Este o chestiune istorica ca starea inalta de dezvoltare a astronomiei moderne se datoreaza in intregime eforturilor si observatiilor a mii de observatori ai stelelor din toate partile Pamantului si de-a lungul multor timpuri a istoriei omenirii. Cu toate acestea, stiinta astronomiei are foarte putine „Eureka!” momente si majoritatea, daca nu toate, dintre descoperirile importante sunt rezultatul generatiilor de oameni de stiinta care lucreaza fie pentru a dovedi, fie pentru a infirma ipoteze, teorii si, uneori, nimic mai mult decat banuieli.
Au existat literalmente mii de descoperiri facute prin punand neincetat conventiile, regandind dogmele stiintifice si reevaluand ideile si dovezile in ultimii mii de ani, iar sa le enumeram pe toate ar fi o sarcina imposibila. Deci, mai jos, dar fara o ordine anume, este o lista cu zece dintre cele mai importante descoperiri astronomice din vremuri relativ recente, descoperiri care au schimbat complet modul in care stiinta moderna priveste Universul, asa cum facusera descoperirile anterioare din vremuri anterioare.
Radiatia de fundal cosmica cu microunde
Cu doar variatii foarte mici, Universul este umplut cu o forma uniforma de radiatie cunoscuta sub numele de radiatie cosmica de fond cu microunde, care a fost descoperita din intamplare de doi angajati Bell Telephone in timp ce lucrau la experimente de comunicatii prin satelit. Implicatiile sunt profunde, deoarece uniformitatea radiatiei pare sa confirme ideea ca Universul a aparut dintr-un singur eveniment din care curge totul, cum ar fi expansiunea rapida si accelerata a universului.
Mai mult decat atat, daca se ia in considerare faptul ca, la scara cu adevarat mare, toata materia vizibila si detectabila din Univers este distribuita aproape uniform si uniform, ar putea insemna ca Big Bang-ul a avut loc intr-adevar, desi demonstrarea acestui lucru este cu totul alta chestiune.
Energie intunecata
Deoarece mecanismul exact, sau chiar fortele motrice din spatele accelerarii ratei de expansiune a Universului este necunoscut, a fost propusa existenta unei forme de energie, numita „Energie Intunecata”. Cu toate acestea, descoperirea are mai putin de-a face cu natura sau chiar cu existenta acestei energii decat cu faptul ca s-a descoperit ca Universul se extinde intr-un ritm din ce in ce mai mare.
Natura Energiei Intunecate propuse este inca neexplorata si cauza dezbaterilor aprinse in cercurile cosmologice, dar este de imaginat ca este o proprietate a spatiu-timpului, spre deosebire de o forma de energie. Pentru moment insa, Energia Intunecata reprezinta 74% din toata energia din Univers, ceea ce inseamna ca, in cel mai bun caz, avem doar o intelegere de 26% a modului in care functioneaza Universul.
Materie intunecata
O alta descoperire majora este cea a materiei intunecate, care pare sa dicteze efectele gravitationale in interiorul galaxiilor. In centrul problemei se afla faptul ca viteza observata a unor stele din galaxii, in timp ce orbiteaza nucleele galaxiilor, difera foarte mult de ceea ce ar trebui sa fie valorile calculate.
Problema este ca o mare parte a oricarui disc galactic dat se roteste in jurul nucleului cu aceeasi viteza, ceea ce, conform calculelor bazate pe valori gravitationale cunoscute, este in mod clar imposibil, dat fiind faptul ca stelele exterioare sunt mult mai indepartate de nucleu si ar trebui, astfel, orbiteaza nucleul mai incet decat stelele care sunt mai aproape de nucleu.
Din aparente, s-ar parea ca galaxiile sunt in intregime incorporate intr-o forma de materie care este in prezent necunoscuta, nedetectabila si probabil ca va ramane asa in viitorul apropiat. Cu toate acestea, existenta acestei forme de materie este singura explicatie pentru comportamentul observat al galaxiilor, cu exceptia cazului in care exista unele proprietati nedescoperite ale gravitatiei care inca elud stiinta.
Exoplanete
A existat o vreme in care simpla idee a planetelor existente in afara propriului nostru sistem solar era considerata a fi o erezie stiintifica, dar descoperirea de catre Dr. Aleksander Wolszczan a primei astfel de planete (51 Pegasi b) in 1992 a avut ca efect schimbarea modului in care astronomii privesc Universul si mai ales modul in care se formeaza stelele.
Desi majoritatea exoplanetelor au masa de multe ori mai mare decat a lui Jupiter si, prin urmare, sunt numite „Jupiteri fierbinti, deoarece orbiteaza foarte aproape de stelele lor parinte, tehnologiile si tehnicile imbunatatite au facut posibila descoperirea planetelor din ce in ce mai mici, dintre care unele nu orbiteaza stele. spre deosebire de Soarele nostru. Astazi, sunt cunoscute peste 5.000 de exoplanete, ceea ce infirma doctrina stiintifica de odinioara conform careia „… planetele sunt exceptia, mai degraba decat regula”.
Gauri negre
Suspectate de mult timp a exista, dar dovedite doar prin munca fizicianului Steven Hawking, gaurile negre sunt ramasitele invizibile ale stelelor masive care s-au prabusit sub propria gravitatie. Deoarece stelele exista doar din cauza (aproape) echilibrului dintre propria gravitatie si presiunea de impingere a cuptoarelor nucleare in miezurile lor, o stea masiva se poate contracta pana la punctul de invizibilitate daca presiunea exterioara inceteaza sa contracareze gravitatia. Mai mult, deoarece lumina consta din materie care are masa, campul gravitational enorm al unei gauri negre impiedica fotonii (componentele fizice ale luminii) sa scape, ceea ce face imposibila detectarea unei gauri negre in lumina optica.
Fortele gravitationale enorme implicate atunci cand o gaura neagra „inghite” un obiect, cum ar fi o stea, sfasie steaua atunci cand traverseaza „orizontul evenimentelor”, care este o limita teoretica in jurul unei gauri negre dincolo de care scaparea este imposibila odata ce un obiect il traverseaza. Distrugerea obiectului elibereaza cantitati uriase de raze X si alte radiatii, care dezvaluie locatia sau prezenta unei gauri negre.
Cercetari recente au aratat ca toate galaxiile cu o umflatura centrala contin o gaura neagra, dintre care unele au milioane si chiar miliarde de mase solare si ca exista o stransa corelatie intre masa umflaturii centrale din galaxii si masa gaura neagra pe care o contine.
Relativitatea generala
Printre altele, teoria relativitatii generale a lui Einstein a prezis ca, deoarece masa si energia sunt in esenta aceleasi, lumina care trece pe langa un obiect masiv ar fi curbata de gravitatia obiectului masiv. Desi mecanismele sunt diferite, principiul poate fi demonstrat prin vizualizarea unui pai de baut intr-un pahar care contine apa; paiele parca se indoaie acolo unde intra in apa. Acest lucru este aproximativ analog cu deplasarea obiectelor prin deviatia luminii pe masura ce trece pe langa obiecte masive. Acest lucru s-a dovedit a fi cazul cand observatorii au observat ca planeta Mercur era „deplasata”, si nu acolo unde ar fi trebuit sa fie in raport cu Soarele in anumite momente.
Fizicianul britanic Alfred Eddington a demonstrat ca aceasta a fost cauzata de devierea luminii de catre Soare atunci cand a masurat deplasarea stelelor de fundal in raport cu Soarele in timpul unei eclipse totale de soare. O alta dovada a acestui lucru este existenta cercurilor Einstein, care sunt imaginile distorsionate ale galaxiilor mai putin masive din spatele structurilor mai masive dintre Pamant si obiectele a caror lumina este distorsionata pe masura ce trece pe langa structura mai masiva, intermediara.
Deplasarea spre rosu a obiectelor din univers
Odata cu descoperirea stelelor variabile Cefeide in urma cu aproape 100 de ani, Edwin Hubble a devenit posibil sa demonstreze ca Calea Lactee era doar una dintre miliardele de galaxii din Univers. Aceasta descoperire a condus la modalitati de masurare a vitezei cu care unele dintre aceste galaxii fie se apropie de noi, fie se indeparteaza de noi.
Prin compararea spectrului de lumina al unui obiect cu cel al unui obiect stationar, este posibil sa se masoare cantitatea de deplasare catre rosu a spectrului, care este deplasarea intregului spectru catre partea rosie, cu lungimea de unda mai lunga a spectrului electromagnetic. Cantitatea deplasarii este mica pentru a fi sigur, dar cantitatea de deplasare este direct legata de viteza obiectului care se retrage; astfel, cu cat deplasarea spre rosu este mai mare, cu atat obiectul este mai departe de noi.
Distanta este, de asemenea, direct legata de viteza obiectului, ceea ce inseamna ca in termeni practici, cu cat un obiect este mai departe, cu atat se retrage mai repede. Principiul de functionare aici este faptul ca, pe masura ce un obiect se retrage, lumina din acesta este „intinsa”; in mod similar, lumina de la un obiect care se apropie de noi este „comprimata”, deplasand astfel intregul spectru al unui astfel de obiect catre partea albastra, cu lungime de unda mai scurta a spectrului EM. Asa stim ca M31, sau Galaxia Andromeda, care este cel mai apropiat mare vecin al nostru, se apropie de noi cu o viteza de 250.000 m/ph, coliziunea fiind asteptata in aproximativ 4 miliarde de ani.
Explozie cu raze gamma
De mult timp un mister, exploziile masive de raze Gamma care ajung pe Pamant din toate punctele cerului sunt acum cunoscute a fi rezultatul celor mai mari explozii din Univers, cand stelele masive explodeaza in detonatii titanice care sunt atat de energice incat isi pot eclipsa. galaxii gazda intregi timp de cateva luni.
Dispersia rezultata a materiei stelare formeaza formatiuni complicate de gaz si praf, cum ar fi frumoasa Nebuloasa a Crabului. Aceasta nebuloasa este inca in expansiune ca urmare a exploziei care a distrus o stea masiva in aproximativ anul 1054. Exploziile de raze gamma pot aparea si atunci cand o stea neutronica, care este ramasitele unei explozii stelare anterioare, detoneaza din cauza acumularii de materie dintr-o stea insotitoare intr-un sistem binar apropiat.
Epoca Universului si constanta Hubble
Desi utilizarea masuratorilor deplasarii spre rosu a fost esentiala in determinarea varstei Universului, primele incercari au fixat varsta Universului la doar aproximativ jumatate din valoarea acceptata modern, care este de 13,75 miliarde de ani. Problema a implicat faptul ca clasa gresita de stele variabile Cepheid a fost folosita in calculul care a fost facut la mijlocul anilor 1920 si ca rata de expansiune a Universului se baza pe presupuneri incorecte.
Abia cateva decenii mai tarziu, odata cu descoperirea unei a doua clase de stele Cefeide, care avea o perioada de doua ori mai mare decat prima si, prin urmare, o relatie diferita intre luminozitate si distanta, astronomii au aplicat din nou calculul original, dar cu valori diferite. Rezultatul a fost in perfect acord cu dovezile geologice pentru varsta pamantului si, prin extensie, a Universului.
Rata cu care se extinde Universul, cunoscuta sub numele de Constanta Hubble, inca nu este fixata cu precizie, dar acum este acceptata a fi undeva intre 50 (km/sec)/Mpc si 100 (km/sec)/Mpc. Marja mare de incertitudine este rezultatul ratei necunoscute cu care se accelereaza expansiunea Universului.
Big Bang si teoria inflationista
Desi originea Universului este imposibil de urmarit, teoria Big Bang este totusi cea mai buna in explicarea acesteia. Progresele recente in cosmologie (si modelarea computerizata) par sa confirme ca Universul si-a luat nastere intr-o singularitate unica, infinit de densa si infinit de masiva, care este cuvantul folosit pentru a descrie ceea ce nu poate fi descris.
Expansiunea observata si uniforma a Universului poate fi urmarita acum pana la un singur punct in timp, dar dincolo de aceasta, legile fizicii asa cum le cunoastem si le intelegem, nu se mai aplica. „Confirmarea” tentativa a Teoriei Big Bang poate fi vazuta ca o descoperire de felul acesta, dar ramane multa incertitudine si este aproape sigur ca originea Universului nu va fi niciodata cunoscuta cu vreun grad de acuratete sau certitudine.
