Strona główna Aktualności
Przyroda

Zmierzyć niezmierzone

27.04.2016 Przyroda, Kosmos

Fot. Fotolia

Czy odległości liczone w miliardach miliardów kilometrów można mierzyć z dokładnością do 2 proc., znaną z codziennej praktyki? Astronomowie mają na to sposoby. O tym, jak dokładnie zbadać tempo rozszerzania się Wszechświata, opowiada w rozmowie z PAP prof. Grzegorz Pietrzyński.

Jego zespół z niespotykaną dotąd dokładnością zmierzył odległości do wielu pobliskich galaktyk. To pierwszy, najważniejszy krok w pomiarach Wszechświata.

 

PUCHNĄCY WSZECHŚWIAT I ZAGADKA CIEMNEJ ENERGII

 

"Jednym z najważniejszych odkryć w astronomii była zaobserwowana przez Edwina Hubble'a ekspansja Wszechświata. Odkrycie to doprowadziło do odrzucenia modelu statycznego Wszechświata i całkowicie zmieniło nasz światopogląd. Jesteśmy częścią Kosmosu, więc musimy go zrozumieć, żeby lepiej zrozumieć rolę naszej cywilizacji, i odpowiedzieć na odwieczne pytania - czy jesteśmy sami we Wszechświecie, czy możliwe są podróże kosmiczne, czym jest nasza cywilizacja, jaka jest jej rola, jaka będzie nasza przyszłość" - mówi prof. Pietrzyński.

 

Kolejną rewolucję spowodowało odkrycie, że rozszerzanie Wszechświata nie było cały czas stałe, ale musiało się zmieniać. Bo inaczej nie wytłumaczylibyśmy, dlaczego powstały galaktyki i wszystkie obiekty w przestrzeni kosmicznej. Niedawno odkryto, że tempo ekspansji ostatnio znacznie przyspieszyło. Za to odkrycie w 2011 r. trzech astronomów otrzymało Nagrodę Nobla. Dlaczego Wszechświat przyspieszył? Wyjaśnienia należy szukać w naturze ciemnej energii, stanowiącej aż 3/4 masy Wszechświata. Ale to, czym jest ciemna energia, wciąż pozostaje zagadką.

 

PULSUJĄCE CEFEIDY I KOSMICZNE LINIJKI

 

Aby zbadać naturę ciemnej materii i poznać ewolucję Wszechświata trzeba dokładnie znać wartość tzw. parametru Hubble’a. Aby go wyznaczyć, należy wykonać pomiary do bardzo odległych obiektów.

 

"W klasycznej metodzie mierzymy odległość Ziemi od Słońca, potem w oparciu o nią mierzymy odległość do najbliższych gwiazd. Następnie wybieramy gwiazdy, które mają mniej więcej taką samą jasność, i tworzymy nową linijkę kosmiczną, która pozwala nam sięgnąć do galaktyk. Następnie mierzymy odległości do galaktyk, w galaktykach znów szukamy obiektów, które byłyby jaśniejsze i pozwalałyby nam sięgnąć dalej, i tak stopniowo - krok po kroku - sięgamy do krańców Wszechświata. Wtedy będziemy mogli zmierzyć, jak Wszechświat się rozszerza" - tłumaczy prof. Pietrzyński.

 

Paradoksalnie odległości do najdalszych galaktyk możemy mierzyć z dużą dokładnością. Doskonale nadają się do tego supernowe. Jednak, aby móc ich użyć do mierzenia Wszechświata, uczeni muszą wiedzieć, jaką energię one emitują. W tym celu należy zmierzyć odległości do kilku supernowych za pomocą innej metody - więc wyznaczają ich jasność. Astronomowie używają w tym celu cefeid, czyli gwiazd pulsujących, które od ponad stu lat są powszechnie używane do pomiaru odległości "na średnich dystansach".

 

"Za pomocą cefeid możemy sięgnąć do supernowych, wyznaczyć ich energie i jasność. Żeby to zrobić, musimy z kolei skalibrować cefeidy. Tymczasem właśnie z tego kroku pochodzi największy wkład do błędu w wyznaczeniu tempa ekspansji Wszechświata" - podkreśla profesor.

 

"Celem naszego projektu jest skalibrowanie cefeid z jak największą dokładnością. Chcemy pominąć drobne kroczki, i za pomocą prostych geometrycznych metod od razu przenieść się do pobliskich galaktyk" - tłumaczy.

 

Zespół profesora tworzy dwie "linijki", pozwalające na bardzo dokładny pomiar odległości do pobliskich galaktyk, w których znajdują się cefeidy. Mają one pozwolić na wykalibrowanie jasności cefeid, a następnie - na zmierzenie za ich pomocą dokładnych odległości do galaktyk, w których obserwowano supernowe. W wyniku tego w trzech prostych krokach można będzie wyznaczyć wartość parametru Hubble'a, który bezpośrednio pokaże, z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat.

 

W 2013 r. dzięki "linijce" wykorzystującej gwiazdy podwójne zespół prof. Pietrzyńskiego zmierzył odległość do najbliższej galaktyki, Wielkiego Obłoku Magellana, z rekordową dotychczas dokładnością do 2 proc.

 

"Druga metoda polega na wykorzystaniu gwiazd pulsujących. W obydwu przypadkach potrafimy zmierzyć zarówno rozmiary liniowe, jak i kątowe badanych obiektów. Następnie, dzieląc jedne przez drugie, otrzymujemy odległości. To najdokładniejsze geometryczne metody, jakie sobie można wyobrazić. W tym podejściu nie potrzebujemy więc wszystkich pośrednich kroków; od razu przechodzimy do najbliższych galaktyk; tam mamy cefeidy, potem supernowe - i sprawa rozwiązana" - mówi uczony.

 

Obliczenia dokonywane są na podstawie obserwacji prowadzonych w Chile, na Hawajach, Wyspach Kanaryjskich i w Południowej Afryce. Trzon zespołu stanowi ok. polska grupa, utworzona dzięki programowi TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. W projekcie międzynarodowym bierze w sumie udział 17 naukowców - z Polski (ok. 10), z Chile, z Japonii, z Francji, Niemiec i z USA.

 

Na swoje badania Grzegorz Pietrzyński otrzymał prawie 2,4 mln euro z budżetu ERC Advanced Grant. To czwarty tak prestiżowy grant dla Polaka, a drugi - dla astronoma. Prof. Pietrzyński pracował w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego, jednak projekt finansowany przez ERC będzie realizował w Centrum Astronomicznych Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk, gdzie niedawno rozpoczął pracę.

 

PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk (Olszewska)

 

kol/ zan/

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych

Czy wiedzieliście, że grzyby można spotkać nawet na pustyniach czy w oceanach? Albo wykorzystać jako... planistów ruchu? Każdy, kto czuje się gotów na wprowadzenie do swojego życia tych i innych ciekawostek okołogrzybowych, powinien sięgnąć po książkę "Tajemnicze życie grzybów".

Więcej

Myśl na dziś

Dobrze zrozumiana nauka chroni człowieka przed pychą, gdyż ukazuje mu jego granice.
Albert Schweitzer

Nasz blog

Tabletka Matuzalema Tabletka Matuzalema

Naukowcy coraz lepiej poznają biologiczne podstawy starzenia; udaje im się nawet wydłużyć życie niektórych organizmów. Według autorów tych dokonań może to zaowocować nowymi terapiami i zwiększeniem liczby przeżywanych w zdrowiu lat. Według innych badań już dziś wiele w tym względzie można zdziałać dietą.

Więcej

Tagi