«Βρίσκοντας τη θέση μας στο σύμπαν» του Hélène Courtois
(Εικόνα: © MIT Press)
Το πρόσφατα μεταφρασμένο βιβλίο "Βρίσκοντας τη θέση μας στο Σύμπαν, "έξω σήμερα (21 Μαΐου), περιγράφει πώς οι επιστήμονες ανακάλυψαν τον τεράστιο υπερκαλλιεργητή γαλαξιών που περιέχει τον Γαλαξία - χρησιμοποιώντας προσεκτικούς υπολογισμούς για να αποκαλύψουμε το περίπλοκο, φτερωτό σχήμα του supercluster.
Το 2014, ο Γάλλος αστροφυσικός Hélène Courtois ήταν μέρος μιας ερευνητικής ομάδας που ανακάλυψε το supercluster, το οποίο είναι γνωστό ως Λανιάκα ("ανυπολόγιστος παράδεισος" στα Χαβάης). Η Laniakea έχει διάμετρο πάνω από 500 εκατομμύρια έτη φωτός και περιέχει περίπου 100.000 γαλαξίες, από τους οποίους ο πιο φωτεινός είναι ο δικός μας Γαλαξίας. Αυτοί οι γαλαξίες φαίνεται να κινούνται προς αυτό που είναι γνωστό ως «Μεγάλος Ελκυστήρας», μια αόρατη δύναμη 160.000 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά που τραβάει γαλαξίες μέσα στη Λανιακά προς αυτό αναπόφευκτα.
Για να προσδιοριστεί η έκταση της Lanaikea, η ερευνητική ομάδα μέτρησε την απόσταση από τη Γη σε άλλους γαλαξίες και στη συνέχεια μέτρησε την κίνηση κάθε γαλαξία λόγω της βαρυτικής έλξης άλλων αντικειμένων. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ορισμένοι γαλαξίες τείνουν να κινούνται προς τη μία κατεύθυνση, άλλοι προς την άλλη - αλλά καθώς κάθε γαλαξίας κινείται προς ένα σημείο που ονομάζεται Μεγάλος Ελκυστήρας, υπάρχει ένα εξωτερικό όριο ακόμη και για κάτι τόσο μεγάλο όσο η Λανάικα. Από το 2014, γνωρίζουμε πού βρίσκεται αυτό το εξωτερικό όριο. Τώρα που έχει αναγνωριστεί η Laniakea, ο Courtois επικεντρώνεται στην εύρεση των αιτίων μιας συνεχιζόμενης, ταχείας επέκτασης των γαλαξιών.
Ο Courtois, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Claude Bernard Lyon 1 στη Γαλλία, έγραψε ένα γαλλικό απολογισμό για την ανακάλυψη της Laniakea το 2016. Τώρα, το MIT Press δημοσίευσε μια αγγλική έκδοση με τίτλο "Finding Our Place in the Universe". Το βιβλίο περιγράφει το ταξίδι του Courtois ως αστροφυσικού, ενώ ταυτόχρονα αφηγείται την ιστορία περισσότερων από δύο δεκαετιών εργασίας που κατέληξε στην ανακάλυψη της Laniakea. Είναι ένας προσβάσιμος και ελκυστικός τόμος, ελαφρύς σε εξισώσεις αλλά γεμάτος με προσωπικά ανέκδοτα. Το Space.com επικοινωνήθηκε πρόσφατα με τον Courtois για να συζητήσει την αναζήτηση της Laniakea, τι συμβαίνει τώρα και γιατί η επιστήμη δεν πρέπει ποτέ να είναι επίσημη.
Space.com: Γιατί επιλέξατε να πείτε την ιστορία της ανακάλυψης της Λανιακά ως αναζήτηση;
Hélène Courtois: Μου αρέσει η αφήγηση. Όταν παρακολουθούσα μια διάλεξη ως φοιτητής, μου άρεσε πολύ όταν το άτομο θα το έκανε να ακούγεται σαν ιστορία. Σκέφτηκα ότι ήταν καλύτερο να δώσω την ιστορία στον τρόπο που την έζησα εγκαίρως, παρά να δώσω ένα κεφάλαιο για το πώς κάνεις αστροστατιστική, πώς κάνεις παρατήρηση, πώς κάνεις…
Είναι λίγο λιγότερο κοινό, ίσως, να το κάνουμε με αυτόν τον τρόπο. Έτσι ήμουν πρόθυμος να το δοκιμάσω ως ιστορία.
Space.com: Αναφέρετε στην αρχή του βιβλίου ότι σε ορισμένες περιπτώσεις εγκαταλείψατε τη μαθηματική ακρίβεια ή την πολύ ακριβή επιστήμη για να είναι κατανοητή. Γιατί πήρες αυτήν την απόφαση;
Courtois: Ήταν εύκολο για μένα να λάβω αυτήν την απόφαση, γιατί, στην πραγματικότητα, μου αρέσει να μιλάω στο ευρύ κοινό για την επιστήμη. Κατάλαβα πολύ γρήγορα ότι δεν χρειάζεστε εξισώσεις, στην πραγματικότητα, εάν δίνετε στους ανθρώπους μια αίσθηση της φυσικής. Σε μένα, τα μαθηματικά είναι μια γλώσσα, έτσι μπορώ να εξηγήσω τα πράγματα χρησιμοποιώντας τα μαθηματικά, αλλά μπορώ επίσης να εξηγήσω τα ίδια πράγματα χρησιμοποιώντας λέξεις. Τα μαθηματικά είναι απλά μια άλλη γλώσσα που σας επιτρέπει να πάρετε μερικές πιο αφηρημένες έννοιες, αλλά δεν τις χρειάζεστε για να κατανοήσετε τη μεγάλη εικόνα μιας ιστορίας.
Μου αρέσει να εξηγώ αυτήν την επιστήμη σε ένα 6χρονο παιδί, έναν έφηβο και σε κάποιον που γνωρίζει ήδη πολλά πράγματα - και μπορώ να προσαρμοστώ.
Space.com: Επισημαίνετε τις unheralded γυναίκες στην ιστορία της αστροφυσικής σε όλο το βιβλίο. Πιστεύετε ότι η αστροφυσική έχει εκτιμήσει περισσότερο τις συνεισφορές των γυναικών στη ζωή σας;
Courtois: Στη Γαλλία, μόνο το 9% των καθηγητών φυσικής σωματιδίων ή αστροφυσικής είναι γυναίκες, ενώ στην είσοδο του πανεπιστημίου, το 25% των κοριτσιών στη φυσική. Πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον 25% πλήρεις καθηγητές γυναικών. Η ιδέα μου να επισημάνω τις γυναίκες αστρονόμους ήταν να δείξω ότι είναι δυνατό. Δεν ήταν πραγματικά να κάνω μεγάλη υπόθεση, γιατί οι άντρες συνάδελφοί μου είναι supernice, supercool. Τους αγαπώ. Δεν έχουμε προβλήματα. Αλλά δεν βλέπουμε αρκετά κορίτσια στο STEM. Και δεν ξέρω πραγματικά γιατί. ... Δεν είναι πρόβλημα μεταξύ κοριτσιών και αγοριών. Είναι κάτι άλλο.
Space.com: Ένα άλλο θέμα του βιβλίου σας είναι ότι η επιστήμη είναι μια διαδικασία συνεχούς ανακάλυψης και μάθησης και ότι είστε πρόθυμοι να αλλάξετε γνώμη καθώς αναδύονται νέα δεδομένα. Γιατί επιλέξατε να το τονίσετε αυτό;
Courtois: Όταν οι μαθητές έρχονται σε εμένα για να κάνουν πρακτική άσκηση, νομίζουν ότι θα τους δώσω ένα πολύ συγκεκριμένο θέμα και ότι ξέρω τι θα κάνουν Εβδομάδα 1, Εβδομάδα 2, Εβδομάδα 3, Εβδομάδα 4.… Τους λέω ότι θα τους δώσω μια ερώτηση , και πρόκειται να εργαστούμε για αυτό το ζήτημα, και στο τέλος των 2-3 μηνών, θα έχουμε περισσότερες ερωτήσεις από ό, τι στην αρχή. Αλλά είναι τόσο χαρούμενοι, γιατί όσο περισσότερες ερωτήσεις έχετε σημαίνει ότι βρήκατε λίγο την απάντηση στο δρόμο και η ερώτηση γίνεται όλο και πιο ενδιαφέρουσα. Η πρώτη ερώτηση είναι μερικές φορές πολύ ευρεία, αλλά τότε είναι όλες οι μικρές ερωτήσεις που είναι οι πιο ενδιαφέρουσες. Ήθελα να το εξηγήσω αυτό.
Space.com: Λοιπόν, για να φτάσετε στην επιστήμη του βιβλίου, η ανακάλυψή σας για το supercluster μας εξαρτάται από κάτι που ονομάζεται Great Ελκυστήρας. Τι είναι αυτό?
Courtois: Το Great Attractor είναι ένα μέρος στο σύμπαν, όχι πολύ μακριά από εμάς. Όλοι οι γαλαξίες [στο supercluster μας], συμπεριλαμβανομένου του δικού μας, συγκλίνουν προς αυτή την κατεύθυνση. Αλλά είναι ένα μέρος που δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε. [Ο Μεγάλος Ελκυστήρας βρίσκεται στη «Ζώνη Αποφυγής», στην οποία μια αφθονία αερίου και σκόνης καθιστά αδύνατο να δει τίποτα.] Για παράδειγμα, [φανταστείτε ότι] θέλετε να κοιτάξετε στο σαλόνι του γείτονά σας επειδή είναι πολύ ενδιαφέρον - αλλά έχετε ένα δέντρο μπροστά από το παράθυρό σας, οπότε δεν μπορείτε να παρατηρήσετε το σαλόνι απευθείας. Είναι λίγο ενοχλητικό. Το ονομάζουμε το μεγάλο ελκυστικό γιατί οι γαλαξίες κινούνται πολύ γρήγορα προς αυτή την κατεύθυνση.
Μερικές φορές οι άνθρωποι με ρωτούσαν πού μπορώ να κοιτάξω με τα κιάλια ή το τηλεσκόπιο μου για να δω τη Λανιάκα. Και θα τους έλεγα ότι είναι παντού γύρω σου - Βόρειο Ημισφαίριο, Νότιο Ημισφαίριο. Αν θέλετε να κοιτάξετε τη Λανιακά, είναι το πιο δύσκολο να το βρείτε, γιατί είμαστε μέσα σε αυτό.
Space.com: Συζητάτε επίσης μια ιδέα που ονομάζεται «ιδιαίτερη ταχύτητα». Ποιες είναι οι ιδιαίτερες ταχύτητες και πώς βοήθησαν στην αναγνώριση της Laniakea;
Courtois: Οι ιδιαίτερες ταχύτητες είναι οι ταχύτητες των γαλαξιών που οφείλονται στη βαρύτητα. Η μάζα προσελκύει μια άλλη μάζα. Η ιδιότυπη ταχύτητα είναι η ταχύτητα που οφείλεται στη μάζα που κατανέμεται γύρω από έναν γαλαξία στο σύμπαν. Και πρέπει να είμαστε προσεκτικοί, επειδή το σύμπαν επεκτείνεται - αλλά δεν είναι πραγματική ταχύτητα όταν ένας γαλαξίας απομακρύνεται από έναν άλλο γαλαξία λόγω επέκτασης.
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα καρό τραπεζομάντιλο στο καφενείο μπιστρό και έχετε δύο πίντες μπύρας που κάθεται στο τραπεζομάντιλο, και αν τεντώσετε το τραπεζομάντιλο, έτσι ώστε όλα τα τετράγωνα να επεκταθούν και οι δύο πίντες θα φύγουν το ένα από το άλλο γιατί τεντώνετε το τραπεζομάντιλο. Αυτό είναι επέκταση - αλλά στην πραγματικότητα δεν μας ενδιαφέρει. Είναι πολύ εύκολο να αφαιρέσετε αυτήν την ταχύτητα, επειδή απλώς επεκτείνεται ο χωροχρόνος του πλέγματος. Στην πραγματικότητα δεν είναι φυσική ταχύτητα. Αλλά με τις δύο μπύρες μπύρας, έχουν μια μάζα και θέλουν να γίνουν πιο κοντά ο ένας στον άλλο, έτσι προσελκύονται. Θέλουμε να μετρήσουμε αυτήν την πολύ μικρή ταχύτητα έλξης - αυτή είναι η περίεργη ταχύτητα. [Οι ερευνητές υπολόγισαν τις ιδιότυπες ταχύτητες για κάθε γαλαξία στον υπερμεγέθη μας σε σχέση με τη Γη. Όπως σημείωσαν οι ερευνητές όταν ανακοινώνετε τη Laniakea, "ένας χάρτης με ιδιαίτερες ταχύτητες μπορεί να μεταφραστεί σε έναν χάρτη της κατανομής της ύλης." Αυτό έκαναν για να ανακαλύψουν την έκταση της Λανιάκας.]
Γράφοντας το βιβλίο, σκεφτόμουν ότι έπρεπε να γράψω «βαρυτική ταχύτητα», αλλά η ιδιότυπη ταχύτητα είναι ο όρος που χρησιμοποιούμε στην επιστήμη.
Space.com: Ποιο είναι το πιο συναρπαστικό πράγμα στον ορίζοντα για την έρευνά σας;
Courtois: Όταν βρίσκετε μόνο ένα supercluster, φυσικά, υπάρχει μια ερώτηση - είμαστε σωστοί ή κάνουμε λάθος; Βρήκαμε τώρα 10 superclusters, οπότε είμαστε πολύ σίγουροι ότι αυτό που κάνουμε είναι σωστό.
Τώρα, το μεγάλο ερώτημα που έχω με την ομάδα μου είναι: Τι είναι η βαρύτητα, και γιατί οι γαλαξίες σε άλλους υπερκαυστήρες πετούν τόσο γρήγορα; Ίσως χρειαστεί να αλλάξουμε τη γλώσσα του τρόπου με τον οποίο περιγράφουμε την ταχύτητα - ίσως χρειαστεί να αλλάξουμε τις εξισώσεις της βαρύτητας.
Προς το παρόν, το 50% των φυσικών πιστεύουν ότι πρέπει να αναζητήσουμε αόρατη ύλη. Δεν το λέω ποτέ "σκοτεινή ύλη, "γιατί αν ήταν σκοτεινό, θα μπορούσαμε να το δούμε. Όχι μόνο θέλουμε να κατανοήσουμε τη βαρύτητα, αλλά θέλουμε να κατανοήσουμε την επιτάχυνση της επέκτασης των γαλαξιών. Πάντα λέω επιτάχυνση της επέκτασης αντί για" σκοτεινή ενέργεια "επειδή δεν είναι σκοτεινή - αν ήταν σκοτεινή ενέργεια, θα το δούμε. Προς το παρόν, ο καλύτερος όρος είναι η επιτάχυνση της επέκτασης.
Space.com: Προς το τέλος του βιβλίου, λέτε, "Η επιστήμη δεν είναι επίσημη." Επεκτείνετε το θέμα.
Courtois: Μπορείτε να είστε ευτυχείς κάνοντας αυτή τη δουλειά. Οι άνθρωποι πιστεύουν ότι η επιστήμη είναι τόσο σοβαρή, και δεν είναι ο τρόπος που ζω τη δουλειά μου, και δεν είναι ο τρόπος που οι συνάδελφοί μου ζουν τη δουλειά τους. Ο συνάδελφός μου Brent Tully, στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης, λέει ότι «παίζουμε σοβαρά». Το σύμπαν είναι τόσο όμορφο και καταλαβαίνω πώς συνδυάζεται αυτή η ομορφιά - είναι παιχνιδιάρικο, χαρούμενο, μεγάλη ευτυχία που κάνει επιστήμη.
Εάν καταλαβαίνετε κάτι και μένει στο συρτάρι σας, είναι το ίδιο με το να μην το καταλαβαίνετε αν είναι μόνο για εσάς. Αν πεθάνεις, δεν είναι νέα γνώση για την ανθρωπότητα. Ο μόνος τρόπος για να προχωρήσει η επιστήμη είναι να πεις σε όλους!
Αυτή η συνέντευξη έχει επεξεργαστεί για μεγάλη διάρκεια και σαφήνεια. Μπορείς αγοράστε "Εύρεση της θέσης μας στο σύμπαν" στο Amazon.com.
- Αυτός ο τρισδιάστατος χάρτης με 1,7 δισεκατομμύρια αστέρια στον Γαλαξία μας είναι ο καλύτερος ποτέ
- Γνωρίστε το Hyperion: Colossal Supercluster στο Early Universe
- Ταπετσαρία Supercluster of Galaxies Space
