11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

Hace exactamente 100 años, nuestro concepto del universo era muy diferente del actual. La gente sabía acerca de las estrellas de la Vía Láctea y estaban al tanto de la distancia a ellos, pero para ellos - nadie sabía. El universo era considerado estático, espirales y elipses en el cielo se consideró objetos de nuestra propia galaxia. la gravedad newtoniana aún no ha sido superada por la teoría de la nueva Einstein, y las ideas científicas como el Big Bang, la materia oscura y la materia oscura no estaba en la audiencia. A continuación, literalmente, con cada década comenzó para logra el avances avances, y así hasta nuestros días. Aquí es una crónica de Ethan Siegel con Medium.com cómo ha cambiado nuestra visión del Universo en los últimos cien años.

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo 11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

Los resultados de la expedición Eddington en 1919 mostraron que la teoría general de la relatividad describe la flexión de alrededor de objetos masivos luz de las estrellas

1910: la teoría de Einstein fue confirmada. La teoría general de la relatividad se supo que dio predicciones que no podía dar la teoría de Newton: la precesión de la órbita de Mercurio alrededor del Sol. Sin embargo, una teoría científica de que algo no era suficiente sólo para explicar que hemos visto; que tenía que hacer predicciones acerca de lo que no hemos visto. Aunque en los últimos cien años, había muchos - la dilatación gravitacional del tiempo, el efecto de lente fuerte y débil, el corrimiento al rojo gravitacional, y así sucesivamente - se convirtió en la primera curvatura de la luz de las estrellas durante un eclipse solar total observa Eddington y sus colegas en 1919. alrededor del índice de curvatura luz del sol en correlación con las predicciones de Einstein y no se correlacionan con la teoría de Newton. Desde entonces, nuestra comprensión del universo cambió para siempre.

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

El descubrimiento de Hubble Cefeidas variables en la galaxia Andrómeda, M31, ha abierto nuestro universo 1920. Todavía no sabemos que más allá de la Vía Láctea es el universo, pero todo eso cambió en la década de 1920 con el trabajo de Edwin Hubble. Viendo algunas nebulosas espirales en el cielo, que fue capaz de identificar las estrellas variables individuales del mismo tipo, que se ha conocido en la Vía Láctea. Sólo el brillo era tan baja que apunta directamente a millones de años luz y se encuentra entre nosotros, poniéndolos mucho más allá de nuestra galaxia. En este Hubble no se detuvo. Se midió la velocidad de recesión y la distancia a los diez de los límites de las galaxias que se extienden sustancialmente universo conocido.

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

Dos grandes galaxias brillantes en el centro de la agrupación Coma, NGC 4889 (izquierda) y un poco más pequeño NGC 4874 (derecha), cada uno de más de un millón de años luz de tamaño. Después de todo el clúster se cree que es enorme pasa materia halo oscuro

1930. Durante mucho tiempo se pensó que si se pudiera medir la totalidad de la masa contenida en las estrellas, y quizás añadir el gas y polvo, que sería capaz de contar hasta toda la materia en el universo. Sin embargo, observando las galaxias en los cúmulos densos (como el cúmulo de Coma), Fritz Zwicky mostró que las estrellas y la llamada "materia ordinaria" (es decir, átomos) no son suficientes para explicar el movimiento interno de estos grupos. Llamó a la nueva materia, la materia oscura (Dunkle Materie), y hasta 1970 sus observaciones ignorado en gran medida. A continuación, la materia ordinaria examinó mejor y encontró que la materia oscura proporciona una gran cantidad de galaxias que giran en individuales. Ahora sabemos que la materia oscura masa superior a 5 veces la habitual.

1940. Aunque la mayor parte de los recursos experimentales y de observación queda satélites de reconocimiento, ingeniería de misiles y desarrollo de la tecnología nuclear, físicos teóricos han seguido trabajando duro. En 1945, George Gamow ha creado una extrapolación total del universo en expansión: si el universo se expande y se enfría hoy en día, en algún momento en el pasado que debe haber sido más denso y caliente. Por lo tanto, una vez que en el pasado hubo un tiempo cuando el universo era demasiado átomos calientes y neutros no pueden formarse, y antes de eso, y los núcleos atómicos no pueden formarse. Si es así, antes de la formación de cualquier tipo eran importan las estrellas en el universo comenzó con los elementos más ligeros, y en nuestro tiempo, es posible observar el resplandor de la temperatura en todas las direcciones - a pocos grados por encima del cero absoluto. Hoy en día esta teoría se conoce como la teoría del Big Bang, y en la década de 1940, ni siquiera sabía cómo ella es precioso. 1950. Una idea que compiten con la hipótesis del modelo del Big Bang del Universo estaba estacionario, presentada por Fred Hoyle y otros. Es revelador, ambas partes afirmaron que todos los elementos pesados ​​presentes en la Tierra hoy en día, se formaron en el Universo temprano. Hoyle y sus colegas han argumentado que no se hicieron en el estado temprano, caliente y denso, sino más bien en las generaciones anteriores de estrellas. Hoyle, junto con colegas Willy Fowler y Margaret Burbidge, explica en detalle cómo los elementos de la tabla periódica en el proceso de construcción de la fusión nuclear en las estrellas. Lo que es particularmente interesante, predijeron la síntesis de carbono de helio en un proceso que nunca hemos visto antes: el proceso de triple alfa, que requiere la existencia de un nuevo estado de carbono. Esta condición fue descubierta Fowler unos pocos años después de la previsión inicial Hoyle y hoy en día se conoce como el estado Hoyle carbono. Así, encontramos que todos los elementos pesados ​​que existen en el mundo, deben su origen a todas las generaciones anteriores de estrellas.

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

Si pudiéramos ver la luz de microondas, el cielo nocturno se vería como un óvalo verde con una temperatura de 2, 7 Kelvin, con el "ruido" en el centro, la introducción de los depósitos calientes de nuestro plano galáctico. Esta radiación uniforme del espectro de cuerpo negro muestra el resplandor del big bang: el fondo cósmico de microondas

1960. Después de 20 años de discusión, la observación clave que fue determinar la historia del universo se ha hecho: el descubrimiento de la luminiscencia residual predicha del Big Bang, o el fondo de microondas cósmico. Esta radiación uniforme con una temperatura de 2, 725 Kelvin fue descubierto en 1965 por Arno Penzias y Bob Wilson, ninguno de los cuales no comprender a la vez, lo que se encontró. Sólo con el espectro de cuerpo negro tiempo de esta radiación y sus fluctuaciones se mide y se demostró que nuestro universo comenzó con la "explosión".

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

La fase más temprana del universo antes del Big Bang, todas las condiciones originales establecidas por todo lo que vemos hoy en día. Fue una gran idea, Alan Guth: la inflación cósmica

1970. A finales de 1979, un joven científico fraguó su idea. Alan Guth estaba buscando una manera de resolver algunos problemas inexplicables del Big Bang - por qué el universo es el espacio de manera plana, por lo que es una temperatura en todas las direcciones, y por qué no hay reliquias de la más alta energía - y llegó a la idea de la inflación cósmica. De acuerdo con esta idea, antes de que el universo llegó a un estado denso y caliente, que era la condición de expansión exponencial, cuando todo el poder inherente a la estructura misma del espacio. Tomó algunas mejoras a las ideas originales de Guta, para formar la moderna teoría de la inflación, pero las observaciones posteriores - incluyendo fluctuaciones en el fondo cósmico de microondas - confirmó sus predicciones. El universo no sólo se inició con la explosión, pero fue otro estado especial, incluso antes de que ocurriera el Big Bang.

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

Los restos de la supernova 1987A, que se encuentra en la Gran Nube Magallánica, 165 000 años-luz de distancia. Más de trescientos siglos fue la supernova más proximo a la Tierra

1980. Puede parecer que nada grave había sucedido, pero fue en 1987 con la tierra vista nuestra supernova más cercana. Sucede una vez cada cien años. También fue la primera supernova que tuvo lugar cuando tuvimos detectores que pueden detectar los neutrinos producidos en el curso de tales acontecimientos. Aunque hemos visto muchas supernovas en otras galaxias, nunca los hemos visto tan cerca de ser testigo de los neutrinos de ellos. Estos neutrinos 20 o así marcó el comienzo de la astronomía de neutrinos y los posteriores acontecimientos que condujeron a las oscilaciones de neutrinos, el descubrimiento de la masa de los neutrinos y los neutrinos de supernovas, que se producen en las galaxias a millones de años luz de distancia. Si nuestros detectores modernos funcionaban en el momento adecuado, a raíz de una explosión de supernova permitiría capturar cientos de miles de neutrinos.

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

Los cuatro posibles destinos del universo, de los cuales el último se ajusta mejor en los datos: el universo con energía oscura. Se descubrió primero a través de observaciones de supernovas distantes

1990. Si pensabas que el descubrimiento de la materia oscura y el comienzo del universo fueron descubrimientos graves, imaginar lo que un choque fue en 1998, cuando descubrimos que el universo está esperando el final. Históricamente, nos imaginamos tres destinos posibles:

  • La expansión del universo no sería suficiente para superar la fuerza de gravedad de todas las cosas, y el universo se contraerá de nuevo en una mayor compresión
  • La expansión del universo será demasiado, y toda la dispersión gravedad combinada, y el universo congelar
  • O somos en la frontera de estos dos resultados y la tasa de expansión asintótica aproximarse a cero, pero nunca llegaremos a: Crítica Universo

En lugar de ello, sin embargo, el supernovas distantes mostraron que la expansión del universo se está acelerando y que como el tiempo expira galaxias distantes cada vez más rápido de distancia unos de otros. El universo no sólo se congela, pero todas las galaxias no están unidas entre sí, en última instancia desaparecer en nuestro horizonte cósmico. Además de las galaxias en nuestro grupo local, sin la Vía Láctea ya no se cumplirá, y nuestro destino será frío y solitario. En 100 mil millones de años no veremos ningún galaxias distintas a la nuestra.

11 avances científicos de los últimos 100 años, lo que nos dio el Universo

2000. Nuestras mediciones de fluctuaciones (o imperfecciones), el resplandor del Big Bang nos han enseñado increíble: sabemos exactamente lo que hay en el universo. Los datos de COBE fueron reemplazados con los datos de WMAP, que, a su vez, ha mejorado el tablón. En conjunto, estas estructuras a gran escala de las grandes encuestas de las galaxias (como 2dF y SDSS) y los datos de supernovas distantes, nos han dado la imagen moderna del universo:

  • 0, 01% de la radiación en forma de fotones,
  • 0 1% neutrinos que contribuyen luz a la contribución gravitacional del halo que rodea las galaxias y cúmulos,
  • 4, y 9% de la materia ordinaria, que incluye todo consta de partículas atómicas,
  • 27% de materia oscura, o críptico, que no interactúan (excepto gravedad) partículas, que proporcionan la estructura del universo que observamos,
  • 68% de energía oscura, que es inherente al espacio.

década de 2010. Esta década no ha terminado todavía, pero ya hemos encontrado nuestro primer planeta potencialmente habitable similar a la Tierra (aunque muy débil), entre los miles y miles de nuevos exoplanetas descubiertos por la misión "Kepler" de la NASA. Tal vez esto no es los más grandes descubrimientos de la década, debido a que la detección directa de ondas gravitacionales realizadas por el LIGO, confirmó el cuadro pintado por Einstein en 1915. Después de más de un siglo después de la teoría de Einstein por primera vez desafió a Newton, la relatividad general ha pasado por todas las pruebas y exámenes que se ofrecían.

historia científica todavía se está escribiendo, y aún más en el universo por descubrir. Pero estos 11 pasos nos llevaron desde el universo de edad desconocida, no más grande que nuestra propia galaxia, que consiste en su mayor parte de las estrellas en la expansión, el universo se enfría, controlada por la materia oscura, la energía oscura, y nuestra materia ordinaria. En ella son muchos planetas potencialmente habitables, s 13, 8 mil millones años, y se comenzó con el Big Bang, que a su vez surgió de la inflación cósmica. Hemos aprendido sobre el origen del universo, sobre su vida, sobre el aspecto del dispositivo y el tamaño - y todo por 100 años. Tal vez los próximos 100 años estarán llenos de sorpresas que ni siquiera podemos imaginar.