Космология
Космология — это раздел астрономии, изучающий происхождение и эволюцию Вселенной, от Большого взрыва до сегодняшнего дня и в будущее.
По данным НАСА, определение космологии — это «научное изучение крупномасштабных свойств Вселенной в целом».
Космологи ломают голову над экзотическими понятиями, такими как теория струн, темная материя и темная энергия, а также над тем, существует ли одна вселенная или их много (иногда называемых мультивселенной).
В то время как другие аспекты астрономии имеют дело с отдельными объектами и явлениями или совокупностями объектов, космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти, с множеством загадок на каждом этапе.
История космологии и астрономии
Понимание человечеством Вселенной значительно изменилось с течением времени.
В ранней истории астрономии Земля считалась центром всего сущего с планетами и звездами, вращающимися вокруг нее.
По данным Королевского общества, в 16 веке польский ученый Николай Коперник предположил, что Земля и другие планеты Солнечной системы на самом деле вращаются вокруг Солнца, что привело к глубокому сдвигу в понимании космоса.
В конце 17 века Исаак Ньютон рассчитал, как взаимодействуют силы между планетами, в частности силы гравитации.
Начало 20-го века принесло новые открытия в понимании огромной вселенной.
Альберт Эйнштейн предложил объединение пространства и времени в своей общей теории относительности.
В начале 1900-х годов ученые спорили о том, содержит ли Млечный Путь всю вселенную в пределах своего охвата или это просто одно из множества скоплений звезд.
Эдвин Хаббл рассчитал расстояние до нечеткого туманного объекта в небе и определил, что он находится за пределами Млечного Пути, доказав, что наша галактика является маленькой каплей в огромной вселенной, согласно журналу «Scientific American».
Используя общую теорию относительности для создания основы, Хаббл измерил другие галактики и определил, что они удаляются от нас, что привело его к выводу, что Вселенная не статична, а расширяется.
В последние десятилетия космолог Стивен Хокинг определил, что сама Вселенная не бесконечна, а имеет определенный размер.
Однако четкой границы у него нет.
Это похоже на Землю — хотя планета конечна, человек, путешествующий по ней, никогда не найдет «конца», а вместо этого будет постоянно вращаться вокруг земного шара.
Хокинг также предположил, что Вселенная не будет существовать вечно, а в конце концов закончится.
Космологические миссии и инструменты
Запущенный в ноябре 1989 года космический аппарат NASA Cosmic Background Explorer (COBE) провел точные измерения радиации в небе.
Миссия действовала до 1993 года.
Хотя космический телескоп НАСА «Хаббл», вероятно, наиболее известен своими поразительными снимками, основная миссия была космологической.
Более точно измерив расстояния до переменных цефеид, звезд с четко определенным соотношением между их яркостью и их пульсацией, Хаббл помог уточнить измерения того, как расширяется Вселенная.
С момента его запуска астрономы продолжали использовать Хаббл для проведения космологических измерений и уточнения существующих.
Благодаря Хабблу, «если вы поместите в коробку все способы, которыми темная энергия может отличаться от космологической постоянной, эта коробка теперь будет в три раза меньше», — заявил космолог Адам Рисс (Adam Riess) из Научного института космического телескопа.
«Это прогресс, но нам еще предстоит пройти долгий путь, чтобы определить природу темной энергии».
Микроволновый зонд анизотропии НАСА Wilkinson (WMAP) был космическим аппаратом, который работал с 2001 по 2010 год.
WMAP нанес на карту крошечные флуктуации космического микроволнового фона (CMB), древнего света из ранней Вселенной, и определил, что обычные атомы составляют только 4,6 процента Вселенной, в то время как темные материи составляет 24 процента.
«Затянувшиеся сомнения относительно существования темной энергии и состава Вселенной рассеялись, когда спутник WMAP сделал самую подробную фотографию космического микроволнового фона», — сказал космолог Чарльз Сейф (Charles Seife) в журнале Science.
Космическая миссия Европейского космического агентства «Планк» (Planck) работал с 2009 по 2013 год и продолжил изучение космического микроволнового фона.
ЕКА в настоящее время разрабатывает миссию «Euclid», которая должна быть запущена в 2023 году, согласно информационному бюллетеню ЕКА.
«Euclid» будет изучать темную материю и темную энергию с большей точностью, прослеживая ее распространение и эволюцию во Вселенной.
«В основе миссии лежит один из вопросов физики на миллиард фунтов стерлингов», — заявил Дэвид Паркер (David Parker) из ЕКА.