1 -- История Вселенной для чайников, часть 1 (History of the Universe Made Easy, Part 1)

Материал из WikiCaptions

Перейти к: навигация, поиск

potholer54467,086 views
Interactive transcript
 [
, 
]
You need Flash player 8+ and JavaScript enabled to view this video.

В течение ста тысяч лет человек смотрел на ночное небо и удивлялся этим удивительным световым точкам. Что они собой представляют? Из чего они сделаны? Как они туда попали? У человека не было технологий для ответа на эти вопросы, поэтому он полагал, что всё это было создано магическими существами. Если вы предпочитаете делать безумные догадки вместо использования наблюдений, измерений и вычислений, то посмотрите на этот закрытый ящик. В течение последующих 10 минут попытайтесь отгадать что внутри, а затем вернитесь в конце этого видео, так как в этом видео видео вы найдете не наши догадки про Вселенную, а только то, что мы знаем и, что более важно, как мы это узнали. Откуда нам известно как звёзды и галактики образовались и про их возраст?

Первым, кто попытался оценить масштаб окружающего мира был греческий учёный Эратосфен из Кирены. Он знал, что в день летнего солнцестояния Солнце было прямо над головой в Сиене на юге Египта, но бросало тень севернее в Александрии. Измерив длину тени, он смог определить диаметр Земли. Но хотя Земля могла быть круглой, догма о неподвижной Земле удерживалась могущественной церковью. Проблема была в том, что это не согласовалось с наблюдаемыми фактами, в особенности с тем, что некоторые блуждающие звёзды, или по гречески "планеты", имели очень изменчивые орбиты вокруг Земли. Когда изобрели телескоп, эти планеты оказались очень непохожими на неподвижные звёзды. Но только после того как Иоганн Кеплер вычислил точные орбиты планет модель Солнечной системы наконец-то вписалась в наблюдения. Его законы движения планет превратили это ... в вот это ...

В 18-м веке прохождение Венеры мимо Солнца замеренное на разных концах Земли позволило вычислить точное расстояние до Солнца, и соответсвенно расстояние до всех известных планет. Это, однако, не покрывало звезды. Самой простой способ измерить их расстояние - это метод триангуляции, который используется для измерения расстояний до далеких объектов на Земле. В случае звёзд базовая линия - это орбита Земли вокруг Солнца. Измерьте угол здесь ... и через 6 месяцев здесь ... а затем проделайте простые вычисления. Этот принцип был известен в 17-м веке, но приборы тогда были недостаточно точными для измерения таких маленьких углов. В 1838 году технология улучшилась. Прусский астроном Бессель обнаружил, что двойные звёзды 61 Лебедя находятся на ошеломляющем расстоянии в 10 триллионов миль. Это расстояние было так огромно, что его пришлось измерять в количестве лет, за которое его преодоловает свет: 10.3 световых лет. Наша Вселенная увеличилась.

Триангуляция работает только для звёзд на расстоянии до 100 световых лет, но начало было положено. Зная расстояния до этих звёзд, астрономы смогли определить зависимость между расстоянием до звезды и её яркостью, так как более близкие звезды обычно ярче более далеких. Используя это вычисление, они могли теперь оценить расстояние до самых тусклых видимых звёзд. Это была только оценка, но наша Вселенная опять стала больше. Казалось, что мы находимся на краю огромного колеса звёзд в пространстве.

Хотя яркость дает только оценку расстояния, она подтверждается другим приёмом триангуляции. В 1987 мы увидели взрыв звезды в нашей галактике. Взрывающаяся звезда называется сверхновой, и она очень яркая. Данная сверхновая была окружена огромным газовым облаком. Свет от взорвавшейся сверхновой устремился через разделяющее пространство, и 8 месяцев спустя достиг огружающего облака. Космологи увидели отражённое сияние. Нам известна скорость света, поэтому мы знаем какое расстояние он преодолевает за 8 месяцев, и таким образом мы знаем расстояние между сверхновой и газовым облаком. Космологам оставалось измерить угол между ними относительно Земли, и снова применить простую триангуляцию. Расстояние до сверхновой оказалось равным 169,000 световых лет. Это означает что мы смотрим на событие, которое произошло 169,000 тысяч лет назад. Наша Вселеная была теперь огромной.

Используя наблюдения и измерения, мы вычислили масштаб времени и пространства, который значительно превосходил то, что человек Бронзового века мог себе представить. Но один вопрос учёные все ещё не могли ответить: из чего все эти звёзды состоят? Чтобы понять имеющиеся факты, нам надо понять атом. Существует около 92 типов атомов, которые называются "элементами". Они отличаются по числу электронов, протонов и нейтронов. Когда атом испускает свет, он поглощает свет определённой длины волны. Каждый элемент поглощает свой собственный набор длин волн. Мы можем наблюдать эти спектры поглощения как линии посмотрев через прибор, называемый спектроскопом. Эта диаграмма ... показывает спектральные линии трёх элементов, которые были хорошо знакомы учёным начала 19-го века: водород, литий и кислород. Но когда французский астроном Пьер Жансен направил спектроскоп на Солнце в 1868 году, он обнаружил набор спектральных линий, которые никто раньше не видел. Это был совершенно неизвестный элемент. Жансен назвал его гелием от греческого слова "helios" (Солнце). Новый элемент также обнаружился в звёздах вместе с другим изобилующем элементом - водородом.

Внутри этой тесно связанной Вселенной, которую они назвали галактикой, астрономы могли наблюдать через свои телескопы странные вращающиеся облака. Некоторые астрономы полагали, что это могут быть другие галактики, похожие на нашу. В 1917-м году мы увидели сверхновую звезду, взорвавшуюся внутри облака, называемого Андромедой. Сверхновые обычно очень яркие, однако эта была очень тусклой. Используя вычисления с яркостью и расстоянием, космологи определили, на каком расстоянии находится Андромеда: 2 миллиона световых лет. Получалось, что она лежит далеко за пределами нашей собственной галактики. Триангуляция показала, насколько велик её размер: примерно с размер нашей галактики. Вселенная, как оказалось, простиралась далеко за пределы нашего собственного скопления звёзд и уходила в прошлое на миллионы лет назад.

Американский астроном Эдвин Хаббл вскоре обнаружил, что другие галактики находятся ещё дальше. Он также подтвердил наблюдение, что они удаляются от нас с невероятной скоростью. Самые далёкие галактики двигаются быстрее всего. Другими словами, наша Вселенная расширяется, словно бы мы находимся в процессе гигантского взрыва. Откуда нам это известно? Я объясню на более прозаическом примере. Когда вы видите мчащуюся мимо вас машину с гудящей сиреной, кажется, что её тон меняется. Когда машина двигается к вам, звуковые волны сбиты в кучу, поэтому кажется, что у сирены высокая частота. Как только машина проезжает мимо частота внезапно падает, потому что звуковые волны теперь растянуты. Это называется эффектом Допплера. Измерив изменение частоты, наблюдатель может вычислить скорость машины, а также определить, приближается ли она или удаляется. То же самое может быть проделано со звёздами и галактиками, используя свет вместо звука. Если галактика удаляется, спектральные линии будут сдвинуты к красному концу спектра. Если же, напротив, галактики приближаются, то линии сдвигаются к фиолетовому концу. Таким образом космологи смогли определить не только направление, в котором двигаются галактики, но также и их скорость.

Что же произойдёт, если мы, условно говоря, промотаем плёнку назад? Оказывается, что все эти движующиеся галактики сходятся в одной точке пространства и времени: вот в этой точке ... около 13 миллиардов лет назад. Взрыв всей этой материи известен как Большой Взрыв, и это является пределом, которого мы достигли в нашем понимании масштаба Вселенной во времени и простанстве. Продолжающиеся теперь исследования пытаются определить, что было до Большого Взрыва.

Давайте теперь вернёмся к этому закрытому ящику. Тем, кто решил пропустить видео для того, чтобы гадать про содержимое - вы еще не догадались, что находится внутри? Конечно же нет! Сидя в кресле и делая безумные догадки, вы ничего не добъётесь. Вы ничем не лучше, чем фермеры Бронзового века, которые смотрели на звёзды и пытались отгадать, что это такое. То, что Большой Взрыв является текущем пределом нашего знания, не означает, что мы достигли конца истории. Всякий раз, когда люди думали, что они знали масштаб Вселенной, они оказывались неправы. Для меня настоящая история Вселенной гораздо интересней мифов и сказок. В течение 100,000 лет человек смотрел на одно и то же ночное небо и удивлялся. Мы первые люди в истории человечества, которые не удивляются, не гадают, а знают.

Author's description [hide]
Забудьте про богов и гоблинов! Вот реальная история о том, откуда нам известен масштаб нашей Вселенной во времени и пространстве. Выбросьте все эти религиозные книги и посмотрите на имеющиеся твёрдые факты.

(Музыка: "Лоэнгрин" Вагнера, прелюдия)
You need JavaScript enabled for viewing comments


Похожие видео [hide]


Источник — «http://ru.wikicaptions.org/wiki/Youtube:wg1fs6vp9Ok»
Личные инструменты
На других языках