Ο νυχτερινός ουρανός, είναι ο νυχτερινός ουρανός, είναι ο νυχτερινός ουρανός. Οι αστερισμοί που μάθατε ως παιδί είναι οι ίδιοι αστερισμοί που βλέπετε σήμερα. Οι αρχαίοι άνθρωποι αναγνώρισαν αυτούς τους ίδιους αστερισμούς. Α, σίγουρα, μπορεί να μην είχαν το ίδιο όνομα για αυτό, αλλά ουσιαστικά, βλέπουμε αυτό που είδαν.
Όταν όμως βλέπεις κινούμενα σχέδια των γαλαξιών , ειδικά καθώς μαζεύονται και συγκρούονται, βλέπεις τα αστέρια να βουίζουν τριγύρω σαν θυμωμένες μέλισσες. Γνωρίζουμε ότι τα αστέρια μπορούν να έχουν κινήσεις, και όμως, δεν τα βλέπουμε να κινούνται;
Πόσο γρήγορα κινούνται και θα μπορέσουμε ποτέ να το πούμε;
Τα αστέρια, φυσικά, κινούνται. Απλώς οι αποστάσεις είναι τόσο μεγάλες που είναι πολύ δύσκολο να τις ξεχωρίσεις. Όμως οι αστρονόμοι μελετούν τη θέση τους εδώ και χιλιάδες χρόνια. Η παρακολούθηση της θέσης και των κινήσεων των αστεριών είναι γνωστή ως αστρομετρία.
Ανιχνεύουμε την ιστορία της αστρομετρίας πίσω στο 190 π.Χ., όταν ο αρχαίος Έλληνας αστρονόμος Ίππαρχος δημιούργησε για πρώτη φορά έναν κατάλογο με τα 850 φωτεινότερα αστέρια στον ουρανό και τη θέση τους. Ο μαθητής του Πτολεμαίος ακολούθησε τις δικές του παρατηρήσεις του νυχτερινού ουρανού, δημιουργώντας το σημαντικό έγγραφό του: την Αλμαγέστη.
Έντυπη απόδοση ενός γεωκεντρικού κοσμολογικού μοντέλου από την Cosmographia, Αμβέρσα, 1539. Credit: Wikipedia Commons/Fastfission
Στο Almagest, ο Πτολεμαίος παρουσίασε τη θεωρία του για ένα Σύμπαν με επίκεντρο τη Γη, με τη Σελήνη, τον Ήλιο, τους πλανήτες και τα αστέρια σε ομόκεντρες κρυστάλλινες σφαίρες που περιστρέφονταν γύρω από τον πλανήτη. Έκανε λάθος για το Σύμπαν, φυσικά, αλλά οι χάρτες και οι πίνακές του ήταν απίστευτα ακριβείς, μετρώντας τη φωτεινότητα και τη θέση περισσότερων από 1.000 αστεριών.
Χίλια χρόνια αργότερα, ο Άραβας αστρονόμος Abd al-Rahman al-Sufi ολοκλήρωσε μια ακόμη πιο λεπτομερή μέτρηση του ουρανού χρησιμοποιώντας έναν αστρολάβο.
Ένας από τους πιο διάσημους αστρονόμους στην ιστορία ήταν ο Δανός Tycho Brahe. Ήταν διάσημος για την ικανότητά του να μετράει τη θέση των αστεριών και κατασκεύασε απίστευτα ακριβή όργανα για την ώρα να κάνει τη δουλειά. Μέτρησε τις θέσεις των αστεριών με ακρίβεια 15 έως 35 δευτερολέπτων του τόξου. Απλά για σύγκριση, μια ανθρώπινη τρίχα, κρατημένη σε απόσταση 10 μέτρων έχει πλάτος ένα δευτερόλεπτο τόξου.
Επίσης, πρέπει να σας ενημερώσω ότι ο Μπράχε είχε ψεύτικη μύτη. Έχασε το δικό του σε μια μονομαχία, αλλά έκανε αντικατάσταση ορείχαλκου.
Το 1807, ο Friedrich Bessel ήταν ο πρώτος αστρονόμος που μέτρησε την απόσταση από ένα κοντινό αστέρι 61 Cygni. Χρησιμοποίησε την τεχνική της παράλλαξης, μετρώντας τη γωνία ως προς το αστέρι όταν η Γη βρισκόταν στη μία πλευρά του Ήλιου, και στη συνέχεια μετρώντας την ξανά 6 μήνες αργότερα, όταν η Γη ήταν στην άλλη πλευρά.
Με την τεχνική της παράλλαξης, οι αστρονόμοι παρατηρούν ένα αντικείμενο στα αντίθετα άκρα της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ήλιο για να μετρήσουν με ακρίβεια την απόστασή του. Credit: Alexandra Angelich, NRAO/AUI/NSF.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, αυτό το σχετικά πιο κοντινό αστέρι κινείται ελαφρώς εμπρός και πίσω στο πιο μακρινό φόντο του γαλαξία.
Και τους επόμενους δύο αιώνες, άλλοι αστρονόμοι βελτίωσαν περαιτέρω αυτήν την τεχνική, βελτιώνοντας όλο και περισσότερο την απόσταση και τις κινήσεις των αστεριών.
Αλλά για να παρακολουθήσουμε πραγματικά τις θέσεις και τις κινήσεις των αστεριών, έπρεπε να πάμε στο διάστημα. Το 1989, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος εκτόξευσε την αποστολή Hipparcos, που πήρε το όνομά του από τον Έλληνα αστρονόμο για τον οποίο μιλήσαμε νωρίτερα. Η δουλειά του ήταν να μετρήσει τη θέση και την κίνηση των κοντινών αστεριών στον Γαλαξία. Κατά τη διάρκεια της αποστολής του, ο Hipparcos μέτρησε με ακρίβεια 118.000 αστέρια και παρείχε χονδρικούς υπολογισμούς για άλλα 2 εκατομμύρια αστέρια.
Αυτό ήταν χρήσιμο, και οι αστρονόμοι βασίζονται σε αυτό από τότε, αλλά έχει φτάσει κάτι καλύτερο και το όνομά του είναι Γαία.
Πίστωση: ESA / ATG medialab; Πίστωση ιστορικού: ESO / S. Ο Μπρουνιέ
Το Gaia in της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, που εκτοξεύτηκε τον Δεκέμβριο του 2013, βρίσκεται στη διαδικασία χαρτογράφησης ενός δισεκατομμυρίου αστεριών στον Γαλαξία μας. Αυτό είναι δισεκατομμύριο, με ένα Β, και αντιπροσωπεύει περίπου το 1% των αστεριών στον γαλαξία. Το διαστημόπλοιο θα παρακολουθεί την κίνηση 150 εκατομμυρίων αστεριών, λέγοντάς μας πού πάνε όλα με την πάροδο του χρόνου. Θα είναι ένα επίτευγμα που λύνει το μυαλό. Ο Ίππαρχος θα ήταν περήφανος.
Με τις πιο ακριβείς μετρήσεις, που λαμβάνονται κάθε χρόνο, μπορούν πράγματι να υπολογιστούν οι κινήσεις των αστεριών. Αν και δεν είναι αρκετά για να τα δει κανείς με γυμνό μάτι, κατά τη διάρκεια χιλιάδων και δεκάδων χιλιάδων ετών, οι θέσεις των αστεριών αλλάζουν δραματικά στον ουρανό.
Τα γνωστά αστέρια της Μεγάλης Άρκτου, για παράδειγμα, κοιτούν πώς τα πάνε σήμερα. Αλλά αν πας μπροστά ή πίσω στο χρόνο , οι θέσεις των αστεριών φαίνονται πολύ διαφορετικές, και τελικά εντελώς αγνώριστες.
Όταν ένα αστέρι κινείται λοξά στον ουρανό, οι αστρονόμοι το ονομάζουν «σωστή κίνηση». Η ταχύτητα που κινείται ένα αστέρι είναι συνήθως περίπου 0,1 δευτερόλεπτο τόξου ανά έτος. Αυτό είναι σχεδόν ανεπαίσθητο, αλλά κατά τη διάρκεια των 2000 ετών, για παράδειγμα, ένα τυπικό αστέρι θα είχε μετακινηθεί στον ουρανό κατά περίπου μισή μοίρα ή κατά το πλάτος της Σελήνης στον ουρανό.
Ένα animation 20 ετών που δείχνει τη σωστή κίνηση του Barnard’s Star. Πίστωση: Steve Quirk, εικόνες στο δημόσιο τομέα.
Το αστέρι με την ταχύτερη σωστή κίνηση που γνωρίζουμε είναι το αστέρι του Barnard, που διασχίζει τον ουρανό με 10,25 δευτερόλεπτα τόξου το χρόνο. Την ίδια περίοδο του 2000, θα είχε μετακινηθεί 5,5 μοίρες, ή περίπου 11 φορές το πλάτος του χεριού σας. Πολύ γρήγορα.
Όταν ένα αστέρι κινείται προς ή μακριά από εμάς, οι αστρονόμοι ονομάζουν αυτή την ακτινική ταχύτητα. Αυτό το μετρούν υπολογίζοντας τη μετατόπιση doppler. Το φως από τα αστέρια που κινούνται προς εμάς μετατοπίζεται προς την μπλε πλευρά του φάσματος, ενώ τα αστέρια που απομακρύνονται από εμάς μετατοπίζονται με κόκκινο χρώμα.
Μεταξύ της σωστής κίνησης και της μετατόπισης στο κόκκινο, μπορείτε να λάβετε έναν ακριβή υπολογισμό για την ακριβή διαδρομή που κινείται ένα αστέρι στον ουρανό.
Πίστωση: ESA / ATG medialab
Γνωρίζουμε, για παράδειγμα, ότι το αστέρι νάνος Hipparcos 85605 κινείται γρήγορα προς το μέρος μας. Είναι 16 έτη φωτός μακριά αυτή τη στιγμή, αλλά στα επόμενα μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, θα πλησιάσει όσο 0,13 έτη φωτός μακριά, ή περίπου 8.200 φορές την απόσταση από τη Γη στον Ήλιο. Αυτό δεν θα μας προκαλέσει άμεσο αποτέλεσμα, αλλά η βαρυτική αλληλεπίδραση από το αστέρι θα μπορούσε να εκτοξεύσει ένα σωρό κομήτες από το σύννεφο του Oort και να τους στείλει προς το εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα.
Οι κινήσεις των αστεριών είναι αρκετά ήπιες, κινούνται μέσω των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων καθώς περιφέρονται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας. Υπάρχουν όμως και άλλα, πιο καταστροφικά γεγονότα που μπορούν να κάνουν τα αστέρια να κινούνται πολύ πιο γρήγορα στο διάστημα.
Όταν ένα δυαδικό ζεύγος αστεριών πλησιάσει πολύ την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, μπορεί κανείς να καταναλωθεί από τη μαύρη τρύπα. Το άλλο έχει τώρα την ταχύτητα, χωρίς την προστιθέμενη μάζα του συντρόφου του. Αυτό του δίνει ένα λάκτισμα υψηλής ταχύτητας. Περίπου μία φορά κάθε 100.000 χρόνια, ένα αστέρι εκτοξεύεται απευθείας από τον Γαλαξία από το γαλαξιακό κέντρο.
Ένα απατεώνα αστέρι που εκδιώκεται από έναν γαλαξία. Πίστωση: NASA, ESA και G. Bacon (STScI)
Μια άλλη κατάσταση μπορεί να συμβεί όταν ένα μικρότερο αστέρι περιφέρεται γύρω από έναν υπερμεγέθη σύντροφο. Με την πάροδο του χρόνου, το τεράστιο αστέρι φουσκώνει ως υπεργίγαντας και στη συνέχεια εκρήγνυται ως σουπερνόβα. Όπως μια πέτρα που απελευθερώνεται από μια σφεντόνα, το μικρότερο αστέρι δεν συγκρατείται πλέον στη θέση του από τη βαρύτητα και εκτοξεύεται στο διάστημα με απίστευτες ταχύτητες.
Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει αυτά τα αστέρια με υπερταχύτητα που κινούνται με 1,1 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα σε σχέση με το κέντρο του Γαλαξία μας.
Όλες οι μέθοδοι αστρικής κίνησης για τις οποίες μίλησα μέχρι τώρα είναι φυσικές. Μπορείτε όμως να φανταστείτε έναν μελλοντικό πολιτισμό που γίνεται τόσο ισχυρός που θα μπορούσε να κινήσει τα ίδια τα αστέρια;
Το 1987, ο Ρώσος αστροφυσικός Leonid Shkadov παρουσίασε μια τεχνική που θα μπορούσε να κινήσει ένα αστέρι σε τεράστια χρονικά διαστήματα. Κατασκευάζοντας έναν τεράστιο καθρέφτη και τοποθετώντας τον στη μία πλευρά ενός αστεριού, το ίδιο το αστέρι θα μπορούσε να λειτουργήσει σαν προωθητής.
Ένα παράδειγμα αστρικού κινητήρα που χρησιμοποιεί καθρέφτη και Dyson Swarm. Πίστωση: Vedexent στο Αγγλική Βικιπαίδεια (CC BY-SA 3.0)
Τα φωτόνια από το αστέρι θα αντανακλούσαν στον καθρέφτη, προσδίδοντας ορμή σαν ηλιακό πανί. Ο ίδιος ο καθρέφτης θα ήταν αρκετά μεγάλος ώστε η βαρύτητα του να προσελκύει το αστέρι, αλλά η ελαφριά πίεση από το αστέρι θα το εμπόδιζε να πέσει μέσα. Αυτό θα δημιουργούσε μια αργή αλλά σταθερή πίεση στην άλλη πλευρά του άστρου, επιταχύνοντάς το προς οποιαδήποτε κατεύθυνση ο πολιτισμός ήθελε.
Κατά τη διάρκεια μερικών δισεκατομμυρίων ετών, ένα αστέρι θα μπορούσε να μεταφερθεί σχεδόν οπουδήποτε επιθυμούσε ένας πολιτισμός εντός του γαλαξία που φιλοξενούσε.
Αυτός θα ήταν ένας αληθινός Πολιτισμός Τύπου III. Μια τεράστια αυτοκρατορία με τέτοια δύναμη και ικανότητα που μπορούν να αναδιατάξουν τα αστέρια σε ολόκληρο τον γαλαξία τους σε μια διαμόρφωση που βρίσκουν πιο χρήσιμη. Ίσως τακτοποιούν όλα τα αστέρια σε μια τεράστια σφαίρα, ή κάποιο είδος γεωμετρικού αντικειμένου, για να ελαχιστοποιήσουν τους χρόνους διέλευσης και επικοινωνίας. Ή ίσως είναι πιο λογικό να τα σπρώχνουμε όλα σε έναν καθαρό επίπεδο δίσκο.
Παραδόξως, οι αστρονόμοι έχουν πράγματι ψάξει για γαλαξίες σαν αυτόν. Θεωρητικά, ένας γαλαξίας υπό τον έλεγχο ενός Πολιτισμού Τύπου III θα πρέπει να είναι προφανής από το μήκος κύματος του φωτός που εκπέμπουν. Αλλά μέχρι στιγμής δεν έχει εμφανιστεί κανένας. Είναι όλοι φυσιολογικοί, φυσικοί γαλαξίες όσο μπορούμε να δούμε προς όλες τις κατευθύνσεις.
Για τις σύντομες ζωές μας, φαίνεται σαν να έχει παγώσει ο ουρανός. Τα αστέρια παραμένουν στην ακριβή τους θέση για πάντα, αλλά αν μπορούσατε να επιταχύνετε τον χρόνο, θα βλέπατε ότι όλα είναι σε κίνηση, όλη την ώρα, με αστέρια να κινούνται πέρα δώθε, σαν αεροπλάνα στον ουρανό. Χρειάζεται μόνο υπομονή για να το δεις.
Podcast (ήχος): Κατεβάστε (Διάρκεια: 11:07 — 3,8 MB)
Εγγραφείτε: Apple Podcasts | RSS
Podcast (βίντεο): Κατεβάστε (Διάρκεια: 11:11 — 145,3 MB)
Εγγραφείτε: Apple Podcasts | RSS