天体写真:Brad MooreによるNGC 3324

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宇宙が永遠に広がり、星がいっぱいあるとしたら、なぜ夜空が暗いのですか?これは古代から哲学者や科学者から寄せられてきた質問です。観察者が森に立っているときに木をあらゆる方向から見るように、無限の宇宙のすべての視線は星のきらめきで終わるはずです。最終結果は、天空の光で空が燃え上がるはずです。夜空が日中より明るくない場合でも、明るくなければならないだけでなく、それらすべての太陽からの熱が地球の海を沸騰させるのに十分でなければなりません!したがって、この記事に付随する印象的な写真に描かれている星空のシーンは、上のコスモスを見つめた場合と比較すると、星が欠けているように見えるはずです。

エドガーアレンポーは、1850年の作品「The Power of Words」でこのパズルについて熟考しました。彼は天の光によって放射される複合照明を「宇宙の黄金の壁」と呼びました。たとえば、森は背景の限界、つまり視線が木によって遮られる平均距離よりも遠くにあるため、森の観察者は木の画面を見ます。同様に、星で満たされた無限の宇宙の任意の点から、近くの星は、ビューのすべての平方インチが遠い太陽からの光で満たされるまで、遠く離れた星と重なり合う必要があります。

現在の推定では、オーストラリアの天文学者が2003年に行った調査に基づいて、宇宙の星の数は70億(70,000億)になっています。これは、地球のすべてのビーチと砂漠の砂粒の数の10倍であり、空全体を星の光で満たすのに十分な数です。

しかし、夜空は宇宙の光の中で溢れ出ていないので、初期の理論家は星の数が限られているか、それらの光が何らかの理由で地球に到達できなかったと推測しました。星間塵が発見されたとき、その理由がわかったと考える人もいました。しかし、計算により、ダスト粒子が欠けている星の光をすべて吸収すると、ダスト粒子自体が光り始めることがすぐにわかりました。

答えはアルバートアインシュタインの相対性理論からの含意によって最終的に説明されました。

100〜200億年前のどこかで、宇宙はビッグバンと呼ばれるイベントによって形成されました。なぜそれが起こったのか、そしてその前に何があったのかは、最も深い謎のままですが、現在、それが起こったことは、科学界のほとんどにとって、かなり反駁できないようです。すべての物質とエネルギー、つまり本質的にこれまでに存在した、存在する、または存在する可能性のあるすべてのものが、集中した想像を絶するほど密な状態に閉じ込められました。興味深いことに、何もない空間に囲まれた場所に、宇宙のすべてが圧迫されているようなものではありませんでした。実際、 だった 宇宙-すべての問題、エネルギー そして 彼らが満たすすべてのスペース。外面がないため、外形サイズは重要ではありませんでした。それ以外には何も存在しませんでした。これは今日でも真実です。

その後、まだ議論されている理由により、この宇宙の核は爆発を経験したかのように非常に速い速度で膨張し始めました。この膨張は止まることはなく、実際、その速度は時間とともに増加しています!議論の要点は、 宇宙は限られた瞬間に始まった.

相対性理論のもう1つの意味は、暗い夜の空の説明にも役立ちます。 光は有限の速度で移動します。ただし、非常に速く移動するため、速度は1年間の移動距離で表されます。これは光の年と呼ばれ、その間、光は9.46兆(9.46×10)を通過します。12)kmまたは5.88兆(5.88 × 1012)マイル。

空間と時間は絡み合っています。時間をさかのぼらずに宇宙を見渡すことはできません。宇宙は広大で、星の間の距離は非常に広いです。たとえば、星間の平均距離は数光年です。しかし、これは天文学で測定される他の長さに比べて近いです。私たちの太陽から私たちの銀河の中心までの距離は約26,000光年、つまり260兆キロです!私たちの銀河である天の川から、アンドロメダ星座にある次に近い銀河までの距離は、200万光年を超えています。つまり、私たちの進化系統は十分に確立されていましたが、この惑星に現代の人間またはホモサピエンスが存在しなかったときに、今夜、大アンドロメダ銀河(M31)から見た光が地球に向けて出発しました。地球から最も遠い物体であるハッブル宇宙望遠鏡によって発見された銀河までの距離は、約130億光年です。この銀河は、私たちの銀河が形成される前と同じように見えます!

だから、私たちの夜空が黒い理由は、空間が目をくらませる光で満たされていない理由は、空を満たす星からの光の多くが地球に到達する時間がなかったためです-多くは遠く離れているため、それらは単に検出されません現時点では。したがって、星の数が本質的に無限であるとしても、私たちが見ることができる星の数は有限であり、これは私たちが宇宙の広大さと見ている空に暗いギャップを作り出します。

スペースが照らされていないように見える原因となる他のいくつかの要因もあります。たとえば、多くの星は時間の経過とともに消滅または爆発し、これにより宇宙内の光の量に対するそれらの寄与がなくなります。さらに、宇宙の膨張に直接関連する現象である赤方偏移により、星の光が減少します。赤のシフトはドップラー効果に似ています。どちらも光の波の伸縮を伴うためです。

ドップラー効果は、観察者に対する光源の動きを表します。オブザーバーに向かって移動するオブジェクトからの光は、より高い周波数、つまり光スペクトルの青い端に向かって圧縮されます。遠ざかるオブジェクトからの光は、低い周波数または赤い端に向かって引き伸ばされます。

赤方偏移は光源の動きとは関係ありませんが、観察者から光源までの距離に関係します。空間はすべての方向に拡大しているため、非常に遠い光源からの光は、ますます遠くまで進み、拡大する距離自体が、光の波長を赤に向かって伸ばします。銀河が遠ければ遠いほど、その光が地球に到達するために移動しなければならない経路が長くなります。銀河と地球の間の距離も絶えず増加しているため、その光はスペクトルの赤い端に向かって伸びています。したがって、非常に遠く離れた銀河からの光は、可視スペクトルから赤外線に、またはそれを超えて電波の領域に赤方偏移する可能性があります。したがって、赤方偏移は、地球に到達する可視の星明かりの範囲を減らし、夜空をより暗く見せます。

この議論で取り上げられた写真は、今年初めにオーストラリアのメルボルン近くにある彼の私立天文台からの天文学者ブラッド・ムーアによって作成されました。このシーンは、巨大なカリーナ星雲の近くにあり、NGC 3324として知られています。また、キーホール星雲の通称があり、カリーナの南の星座の地球から約9,000光年離れた場所にあります。それは若くて明るい星のクラスターで構成されており、そのいくつかは周囲の水素に富む星雲を照らしており、それを輝かせています。

興味深いことに、これはガリエラミストラル星雲とも呼ばれます。これは、チリの詩人であるノーベル賞を受賞したことに非常に似ているためです。よく見ると星雲に彼女のシルエットが見えます。

しかし、この驚異的なイメージの色合いは現実のものではありません。これらは、このビューを構成するマテリアルの構成を表すためにも割り当てられています。酸素は赤で表され、緑は水素の存在を示し、硫黄は青の色相で示されます。この写真には、12.5インチのRitchey-Chretien Cassegrain望遠鏡と3.5メガピクセルの天体カメラによる36時間の露光が必要でした。

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Rジェイガバニー脚本の作品

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