Καθώς οι μηχανικοί και οι τεχνικοί εργάζονται επιμελώς για τη διάγνωση και την ανάπτυξη μιας λύσης (στην καλύτερη περίπτωση) ή για την επίλυση (στη χειρότερη περίπτωση) των πρόσφατων ζητημάτων γυροσκοπίου στο Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble, μας δίνει μια στιγμή να ελέγξουμε και να αναλογιστούμε μερικά από τα μεγαλύτερα κατορθώματά του επιστήμη. Μην ανησυχείτε, ότι αυτό το υπέροχο παρατηρητήριο στον ουρανό δεν θα πάει πουθενά σύντομα (όσο θα θέλαμε μια αναβάθμιση ή αντικατάσταση), ώστε να μπορούμε να προσβλέπουμε με βεβαιότητα σε πολλά ακόμη χρόνια αστρονομικού μεγαλείου. Αλλά το Hubble λειτουργεί εδώ και τρεις δεκαετίες περίπου. τι συνέβαλε στο άθροισμα της ανθρώπινης γνώσης του σύμπαντος;
Η απάντηση: πολλά. Και σήμερα θα κάνω ένα μόνο από τα σημαντικότερα σημεία.
Η μέτρηση μακρινών αποστάσεων σε πολύ μακριά πράγματα στο διάστημα δεν είναι εύκολη υπόθεση. Αποδεικνύεται ότι το να λέμε κάτι οδυνηρό όπως «ο γαλαξίας Andromeda απέχει περίπου 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός» είναι πραγματικά πολύ δύσκολο να επιλυθεί στο πίσω μέρος. Οι σύγχρονες αστρονομικές μετρήσεις βασίζονται σε ένα σύνολο αλληλεπικαλυπτόμενων, αλληλοσυνδεόμενων τεχνικών που λειτουργούν σταθερά προς τα έξω σε ολοένα και μεγαλύτερες αποστάσεις από το φεγγάρι έως την άκρη του παρατηρήσιμου Σύμπαντος.
Μία από τις βασικές άγκυρες σε αυτήν τη λεγόμενη «κοσμική απόσταση από τη σκάλα» (επειδή είναι σαν μια σκάλα αποστάσεων από τον Κόσμο) είναι ένα παράξενο αστρονομικό αντικείμενο γνωστό ως μεταβλητές Cepheid. Ονομάστηκαν για τον βασιλικό αστερισμό όπου ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά, αυτά τα αστέρια έχουν μια πολύ περίεργη και πολύ χρήσιμη ιδιότητα: παλμών.
Μέσα σε λίγες μέρες, αυτά τα αστέρια θα αυξάνονται σταθερά πιο φωτεινά και πιο αμυδρό, περνώντας μέσα σε ένα κανονικό, επαναλαμβανόμενο, αξιόπιστο μοτίβο. Και στις αρχές της δεκαετίας του 1900, ένας θαυμάσιος προικισμένος αστρονόμος με το όνομα Henrietta Swan Leavitt ανακάλυψε ότι αυτές οι μεταβλητές του Cepheid δεν είναι απλώς βαρετές μεταβλητές - είναι ενδιαφέροντα μεταβλητές. Υπάρχει μια πολύ περίεργη σχέση μεταξύ του πόσο γρήγορα αυτά τα αστέρια κυκλώνονται πιο φωτεινά / πιο αμυδρό και πόσο εγγενώς είναι φωτεινά (στην ορολογία της αστρονομίας αυτό είναι γνωστό ως φωτεινότητα).
Και αν γνωρίζετε πόσο φωτεινό είναι κάτι, μπορείτε να υπολογίσετε την απόσταση. Σκεφτείτε το για λίγο μαζί μου για να συνειδητοποιήσετε πόσο φοβερό είναι αυτό. Βγείτε απόψε και δείτε ένα τυχαίο αστέρι. Πόσο μακριά είναι; Κάντε μια τυχαία εκτίμηση. Αναζητήστε ένα φωτεινότερο αστέρι. Είναι αυτό το φωτεινότερο αστέρι φωτεινότερο επειδή είναι πιο κοντά; Ή είναι πιο φωτεινό γιατί… απλά, ξέρετε, πιο φωτεινό; Είναι ένας σκληρός παζλ που ενοχλούσε ακόμη και τιτάνες σκέψης όπως ο Νεύτωνας.
Αλλά αν γνωρίζατε τη φωτεινότητα (την πραγματική φωτεινότητα) αυτών των αστεριών, τότε θα μπορούσατε να ξέρετε με βεβαιότητα ποια ήταν πιο μακριά και ποια ήταν πιο κοντά. Για κάθε αστέρι θα μπορούσατε να συγκρίνετε το αληθής φωτεινότητα έως τη φωτεινότητα που μετράτε στον ουρανό, κάντε λίγο αλλά τριγωνομετρία γυμνασίου και θα γνωρίζετε την απόσταση από αυτά τα αστρικά κτήρια.
Αυτό είναι δύσκολο να γίνει με οποιοδήποτε παλιό αστέρι, γιατί είναι δύσκολο να γνωρίζουμε την πραγματική τους φωτεινότητα. Αλλά ευτυχώς το Cepheids δεν είναι απλώς κάποιο παλιό αστέρι. Επειδή μπορείτε να μετρήσετε την παραλλαγή τους και ότι η παραλλαγή συνδέεται άμεσα με τη φωτεινότητά τους, μπορείτε να εντοπίσετε τις αποστάσεις τους με (σχετική) ευκολία.
Ήταν με τον Cepheids που ο Edwin Hubble ανακάλυψε για πρώτη φορά ότι ο γαλαξίας Andromeda είναι α) ο δικός του γαλαξίας και β) πολύ μακριά, ανοίγοντας το πρώτο μας μεγάλο άλμα στην ευρύτερη κοσμολογική σκηνή. Και τώρα ξέρετε γιατί το Χαμπλ (το Διαστημικό Τηλεσκόπιο) πήρε το όνομά του από το Χαμπλ (το άτομο). Αλλά το Cepheids μπορεί να μας οδηγήσει μόνο μέχρι τώρα. Πρέπει ακόμη να παρατηρήσετε ένα μεμονωμένο αστέρι και να έχετε ένα αρκετά ευαίσθητο τηλεσκόπιο για να καταγράψετε την παραλλαγή με την πάροδο του χρόνου. Αυτό δεν είναι εύκολο κατόρθωμα και γίνεται πολύ πιο δύσκολο όσο πιο μακριά.
Για να φτάσουμε στις πραγματικά τεράστιες κοσμολογικές αποστάσεις που γνωρίζουμε και αγαπάμε σήμερα, στραφούμε σε άλλες τεχνικές. Αλλά αυτές οι τεχνικές (ας πούμε, κοιτάζοντας ορισμένα είδη σουπερνόβα) δεν είναι καλές σε κοντινή απόσταση, οπότε το Cepheids παρέχει το κρίσιμο σημείο αγκύρωσης για να φτάσετε στα… καλά, αστέρια.
Και εδώ είναι που το Χαμπλ παρέδωσε με μεγάλο τρόπο. Το Hubble είναι ένα μεγάλο τηλεσκόπιο, που σημαίνει ότι μπορεί να δει πολύ μακριά Cepheids. Και είναι στο διάστημα, οπότε δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την ενοχλητική ατμόσφαιρα από το να χαλάσει τις μετρήσεις του. Με αυτά τα πλεονεκτήματα και τις άλλες εξελίξεις, οι αστρονόμοι μπορούμε να καθορίσουμε τις αποστάσεις σε τρεις δωδεκάδες γαλαξίες έως και 65 εκατομμύρια έτη φωτός, με πολλαπλές μετρήσεις Cepheid ανά γαλαξία για να τις κλειδώσουμε πραγματικά.
Αυτό το μοναδικό αποτέλεσμα ενίσχυσε την κατανόησή μας για τις κοσμικές αποστάσεις, βοηθώντας μας να μάθουμε περισσότερα για τα πάντα, από την ιστορία του κόσμου μας έως τη φύση της σκοτεινής ενέργειας. Και ήταν απλώς ένα μικρό κομμάτι αυτού που έχει επιτευχθεί με το Χαμπλ.
Διαβάστε περισσότερα: "Τελικά αποτελέσματα από το βασικό έργο διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble για τη μέτρηση της σταθεράς Hubble"
