulkaniczną w jego przeszłości.

Czym są fazy księżyca?

Kształt Księżyca wydaje się zmieniać w ciągu miesiąca i jego kształty nazywane są fazami Księżyca. Są one wynikiem naszej orbity wokół Słońca połączonej z orbitą Księżyca wokół Ziemi.

Ten obraz pokazuje fazy Księżyca i dlaczego tak się dzieje. Środkowy pierścień przedstawia Księżyc krążący wokół Ziemi, widziany z góry bieguna północnego. Światło słoneczne oświetla przez cały czas połowę Ziemi i połowę księżyca. Ale ponieważ Księżyc krąży wokół Ziemi, w niektórych punktach jego orbity oświetlona słońcem część Księżyca może być widoczna z Ziemi. W innych punktach widzimy tylko te części Księżyca, które są w cieniu. Pierścień zewnętrzny pokazuje to, co widzimy na Ziemi podczas każdej odpowiadającej jej części orbity Księżyca. NASA

Co znajduje się w przestrzeni między gwiazdami?

Często myślimy o przestrzeni jako o braku materii, ale rzeczywista przestrzeń wcale nie jest aż tak pusta. Gwiazdy i planety są rozrzucone po galaktykach, a między nimi jest próżnia wypełniona gazem i pyłem . Gazy między galaktykami często są tam z powodu zderzenia galaktyk, które rozrywa gazy z każdej z zaangażowanych galaktyk. Ponadto, jeśli warunki są odpowiednie, wybuchy supernowych mogą również wyrzucać gorące gazy w przestrzeń międzygalaktyczną.

Jak to jest żyć i pracować w kosmosie?

Dziesiątki i zrobiło to dziesiątki osób , a w przyszłości będzie więcej! Okazuje się, że poza niską grawitacją, większym zagrożeniem radiacyjnym i innymi niebezpieczeństwami kosmosu, to styl życia i praca.

Co dzieje się z ludzkim ciałem w próżni?

Czy filmy to dobrze? Cóż, właściwie nie. Większość z nich przedstawia niechlujne, wybuchowe zakończenia lub inne dramatyczne wydarzenia. Prawda jest chwila przebywanie w kosmosie bez skafandra zabije każdego, kto ma pecha, aby znaleźć się w takiej sytuacji (chyba że osoba zostanie uratowana bardzo, bardzo szybko), jej ciało prawdopodobnie nie eksploduje. Bardziej prawdopodobne jest, że najpierw zamarznie i udusi się. Nadal nie jest to świetna droga.

Co się dzieje, gdy zderzają się czarne dziury?

Ludzi fascynują czarne dziury i ich działania we wszechświecie. Do niedawna naukowcom trudno było zmierzyć, co się dzieje, gdy czarne dziury się zderzają. Z pewnością jest to bardzo energetyczne wydarzenie i emituje dużo promieniowania. Jednak dzieje się inna fajna rzecz: zderzenie tworzy fale grawitacyjne, które można zmierzyć! Fale te powstają również, gdy zderzają się gwiazdy neutronowe!

Kiedy dwie supermasywne czarne dziury zderzają się i łączą, część nadmiaru energii z tego zdarzenia jest emitowana jako fale grawitacyjne. Można je wykryć na Ziemi za pomocą bardzo delikatnych instrumentów w obserwatorium LIGO. Projekt SXS (Simulating eXtreme Spacetimes)

Jest o wiele więcej pytań, które astronomia i przestrzeń kosmiczna nasuwają ludziom umysły. Wszechświat to wielkie miejsce do odkrycia, a gdy dowiemy się o nim więcej, pytania będą płynąć dalej!

Edytowane i aktualizowane przezCarolyn Collins Petersen.