Kiel mezuri la kosmon

Ĉiu astronaŭto povas rakonti ke kiam oni volas fari ion en la kosmo, kion oni kutimas fari surtere, ĝi iĝas multe pli komplika. Bonega ekzemplo de tio estas mezuri distancojn, kio jam dum miljaroj pensigas astronomojn. Pro tio ke la distancoj per kiuj oni kalkulas estas tiom nehome grandaj, oni ne plu povas intuitive kompreni ilin aŭ labori per ili facile se oni esprimas ilin per teraj mezuroj. Cetere multaj longomezuroj estis origine definitaj laŭ aferoj kiel la homa korpo aŭ la grando de la Tero kaj tial havas neniun signifon ekster la Tero. Oni povas do eviti multajn problemojn per elpensi novajn unuojn, sed kiel oni faras tion tiel ke ili estas kaj utilaj kaj universalaj? Jen kelkaj ekzemploj de la solvoj kiujn oni elpensis:

  • Astronomia Unuo

Ene de la sunsistemo oni povas ankoraŭ sufiĉe bone esprimi distancojn per kilometroj, sed oni kutime kalkulu per milionoj kaj kiam oni kalkulas distancojn rilate al la eksteraj partoj de la sunsistemo, kilometroj rapide iĝas tre malpraktikaj. Por havi pli grandan unuon, estas utila rigardi la orbitojn de planedoj, pro tio ke planedoj estas science interesaj al ni kaj pro tio ke tiel la nombroj per kiuj oni laboras ne povas iĝi tro grandaj. Kompreneble Teranoj ŝatas sin mem, do la mezuro kiun ni kreis estas bazita sur nia propra planedo. La Astronomia Unuo estas definita kiel la averaĝa distanco de la Tero ĝis la suno. Tio estas ĉirkaŭ 150 milionoj da kilometroj. Marso rondiras ĉirkaŭ 1,5 AU for de la suno kaj Plutono averaĝe ĉirkaŭ 40 AU. Se oni mezurus tion en kilometroj, ĝi estus ĉirkaŭ 6 miliardoj da kilometroj!

  • Lumjaro

La distanco inter Plutono kaj la suno tamen estas nenio kompare al distancoj ekster la sunsistemo. Se oni uzus AU por esprimi la distancon inter la suno kaj la plej proksima najbara stelo, Proksima Centaŭro, tiu distanco estus ĉirkaŭ 270 mil AU kaj tio estas nur la plej proksima stelo. Krom tio, la Astronomia Unuo ankaŭ ne havas sencon kiam oni ne plu parolas pri orbitoj ĉirkaŭ stelo, ĉar ĝi estas bazita sur planeda orbito. Feliĉe estas alternativo. La Lumjaro ne estas mezuro de tempo, kvankam la nomo ja ŝajnigas tion. Ĝi estas mezuro de tre fundamenta distanco, nome la distanco kiun lumo vojaĝas ene de unu jaro. Lumo havas la plej grandan rapidon kiu fizike eblas kaj jaro estas por homoj longa tempo, do jumjaro estas neimageble granda. Uzante ĉi tiun mezuron, ni povas kalkuli ke Proksima Centaŭri estas ĉirkaŭ 4,22lj for. Tio ne igas la distancon imagebla, sed kompari stelojn iĝas multe pli intuitiva. Tiel mezurite, Siriuso troveblas post 8,6lj kaj Aldebarano post 65lj. Aldona tre interesa konsekvenco de la difino estas ke pro tio ke daŭras unu jaro por lumo vojaĝi unu lumjaron, oni ne vidas la lumon kiun stelon elsendas nun, sed kiun ĝi elsendis antaŭ longa tempo. Oni vidas Aldebaranon do tiel kiel ĝi brilis antaŭ 65 jaroj.

  • Parseko

El ĉiuj distancoj la parseko malplej facile kompreneblas. Ĝi estas bazita sur fenomeno kiu nomiĝas “paralakso”, kies principon oni povas mem observi kiam oni rigardas tra busfenestro. Dum oni observas la pejzaĝon, oni facile rimarkas ke ŝajnas kvazaŭ la montoj en la distanco malpli rapide moviĝas ol la arboj pli proksimaj. Ju pli for iu objekto estas dum oni preteriras ĝin, des pli malrapide ĝi ŝajne iras. Tiu efiko estas kaŭzata de la angulo inter la objekto kaj la vojo. Oni povas ankaŭ inversigi tiun logikon kaj depende de la rapideco de iu fora objekto relative al la buso kalkuli la distancon inter la buso kaj la objekto. Vera paralakso okazas kiam proksima stelo ŝajnmoviĝas relative al pli foraj steloj dum la jaro, pro tio ke la tero ĉirkaŭiras la sunon. Se oni kreas rektan triangulon inter la Tero, suno kaj proksima stelo, la linio inter la suno kaj la Tero estas 1 AU. Kiam oni scias la angulon inter la Tero kaj la stelo, oni do povas kalkuli la distancon inter la suno kaj la proskima stelo. La Parseko estas definita kiel la distanco inter la suno kaj stelo kies paralakso estas unu arksekundo (1/3600 gradoj). Oni povas relative facile kalkuli ke tio estas ĉirkaŭ 3,26 lumjaroj. De tie venas la nomo, kiu enhavas la vortojn “paralakso” kaj “arksekundo”. Fine, parsekoj ne sufiĉas por iri al najbaraj galaksioj. Por la plej grandaj distancoj en la kosmo ekzistas la kiloparseko kaj la megaparseko (1 milionoj da parsekoj). Tamen alia metodo por indiki la distancon inter ni kaj tre fora galaksio estas per ruĝenŝoviĝo. Pro tio ke la universo pligrandiĝas, lumo estas streĉita. Ju pli for la fonto de la lumo estas, des pli ĝi estas streĉata kaj tio pligrandigas la ondolongon. Ĉar la ondolongo al ni estas analoga al koloro, ju pli longa ĝi estas, despli ruĝa la objekto aspektas.  Tio nomiĝas ruĝenŝoviĝo. Pro tiu kialo vi povus aŭdi astronomon diri ion kiel “Tiu galaksio estas en ruĝenŝoviĝo 5.9”, parolante pri distanco. Tamen oni nur povas uzi ruĝenŝoviĝon por mezuri la distancon de tre foraj objektojn. Objektoj kiuj pli proksimas, ekzemple la galaksio Andromedo estas influataj de gravito kaj iras en nian direkton, bluenŝoviĝo do, sed kiom objekto estas sufiĉe for, aliaj influoj iĝas mikroskopaj kaj nur la evoluo de la universo gravas.

Ĉiu mezurunuo estas pli granda ol la antaŭa kaj estas klare ke la universo estas nekredeble granda. Tamen estas parto de la homa naturo ke ni serĉas manierojn por kompreni kaj ordigi ĝin. Nur per bonaj referencsistemoj ni povas precize priskribi la universon kaj kompreni kiel mezuri estas fundamenta paŝo al kompreni kiel la universo funkcias. Tamen ĉi tio estas nur komenco. Difini unuon ne signifas ke oni povas aŭtomate uzi ĝin kaj estas multaj aferoj kiuj igas distancojn ambiguaj, ekzemple ke la spaco inter objektoj pligrandiĝas dum lumo vojaĝas inter ili, sed tio estas rakonto por alia fojo.

Advertisements

Unu penso pri “Kiel mezuri la kosmon

Respondi

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Ŝanĝi )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Ŝanĝi )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Ŝanĝi )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Ŝanĝi )

Connecting to %s