Oleh kerana jurutera dan juruteknik bekerja dengan tekun untuk mendiagnosis dan mengembangkan penyelesaian (paling baik) atau menyelesaikan (paling teruk) masalah giroskop baru-baru ini di Teleskop Angkasa Hubble, ini memberi kita masa untuk memeriksa dan merenungkan beberapa prestasi terbesarnya sains. Jangan bimbang, balai cerap yang hebat di langit tidak akan sampai ke mana-mana dalam masa terdekat (seperti yang kita mahukan peningkatan atau penggantian), jadi kita yakin dapat menantikan kehebatan astronomi bertahun-tahun lagi. Tetapi Hubble telah berjalan selama hampir tiga dekad sekarang; apa yang telah menyumbang kepada jumlah pengetahuan manusia tentang alam semesta?
Jawapannya: banyak. Dan hari ini saya akan memaparkan salah satu sorotan.
Mengukur jarak yang jauh ke tempat yang jauh di luar angkasa bukanlah tugas yang mudah. Ternyata mengatakan sesuatu yang menyedihkan seperti "Galaxy Andromeda berjarak sekitar 2.5 juta tahun cahaya" sebenarnya sangat sukar untuk dikerjakan di bahagian belakang. Pengukuran astronomi moden terletak pada satu set teknik tumpang tindih, saling berkait yang berfungsi terus ke luar hingga jarak yang jauh lebih jauh dari bulan ke tepi Alam Semesta yang dapat dilihat.
Salah satu penanda utama dalam apa yang disebut "jarak jarak kosmik" (kerana seperti tangga jarak ke kosmos) adalah objek astronomi aneh yang dikenali sebagai pemboleh ubah Cepheid. Dinamakan untuk buruj raja di mana mereka pertama kali ditemui, bintang-bintang ini mempunyai harta yang sangat pelik, dan sangat berguna: mereka berdenyut.
Selama beberapa hari, bintang-bintang ini akan tumbuh dengan lebih cerah dan malap, berpusing dengan corak biasa, berulang, dan boleh dipercayai. Dan pada awal tahun 1900-an ahli astronomi yang sangat berbakat dengan nama Henrietta Swan Leavitt mendapati bahawa pemboleh ubah Cepheid ini bukan hanya pemboleh ubah yang membosankan - mereka berubah-ubah menarik. Terdapat hubungan yang sangat pelik antara seberapa cepat bintang ini berkilau lebih terang / malap dan seberapa terang mereka secara intrinsik (dalam istilah astronomi ini dikenali sebagai kilauan).
Dan jika anda tahu betapa terang sesuatu itu, anda boleh mengira jaraknya. Fikirkanlah sebentar dengan saya untuk menyedari betapa hebatnya itu. Keluar malam ini dan lihat bintang rawak. Sejauh mana? Lakukan tekaan rawak. Cari bintang yang lebih cerah. Adakah bintang itu lebih terang kerana lebih dekat? Atau lebih cerah kerana ... hanya, anda tahu, lebih cerah? Ini adalah teka-teki sukar yang merisaukan pemikiran seperti Newton.
Tetapi jika anda mengetahui kilauan (kecerahan sebenar) bintang-bintang itu, maka anda pasti dapat mengetahui yang mana yang lebih jauh dan yang mana yang lebih dekat. Untuk setiap bintang, anda boleh membandingkannya benar kecerahan ke kecerahan yang anda ukur di langit, lakukan sedikit tetapi trigonometri sekolah menengah, dan anda akan mengetahui jarak ke tempat-tempat perang itu.
Ini sukar dilakukan dengan mana-mana bintang lama, kerana sukar untuk mengetahui kecerahan sebenar mereka. Tetapi untungnya Cepheids bukan sekadar bintang lama. Oleh kerana anda dapat mengukur variasi mereka, dan variasi tersebut secara langsung berkaitan dengan cahaya mereka, anda dapat menentukan jaraknya dengan mudah (relatif).
Dengan Cepheids, Edwin Hubble pertama kali mengetahui bahawa Galaksi Andromeda adalah a) galaksi sendiri, dan b) sangat jauh, membuka lompatan besar pertama kami ke pemandangan kosmologi yang lebih luas. Dan sekarang anda tahu mengapa Hubble (Teleskop Angkasa) dinamai Hubble (orang itu). Tetapi Cepheids hanya dapat membawa kita sejauh ini. Anda masih perlu memerhatikan satu bintang dan mempunyai teleskop yang cukup sensitif untuk merakam variasi dari masa ke masa. Ini bukan pencapaian yang mudah, dan semakin sukar, semakin jauh lagi.
Untuk mencapai jarak kosmologi yang sangat besar yang kita kenal dan sukai hari ini, kita beralih kepada teknik lain. Tetapi teknik ini (katakanlah, melihat jenis supernova tertentu) tidak ada gunanya berdekatan, jadi Cepheids memberikan titik tolak penting untuk mencapai… bintang, baik.
Dan di sinilah Hubble menyampaikan secara besar-besaran. Hubble adalah teleskop besar, yang bermaksud dapat melihat Cepheids yang sangat jauh. Dan ada di ruang angkasa, jadi tidak perlu bimbang tentang suasana sial dari merosakkan pengukurannya. Dengan kelebihan dan kemajuan lain itu, ahli astronomi dapat menentukan jarak hingga tiga lusin galaksi sejauh 65 juta tahun cahaya, dengan beberapa ukuran Cepheid per galaksi untuk benar-benar menguncinya.
Hasil tunggal ini memperkukuhkan pemahaman kita tentang jarak kosmik, membantu kita mengetahui lebih banyak tentang segala sesuatu dari sejarah kosmos kita hingga sifat tenaga gelap. Dan itu hanyalah sebahagian kecil dari apa yang telah dicapai dengan Hubble.
Baca lebih lanjut: "Hasil Akhir dari Projek Utama Teleskop Angkasa Hubble untuk Mengukur Pemalar Hubble"
