Hélène Courtois "Löydämme paikamme maailmankaikkeudessa"
(Kuva: © MIT Press)
Äskettäin käännetty kirja "Paikan löytäminen maailmankaikkeuteen", ilmestyi tänään (21. toukokuuta) siitä, kuinka tutkijat löysivät valtavan galaksien superklusterin, joka sisältää Linnunradan - huolellisilla laskelmilla paljastaakseen superklusterin monimutkaisen, sulkaisen muodon.
Vuonna 2014 ranskalainen astrofysiikka Hélène Courtois oli osa tutkimusryhmää, joka löysi superklusterin, joka tunnetaan nimellä Laniakea ("mittaamaton taivas" Havaijilla). Laniakea on halkaisijaltaan yli 500 miljoonaa valovuotta ja sisältää noin 100 000 galaksia, joista kirkkain on oma Linnunrata. Nuo galaksit näyttävät liikkuvat kohti "suurta vetovoimaa", näkymätöntä voimaa, joka on 160 000 miljoonan valovuoden päässä ja joka vetää Laniakean sisällä olevia galakseja kohti sitä vääjäämättä.
Lanaikea-laajuuden määrittämiseksi tutkimusryhmä mittasi etäisyyden Maasta muihin galakseihin ja mittasi sitten kunkin galaksin liikkeen muiden esineiden painovoimavetoisuuden takia. Tutkijat havaitsivat, että joillakin galakseilla oli taipumus liikkua yhteen suuntaan, toisissa toiseen - mutta koska jokainen galaksi liikkuu kohti suurta vetovoimaa kutsuttavaa pistettä, siellä on ulkoraja edes jotain yhtä suurta varten kuin Lanaikea. Vuodesta 2014 lähtien olemme tienneet, missä tämä ulkoraja sijaitsee. Nyt kun Laniakea on tunnistettu, Courtois keskittyy etsimään jatkuvan, nopeutetun galaksien laajentumisen syitä.
Courtois, Ranskan Claude Bernard Lyon 1 -yliopiston professori, kirjoitti ranskankielisen selvityksen Laniakean löytöstä vuonna 2016. Nyt MIT Press on julkaissut englanninkielisen version, jonka otsikkona on "Löytämällä paikkamme maailmankaikkeudessa". Kirja kuvaa Courtoisin omaa matkaa astrofysiikkona ja kertoo samanaikaisesti tarinan yli kahden vuosikymmenen työstä, joka huipentui Laniakean löytämiseen. Se on saavutettava ja houkutteleva tilavuus, valaisee yhtälöitä, mutta täynnä henkilökohtaisia anekdooteja. Space.com kiinni Courtoisin kanssa äskettäin keskustellakseen Laniakean etsinnästä, mitä nyt tapahtuu ja miksi tiedettä ei saisi koskaan juhlia.
Space.com: Miksi päätit kertoa tarinan Laniakean löytämisestä etsinnäksi?
Hélène Courtois: Pidän tarinankerronnasta. Kun kävin luento-opiskelijana, piti todella siitä, kun henkilö sai sen kuulostamaan tarinalla. Ajattelin, että on parempi antaa tarina sellaisena kuin koin sen ajoissa, sen sijaan, että anntaisin luvun siitä, miten sinä teet astrostatistiikkaa, miten teet havainnointia, miten teet…
Ehkä se on hiukan vähemmän yleinen tehdä se tällä tavalla. Joten olin innokas kokeilemaan sitä tarinana.
Space.com: Mainitset kirjan alussa, että olet joissain tapauksissa luopunut matemaattisesta tarkkuudesta tai erittäin tarkasta tieteestä ymmärtääksesi sitä. Miksi teit päätöksen?
Courtois: Minun oli helppo tehdä tämä päätös, koska itse asiassa haluan puhua suurelle yleisölle tieteestä. Ymmärsin hyvin nopeasti, että et oikeastaan tarvitse yhtälöitä, jos annat ihmisille fysiikan tunteen. Minulle, matematiikka on kieli, joten voin selittää asiat matematiikan avulla, mutta voin myös selittää samat asiat sanoilla. Matematiikka on vain toinen kieli, jonka avulla voit mennä abstraktimpiin käsitteisiin, mutta et tarvitse niitä ymmärtääksesi tarinan suuren kuvan.
Tykkään kyetä selittämään tämä tiede 6-vuotiaalle lapselle, teini-ikäiselle ja jollekin, joka tietää jo monia asioita - ja voin mukautua.
Space.com: Korostatte ennenkuulumattomia naisia astrofysiikan historiassa koko kirjan ajan. Luuletko, että astrofysiikka on tullut arvokkaammaksi naisten panoksista elämäsi aikana?
Courtois: Ranskassa vain 9% hiukkasfysiikan tai astrofysiikan professoreista on naisia, kun taas yliopistoon pääsyllä fysiikan tyttöjen osuus on 25%. Naisten täysprofessoreita tulisi olla vähintään 25%. Ajatukseni tuoda esiin naisten tähtitieteilijöitä oli näyttää, että se on mahdollista. Ei todellakaan ollut tehdä asiasta paljon, koska mieskollegani ovat supernice, supercool. Minä pidän niistä. Meillä ei ole ongelmia. Mutta emme näe tarpeeksi tyttöjä STEM: ssä. Ja en oikeastaan tiedä miksi. ... Se ei ole ongelma tyttöjen ja poikien välillä. Se on jotain muuta.
Space.com: Kirjasi toinen teema on, että tiede on jatkuva löytö ja oppiminen sekä halu muuttaa mieltäsi uuden tiedon ilmetessä. Miksi päätit korostaa sitä?
Courtois: Kun opiskelijat tulevat luokseni harjoitteluun, he luulevat, että annan heille hyvin erityisen aiheen ja että tiedän mitä he tekevät Viikko 1, Viikko 2, Viikko 3, Viikko 4.… Sanon heille, että annan heille kysymyksen , ja aiomme työskennellä tämän kysymyksen parissa, ja 2–3 kuukauden lopussa meillä on enemmän kysymyksiä kuin meillä oli alussa. Mutta he ovat niin onnellinen, koska mitä enemmän kysymyksiä sinulla on, tarkoittaa, että olet löytänyt hieman vastausta matkan varrella ja kysymys on yhä mielenkiintoisempi. Ensimmäinen kysymys on joskus erittäin laaja, mutta sitten kaikki pienet kysymykset ovat mielenkiintoisimpia. Halusin selittää tämän.
Space.com: Joten kun tutustut kirjan tieteeseen, löytösi superklusteristamme riippui jostakin nimeltä Suuri vetovoima. Mikä se on?
Courtois: Suuri vetovoima on paikka maailmankaikkeudessa, ei kovin kaukana meistä. Kaikki galaksit [superklusterissamme], myös meidän, lähentyvät tähän suuntaan. Mutta se on paikka, jota emme voi tarkkailla. [Suuri vetovoima sijaitsee "välttämisen vyöhykkeellä", jossa kaasun ja pölyn runsaus tekee mahdottomaksi nähdä mitään.] Esimerkiksi [kuvitelkaa, että] haluat seurata naapurisi olohuoneeseen, koska se on hyvin mielenkiintoista - mutta ikkunasi edessä on puu, joten et voi tarkkailla olohuonetta suoraan. Se on vähän ärsyttävää. Kutsumme sitä suureksi vetovoimaksi, koska galaksit liikkuvat erittäin nopeasti tähän suuntaan.
Joskus ihmiset kysyvät minulta, mistä voin katsoa kiikarillani tai kaukoputkellamme nähdäksesi Laniakean. Ja sanoisin, että se on kaikkialla ympärilläsi - pohjoisella pallonpuoliskolla, eteläisellä pallonpuoliskolla. Jos haluat katsoa Laniakeata, se on vaikein löytää, koska olemme sen sisällä.
Space.com: Keskustelet myös käsitteestä nimeltä "erikoinen nopeus". Mitkä ovat erikoiset nopeudet ja kuinka ne auttoivat tunnistamaan Laniakean?
Courtois: Ominaisnopeudet ovat galaksien nopeuksia, jotka johtuvat gravitaatiosta. Mass houkuttelee toisen joukon. Ominaisnopeus on massasta johtuva nopeus, joka jakautuu maailmankaikkeuden galaksin ympärille. Ja meidän on oltava varovaisia, koska maailmankaikkeus laajenee - mutta se ei ole todellinen nopeus, kun galaksi on poissa toisesta galaksista laajentumisen vuoksi.
Oletetaan esimerkiksi, että sinulla on ruudullinen pöytäliina bistrokahvilassa ja sinulla on kaksi pinttiä olutta istuu pöytäliinalla, ja jos venytät pöytäliinaa, niin kaikki neliöt laajenevat ja kaksi pinttiä katoavat toisistaan koska venytät pöytäliinaa. Joten tämä on laajeneminen - mutta emme oikeastaan välitä siitä. Tämä nopeus on erittäin helppo poistaa, koska se on vain ruudukon tila-aika, joka alkaa laajentua. Se ei oikeastaan ole fyysinen nopeus. Mutta oluen kahdella tuopilla heillä on massa ja he haluavat tulla lähemmäksi toisiaan, joten heidät houkutellaan. Haluamme mitata tämän hyvin pienen vetovoimanopeuden - tämä on erikoinen nopeus. [Tutkijat laskivat erikoisnopeudet jokaiselle superlusterimme galaksille suhteessa Maahan. Kuten tutkijat huomauttivat kun ilmoitetaan Laniakeasta, "ominaisnopeuksien kartta voidaan kääntää aineen jakautumiskarttaksi". Tätä he tekivät havaitakseen Laniakean laajuuden.]
Kirjoittaessani kirjaa ajattelin, että minun pitäisi kirjoittaa "painovoiman nopeus", mutta erikoinen nopeus on termi, jota käytämme tieteessä.
Space.com: Mikä on mielenkiintoisin asia horisontissa tutkimuksellesi?
Courtois: Kun löydät vain yhden superklusterin, tietysti on yksi kysymys - olemmeko oikeassa vai olimmeko väärin? Olemme nyt löytäneet 10 superklusteria, joten olemme erittäin vakuuttuneita siitä, että teemme oikein.
Nyt iso kysymys, joka minulla on ryhmäni kanssa, on: Mikä on gravitaatio, ja miksi muiden superlusterien galaksit lentävät niin nopeasti? Saatamme joutua vaihtamaan nopeuden kuvauksen kielen - saatamme joutua muuttamaan painovoimayhtälöitä.
Tällä hetkellä 50% fyysikoista ajattelee, että meidän pitäisi etsiä näkymätöntä ainetta. En koskaan kutsu sitäpimeä aine", koska jos se oli pimeää, voimme nähdä sen. Haluamme ymmärtää painovoiman lisäksi myös galaksien paisumisen kiihtyvyyden. Sanon aina paisumisen kiihtymisen" pimeän energian "sijasta, koska se ei ole pimeää - Jos se olisi pimeää energiaa, me näkisimme sen. Toistaiseksi paras termi on laajentumisen kiihtyminen.
Space.com: Kirjan loppupuolella sanot: "Tiede ei ole juhlallinen." Ole hyvä ja laajenna sitä.
Courtois: Voit olla onnellinen tekemällä tätä työtä. Ihmiset ajattelevat, että tiede on niin vakava, eikä se ole tapa, jolla elän työni, eikä se ole tapa, jolla kollegani elävät työssään. Kollegani Brent Tully Havaijin yliopistosta sanoo, että "pelaamme vakavasti". Universumi on niin kaunis, ja voin ymmärtää, kuinka tämä kauneus on koottu - se on leikkisä, se on iloinen, paljon onnea tekemällä tiedettä.
Jos ymmärrät jotain ja se pysyy laatikossa, se on sama kuin ymmärtää sitä, jos se on vain sinua varten. Jos kuolet, se ei ole uutta tietoa ihmiskunnalle. Ainoa tapa edistää tiedettä on kertoa kaikille!
Tätä haastattelua on muokattu pituuden ja selvyyden vuoksi. Sinä pystyt ostaa "Löydämme paikamme maailmankaikkeudessa" Amazon.com -sivustolta.
- Tämä Linnunradan 1,7 miljardin tähden 3D-värikartta on kaikkien aikojen paras
- Meet Hyperion: Colossal Supercluster varhaisessa maailmankaikkeudessa
- Galaktien avaruustapetin superklusteri
