общ, изследване, технология

Как астрономите слушат космоса?

През 1933 г. инженер на име Карл Янски случайнооткрил, че радиовълните произлизат не само от изобретения, направени от човека, но и от естествени материали в космоса. Оттогава астрономите са изграждали все по-добри телескопи в търсене на космически радиовълни, опитвайки се да научат повече за това откъде идват и какво могат да ни кажат за нашата Вселена. Докато учените могат да научат много от видимата светлина, която откриват с конвенционални телескопи, обекти и събития като черни дупки, образуващи звезди и планети, умиращи звезди и много други могат да бъдат открити само с радиотелескопи. Заедно телескопите, способни да улавят различни видове вълни - от радиовълни до видими светлинни вълни и гама лъчи - рисуват по-подробна картина на Вселената. Но толкова ли е лесно да слушате звездите и с какви проблеми се сблъскват астрономите, докато работят?

Ето как изглежда радиотелескопът MeerKat в Южна Африка. С негова помощ астрономите слушат космоса.

Съдържанието

  • 1 Видима светлина
  • 2 Какво е радиовълна?
  • 3 Пионери в радиоастрономията
  • 4 Как работят радиотелескопите?

Видима светлина

Когато погледнете нощното небе, виждате яркосветлините на звездите. Ако живеете на тъмно място, далеч от градовете, можете да наблюдавате хиляди подобни обекти. Но отделните точки, които виждате, са близки звезди. Само в нашата галактика съществуват повече от 200 милиарда звезди. Извън Млечния път, според астрономите, има поне 100 милиарда галактики (всяка със свои собствени 100 милиарда звезди). Почти всички тези звезди са невидими за очите ни.

Видима светлина, възприемана от човешкото окоТова е само малка част от онова, което астрономите наричат ​​"електромагнитен спектър". По-енергийните фотони са ултравиолетовото лъчение, рентгеновите лъчи и гама лъчите (гама лъчите имат най-висока енергия). Фотоните с по-ниска енергия са инфрачервените и радиовълните (радиовълните имат най-ниска енергия).

Човешко око под микроскоп.

Електромагнитният спектър също включвагама лъчи, рентгенови лъчи, ултравиолетово лъчение, инфрачервено лъчение, микровълни и радиовълни. Тъй като човешките очи възприемат само видима светлина, ние се нуждаем от специални телескопи, които да уловят останалата част от този „спектър“ и след това да ги превърнат в изображения и графики.

Прочетете още увлекателни статии за това как астрономите изучават Вселената и най-новите научни открития на нашия канал в Yandex.Zen. Редовно се публикуват статии, които не са на сайта.

Какво е радиовълна?

Светлината се състои от малки частици, наречени„Фотони“, които могат едновременно да се държат като частица и вълна. При видима светлина фотоните имат средно количество енергия. Но когато енергията е малко повече, те се превръщат в ултравиолетово лъчение, което не можем да видим, но получаването на слънчево изгаряне е лесно. С повече енергия фотоните се превръщат в рентгенови лъчи, които преминават право през нас и ако енергията стане още повече, те се превръщат в гама лъчи, които идват от експлодиращи звезди.

Радиоастрономията представи на света най-подробната карта на Вселената.

Вижте също: Загуба за науката - унищожи телескопа, с който учените търсят извънземни

Но когато фотоните имат малко енергия (по-малко отфотони на видима светлина) ние ги наричаме инфрачервено лъчение и го усещаме като топлина. И накрая, учените наричат ​​фотоните с най-ниска енергия „радиовълни“. Радиовълните излъчват от странни места в космоса - най-студените и отдалечени галактики и звезди. Радиовълните ни разказват за онези кътчета на Вселената, за съществуването на които дори не бихме подозирали, ако използвахме само очи или телескопи, които възприемат само видими фотони.

Пионери в радиоастрономията

Всъщност беше първият радиоастроном в светаинженер. През 1933 г. Карл Янски работи по проект за Bell Laboratories, лаборатория в Ню Джърси, кръстена на Александър Греъм Бел, който изобретява телефона. Там е разработена първата телефонна система, която работи през Атлантическия океан. Но когато хората за пръв път се опитаха да се обадят на тази система, те чуха съскащ звук на заден план в определени часове от деня.

Bell Labs решиха, че шумът е вреден за бизнеса,и изпрати Карл Янски, за да разбере какво го е причинило. Скоро инженерът осъзна, че радиовълните, излъчвани от центъра на галактиката, нарушават телефонните комуникации и причиняват смущения. Без да знае, Янски откри нова, невидима Вселена и стана първият радиоастроном в света.

Основателят на радиоастрономията Карл Янски до антената, която е построил, която е открила първите радиовълни, излъчвани от космоса.

Може да се чудите: Как ефектът на Доплер ви помага да изучавате Вселената?

Как работят радиотелескопите?

Когато астроном насочи радиотелескоп къмвсеки обект в космоса, радиовълните удрят повърхността му. Повърхността на телескопа работи като огледало за радиовълни и може да бъде метална с отвори в нея (мрежа) или твърд метал като алуминий. Първото огледало насочва радиовълните към второ „радио огледало“, което след това ги насочва към това, което астрономите наричат ​​„приемник“, частта от радиотелескопа, която улавя радиовълните и ги превръща в изображение. По принцип приемникът прави абсолютно същото като камерата: преобразува радиовълните в изображение.

Наскоро учените са картографирали стотици хиляди нови галактики, използвайки радиоастрономия.

Имайте предвид, че когато астрономите търсят радиовълни, тогаванаблюдавайте други предмети и събития, отколкото когато търсите видима светлина. Места, които изглеждат тъмни за очите ни или обикновени телескопи, буквално светят в радиовълните.

Онези кътчета на нашата Вселена, в които се образуватзвездите например са пълни с прах. Този прах не позволява светлината да достигне до нас, така че всичко наоколо изглежда като празно черно пространство. Но щом радиотелескопът бъде насочен към такива области, астрономите ще имат възхитителна гледка - през праха можете да видите как се ражда звезда.