Τι μας μαθαίνει το φως για το σύμπαν - Πιτ Έντουαρντς

Δείτε το πλήρες μάθημα: http://ed.ted.com/lessons/what-light-can-teach-us-about-the-universe-pete-edwards

Η ανθρωπότητα εξετάζει εδώ και πολλά χρόνια το σύμπαν και αναρωτιέται: Πώς άρχισε; Πώς θα τελειώσει; Οι κοσμολόγοι αναζητούν συστηματικά τις απαντήσεις, αλλά από πού ξεκινούν; Η απάντηση είναι το φως. Ο Πιτ Έντουαρντς περιγράφει τα έξι μοναδικά μηνύματα που φέρει το φως, τα οποία όταν είναι μαζί αποκαλύπτουν εκπληκτικές πληροφορίες στους αστρονόμους.

Μάθημα από τον Πιτ Έντουαρντς, κινούμενη απεικόνιση από τον Μπίβαν Λιντς.

Ποια και πότε ήταν η αφετηρία
του σύμπαντος;

Πώς απόκτησε τη σημερινή εικόνα;

Πώς θα τελειώσει;

Ερωτήματα που συζητούνται

πολλά χρόνια χωρίς αποτέλεσμα.

Οι κοσμολόγοι εργάζονται σκληρά
για να βρουν απαντήσεις.

Υπάρχουν εύκολες απαντήσεις
σε τόσο σημαντικά ερωτήματα;

Είναι δυνατή η διερεύνηση και μελέτη του
σύμπαντος που το μεγαλύτερο τμήμα του

δε θα εξερευνήσουμε ποτέ;

Η απάντηση είναι το φως.

Παρόλο που το φως χρειάζεται

δισεκατομμύρια χρόνια
για να φτάσει σ' εμάς,

μεταφέρει έξι μοναδικά μηνύματα,
που όταν είναι μαζί

μπορούν να αποκαλύψουν εκπληκτικές
πληροφορίες στους αστρονόμους

που ξέρουν πώς να τις αναζητήσουν.

Όπως το ηλιακό φως διασπάται
στο γνωστό ουράνιο τόξο,

η διάσπαση του φωτός μακρινών αντικειμένων

αποκαλύπτει γκάμα χρωμάτων
ανάλογα με την πηγή προέλευσης,

Αυτός ο γραμμοκώδικας μπορεί να
αποκαλύψει όχι μόνο τη σύνθεση

ενός αντικειμένου, αλλά και τη θερμοκρασία
και την πίεση των μερών του.

Μπορούμε να ανακαλύψουμε
πολλά ακόμη από το φως.

Αν έχετε σταθεί σε πλατφόρμα τραίνου,
μπορεί να παρατηρήσατε

ότι το τραίνο ακούγεται διαφορετικά
ανάλογα με την κατεύθυνσή του

με την ένταση να ανεβαίνει
όταν πλησιάζει

και να μειώνεται όταν απομακρύνεται.

Αυτό δεν συμβαίνει διότι ο οδηγός του
δοκιμάζει νέες ταχύτητες.

Πρόκειται για το φαινόμενο Ντόπλερ,
όπου τα ηχητικά κύματα

που προκαλούνται από αντικείμενο
που πλησιάζει, συμπιέζονται,

ενώ εκείνα από αντικείμενο
που απομακρύνεται, διαστέλλονται.

Τι σχέση έχει όμως αυτό
με την αστρονομία;

Ο ήχος δεν ταξιδεύει σε κενό.

Στο διάστημα κανείς δεν ακούει,
αν φωνάξετε!

Το φαινόμενο Ντοπλερ ισχύει για το φως
που η πηγή του απομακρύνεται ταχύτατα.

Αν κινείται προς εμάς, το μικρότερο μήκος
κύματος θα δείχνει το φως πιο μπλε.

Ενώ το φως από πηγή που απομακρύνεται

θα έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος,
προς το κόκκινο.

Η ανάλυση της χρωματικής διάταξης
στη μετατόπιση Ντόπλερ του φωτός

από ένα αντικείμενο που παρατηρούμε
με τηλεσκόπιο, μας μαθαίνει από

τι αποτελείται, τι θερμοκρασία έχει,
σε τι πίεση βρίσκεται,

όπως και αν κινείται, σε ποια κατεύθυνση
και με ποια ταχύτητα.

Αυτές οι έξι μετρήσεις,
όπως τα έξι σημεία του φωτός,

αποκαλύπτουν την ιστορία
του σύμπαντος.

Ο Έντουιν Χαμπλ μελέτησε πρώτος
το φως από μακρινούς γαλαξίες

και το φως που μελέτησε μετατοπιζόταν
προς το κόκκινο.

Όλοι οι μακρινοί γαλαξίες
απομακρύνονταν από εμάς,

και όσο πιο μακριά ήταν,
τόσο ταχύτερα απομακρύνονταν.

Ο Χαμπλ είχε ανακαλύψει ότι
το σύμπαν διαστέλλεται,παρέχοντας

τις πρώτες αποδείξεις
της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης.

Παράλληλα με την ιδέα
ότι το ορατό σύμπαν

διευρύνεται σταθερά από ένα
συμπυκνωμένο σημείο,

μια από τις σπουδαιότερες
προβλέψεις της θεωρίας,

είναι ότι το πρώιμο σύμπαν αποτελούνταν
μόνο από δυο αέρια:

υδρογόνο και ήλιο,
σε αναλογία τρία προς ένα.

Η πρόβλεψη αυτή μπορεί
να δοκιμαστεί με το φως.

Η παρατήρηση και διάσπαση του φωτός
από μακρινό και ήσυχο σημείο του σύμπαντος

φέρει τις υπογραφές των δύο αυτών αερίων
στις παραπάνω ακριβώς αναλογίες.

Ένας ακόμη θρίαμβος της Μεγάλης Έκρηξης.

Μένουν ωστόσο αρκετά ερωτήματα.

Αν και ξέρουμε ότι το ορατό
σύμπαν διαστέλλεται,

η βαρύτητα θα έπρεπε να βάζει τροχοπέδη.

Πρόσφατες, όμως, μετρήσεις του φωτός
από μακρινά αστέρια που σβήνουν,

δείχνουν ότι είναι
πιο μακριά από τις προβλέψεις.

Η διαστολή επομένως του σύμπαντος
επιταχύνεται.

Κάτι φαίνεται να το πιέζει,

και πολλοί επιστήμονες πιστεύουν
ότι είναι η σκοτεινή ενέργεια,

από την οποία αποτελούνται τα 2/3
του σύμπαντος και το συντρίβει.

Η γνώση μας για τη συμπεριφορά της ύλης
και η ακρίβεια των εργαλείων μας

σημαίνουν ότι η απλή παρατήρηση μακρινών
αστέρων λέει περισσότερα για το σύμπαν

από αυτά που νομίσαμε.

Υπάρχουν όμως και άλλα μυστήρια,
όπως η φύση της σκοτεινής ύλης

στην οποία χρειάζεται
να χυθεί αρκετό φως ακόμη.