Sterrekunde

Wat is die beperkte oorvloed van elemente aan die einde van die stelliferous era?

Wat is die beperkte oorvloed van elemente aan die einde van die stelliferous era?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Is daar 'n gerespekteerde gepubliseerde bron oor verwagte elementêre oorvloed aan die einde van die era van sterre samesmelting? Ek stel hier belang in die inhoud van sterrestelsels; baie van intergalaktiese gas sal verlore gaan en primordiaal bly.

Adams & Laughlin noem ramings van Timms dat die finale chemiese samestelling $ X sim 0.2, Y sim 0.6, Z sim 0.2 $ sal wees, maar die samestelling nie veel verder ontleed as die chemiese evolusie van wit dwerge nie (wat meestal gebeur in die later ontaarde era). Fukugita en Peebles maak ook gebruik van 'n baie geskatte skatting.

Dit lyk heeltemal haalbaar om 'n IMF-model te gebruik, 'n paar aannames vir intergalaktiese gas by te voeg, aannames vir herwinning vir verskillende massaklasse by te voeg, 'n samestelling te genereer en te herhaal tot 'n beperkte waarde. Maar dit blyk ook baie werk te wees wat ek sterk vermoed dat iemand al êrens baie beter gedoen het as wat ek kon doen.

'N Ander, baie growwe benadering kan wees om aan te voer dat aangesien ons die kosmiese element vandag volop ken na 13,6 miljard jaar van sterreaktiwiteit, ons dit tot 'n beperkte waarde kan herskaal: $ A (t) = A ( infty) (1-e ^ {- t / tau}) $ waar $ tau $ die tydkonstant is vir sterre elementêre omskakeling. Dit gee die gewenste $ A ( infty) = A (t_ mathrm {now}) / (1-e ^ {- t_ mathrm {now} / tau}) $ (ten minste vir metale; waterstof en helium uitgeput sou wees). Dit neem aan dat die tempo van omskakeling nie verander nie (hoogs twyfelagtig, aangesien dit in die toekoms meer rooi dwerg-omskakeling van waterstof na helium sal wees as in die verlede, waar baie meer swaar sterre gevorm het as gevolg van die hoogtepunt van SFR). As ons die skatting gebruik dat $ Z $ met 'n faktor 10 sal styg van die huidige $ Z ongeveer 0,02 $, kry ons $ tau = 1.3097 cdot 10 ^ {11} $ jaar wat redelik lyk, en natuurlik net $ A ( infty) = 10A (t_ mathrm {now}) $. Dit sou byvoorbeeld 10% van die massa suurstof en 4,6% koolstof maak. Maar dit sal die r-elemente wat in neutronstersterbotsings (aangesien dit in die verlede meer seldsaam was) en kosmiese straal-spallasie-elemente onderskat.


Andrew McAfee: Welkom by die Hellabyte Era

Andrew McAfee is mededirekteur van die Centre for Digital Business aan die MIT Sloan School of Management en bestudeer die maniere waarop inligtingstegnologie (IT) sakeondernemings en sake as geheel beïnvloed. Saam met Erik Brynjolfsson is hy die skrywer van Race Against the Machine en The Second Machine Age.

McAfee bestudeer die maniere waarop inligtingstegnologie (IT) ondernemings en sake as geheel beïnvloed. Sy navorsing ondersoek hoe IT die manier waarop maatskappye optree, organiseer en kompeteer, verander. Op 'n hoër vlak ondersoek sy werk ook hoe rekenarisering mededinging, die samelewing, die ekonomie en die arbeidsmag beïnvloed.

Andrew McAfee: Hierdie era word gekenmerk deur net verstommende tegnologiese vooruitgang. Deur die verskyning van elke dag word voorbeelde van wetenskapfiksie werklikheid - bestuurderslose motors. Dit is belangrik om in gedagte te hou dat George Jetson elke dag met sy voertuig werk toe gery het. In hierdie geval oortref ons eintlik voorbeelde van wetenskapfiksie. Ons & rsquove het slimfone wat met ons praat. Dit is soos die rekenaar op Star Trek wat sal uitvind wat Kirk wil hê en dit vir hom kan gee. Ons & rsquove het die wêreld se Jeopardy-kampioen nie meer 'n mens gekry nie; en dit is deesdae 'n rekenaar.

Dus, in gebied na gebied en outonome voertuie, verwerking van natuurlike taal, humanoïde robotika, spraaksintese, ongestruktureerde soektog en ondersoek, sien ons voorbeelde van wetenskapfiksie wat werklikheid word na dekades van stadige, bestendige, regtig oninspirerende toenemende vooruitgang op baie van hierdie gebiede. Die prestasies wat ons nou sien, herinner my baie aan Hemingway & rsquos se wonderlike aanhaling oor hoe 'n persoon kapot gaan. Hy sê dit & geleidelik en dan skielik. Dus, vir my is die tweede masjien-era die skielike tydperk waarin ons tans ondersoek waarin ons deurlopende voorbeelde van wetenskapfiksie werklikheid gekry het.

En uit al die tegnologiese geeks waarmee ek & rsquove gepraat het, is die baie duidelike boodskap wat ek aanhou hoor al die dinge wat u vandag sien en dit raakskiet, is nie die vernaamste prestasies van die tweede masjien-era nie. Dit is die opwarmings en ons het nog niks gesien nie. En die innovasies en vooruitgang wat oor die volgende paar jaar, gedurende die volgende dekade, gaan kom, sal voortgaan om ons net weg te blaas.

So waarom sien ons al hierdie vordering net die afgelope paar jaar. Daar is volgens ons drie hoofredes daarvoor. Die eerste is die genadeloosheid en die opbou van die Moore & rsquos Law. Dit is tot op die punt waar die slimfone wat ons ronddra, eerlikwaar net so kragtig is as die superrekenaars van 'n generasie gelede. En hulle vra nog meer indrukwekkend omdat hulle aanraakskerms en GPS-ontvangers en Wi-Fi-transponders en selfoonontvangers en versnellingsmeters en kompasse ingebou het.

Hulle & rsquore net propvol. Hulle ondersoek hierdie verstommende versameling digitale tegnologie wat alles moontlik gemaak word deur die bestendige verbetering wat deur die Moore & rsquos Law aangegaan is. Die feit dat digitale toestelle elke 18 maande ongeveer twee keer so goed is vir dieselfde dollar. Nadat die verdubbeling al lank genoeg aan die gang is, word 'n graadverskil regtig 'n verskil in natura. Ons bevind ons in 'n nuwe masjientydperk. Die tweede rede hou verband met die eerste. Baie van hierdie toestelle lê baie data uit. Ons bevind ons dus in 'n groot data-wêreld. Dit is nie so dat die hoeveelhede data vyf keer groter of tien keer groter is in orde van grootte meer as wat ons vroeër gesien het nie. Hulle vra letterlik duisende of miljoene kere groter as wat ons in die verlede gesien het.

My gunsteling oulike voorbeeld daarvan is die feit dat Cisco in 2012 'n verslag bekend gemaak het. Hulle het gekyk na al die verkeer wat deur hul routers regoor die wêreld gedoen is en dit in zettabyte gemeet. Nou het ons net een voorvoegsel oor in die bestaande metrieke stelsel voordat ons die metrieke stelsel opraak om te beskryf hoeveel data daar in die wêreld is. Ons & rsquove het die bababyte. Daarna raak ons ​​plat. Die digitale geeks is natuurlik hiervan bewus en hulle & rsquove het 'n werkgroep daaroor gekry. Die kandidaat wat hulle voorgestel het, is die helabyte. Ons gaan dus te veel langer die helabyte-era binnedring.

Die derde been van die driepoot waarom ons nou in die tweede masjientydperk ondersoek, is 'n siening van innovasie. En volgens hierdie siening is innovasies nie dinge wat gewoond raak nie, en daarom trek ons ​​nie meer voordeel daaruit nie. Elke innovasie word 'n bousteen vir daaropvolgende innovasies. 'N Goeie voorbeeld daar en die verbrandingsmotor is al meer as 'n eeu by ons. Ons & rsquove het baie van die doeltreffendheid daaruit gewerp. Ons & rsquove het miljoene en honderde miljoene motors regoor die wêreld. So jy dink & ndash okay, ons & rsquove het die motorrevolusie. Nou ja, plak 'n klomp sensors daarop, kombineer dit met 'n klomp kaartdata en ander groot data van die sensors. Sit 'n redelike ernstige rekenaarspier daarop toe en skielik het ons nou motors gekry wat self kan bestuur. En hulle kan dit op paaie doen, in die verkeer, nie in die laboratorium nie, in die regte wêreld.

I & rsquove het die kans gehad om in 'n heeltemal outonome Google-motor te ry. Dit is 'n verstommende ervaring totdat dit vervelig raak, want die motor is so 'n goeie bestuurder dat ek teen die einde van die rit op die monorail ry wat u vanaf u hek na die terminale op die lughawe neem. Ons sal voortgaan om verbetering in hierdie soort dinge te sien, en ons sal voortgaan om wetenskapfiksie in werklikheid te omskep.

Volgens McAfee is hedendaagse hoëtegnologiese vooruitgang "nie die vernaamste prestasies van die tweede masjientydperk nie." Ons slimfone en ander toestelle is net 'die opwarmings - ons het nog niks gesien nie. En die innovasies en vooruitgang wat oor die volgende paar jaar, gedurende die volgende dekade, gaan kom, sal voortgaan om ons net te blaas weg. '


Die jaloesiebreinbaan is by ape ontdek. Hier is wat dit vir ons beteken.

Die resultate van hierdie studie kan gevolge hê vir outisme, verslawing en gesinsgeweld.

Jaloesie. Die groenoog-monster. Ons het dit al een of ander tyd gevoel. In verhoudings word dit dikwels gemotiveer deur kragtiger, onderliggende emosies soos afguns, onsekerheid, woede of die vrees vir verlating of verwerping. Sielkundiges sê jaloesie, soos alle emosies, is nie goed of sleg nie, dit is net so. Dit is hoe u reageer of optree. Dit kan beslis 'n ramp in u lewe veroorsaak, ongekontroleerd gelaat word. Maar dit kan u ook in kontak bring met u dieper gevoelens en tot selfverwesenliking lei.

Wat wetenskaplikes al gewonder het, is waar emosies vanuit die brein voortspruit en hul doel in terme van ons evolusie en oorlewing. Dit is egter moeilik om jaloesie eties by mense te bestudeer. Maar ons kan baie leer uit die bestudering van ons neefs van die primate. 'N Sjimpansee en 'n mens is immers geneties gesproke 96% identies. Dit beteken dat sekere gene en breinskringe waarskynlik oor spesies heen gaan.

In hierdie studie, navorsers van Davis, Universiteit van Kalifornië, het die jaloesie in die brein van manlike titi-ape geïdentifiseer. Die koperagtige titi-aap (Callicebus cupreus) is inheems aan die Amazone-rivierkom van Brasilië. Dit is een van die min primate wat lewenslange monogamie beoefen. Slegs 3-5% van die soogdiere doen dit. Prairie voles, 'n knaagdier, was die onderwerp van die meeste vorige monogamiestudies. Maar aangesien dit nie primate is nie, kan sulke bevindings nie na ons spesie oorgaan nie.

Hierdie ape vertoon sekere menslike eienskappe in hul verhoudings. Hulle vorm hegte bande, raak ontsteld as hulle uitmekaar is, en die mannetjie sal sy maat teen gevaar beskerm. Ondersoekers by die California National Primate Research Center (CNPRC), aan UC Davis, het die studie gedoen. Die senior skrywer daarvan was dr Karen Bales, 'n kernwetenskaplike daar. Sy het in 'n persverklaring oor titi-apies gesê: "Hulle het gedrag en emosies wat ons herken as naby aan hoe ons voel." Alhoewel beide geslagte van hierdie spesie maatbewaking vertoon, is dit bekend dat manlike titi-ape 'n spesifieke jaloesiereaksie toon. Hulle slaan hul verhale heen en weer en boog hul rug as hulle jaloers word.

Koppige titi-ape koppel mekaar om hulpbronne en kindersorg te deel. Krediet: Getty Images

Om die 'jaloesietoestand' te bewerkstellig, het dr. Bales en kollegas elke vroulike maat by 'n vreemde manlike aap geplaas, met die oog op haar maat. Wetenskaplikes het elke wyfie vir 'n halfuur daar gelos. Hulle het ook 'n kontrolegroep gehad, waar hulle 'n vreemde wyfie by 'n vreemde mannetjie sit. Die gedrag van die kykap is verfilm en sy brein is geskandeer om te sien watter gebiede aktief is by elke toestand.

Toe 'n jaloesie-toestand ingestel is, het die stroombane in 'n streek bekend as die cingulêre korteks 'n dramatiese toename in aktiwiteit gesien. Dit is bekend dat hierdie streek 'n paar bindings by primate kan vergemaklik. In ons spesie hou dit verband met sosiale uitsluiting of sosiale pyn.

"Verhoogde aktiwiteit in die cingulêre korteks pas by die siening van jaloesie as sosiale verwerping," het Bales gesê. Verhoogde aktiwiteit is ook in die laterale septum opgespoor, 'n gebied wat verband hou met aggressiewe gedrag. "Vorige studies het die laterale septum geïdentifiseer as betrokke by die vorming van paarbindings by primate," het dr. Bales gesê.

"Die idee agter dit alles is dat ons eers moet verstaan ​​hoe die neurobiologie van sosiale binding normaal werk voordat ons kan verstaan ​​wat gebeur in situasies waar sosiale binding, sosiale gedrag of sosiale kommunikasie benadeel word," het Bales gesê. 'Byvoorbeeld by siektes soos outisme of skisofrenie.'

CNPRC-navorsers wil die neurobiologiese onderbou tot jaloesie vind. Krediet: Geoff B. Hall, Wikimedia Commons.

Navorsers het ook die hormoonvlakke van die manlike aap getoets. In die jaloesietoestand het hulle 'n toename in testosteroon- en kortisolvlakke gesien. Kortisol is die streshormoon. Terwyl testosteroon gepaard gaan met kompetisie en aggressie tussen mans. 'Om jou maat van jou teenstander weg te hou, is evolusionêr gerig op die behoud van die verhouding,' het Bales gesê.

Die neurobiologie van paarbinding is van kritieke belang om te verstaan ​​hoe monogamie ontwikkel het en hoe dit as 'n sosiale stelsel onderhou word. Monogamie het waarskynlik verskeie kere ontwikkel, dus dit is nie verbasend dat die neurobiologie tussen verskillende soorte verskil nie. Dit wil egter voorkom asof daar samevloeiende evolusie plaasgevind het as dit kom by die neurochemie van pare en jaloesie.

Die volgende stap, om uit te vind of vroulike titi-ape, wat ook jaloers word, dieselfde neurobiologiese reaksie het. "Geslagsverskille in die neurobiologie van sosiale gedrag kan uiteindelik vrae verklaar soos waarom meer seuns as meisies outisme het, en waarom mans en vroue anders optree in romantiese verhoudings," het dr. Bale gesê. "'N Beter begrip van hierdie neurobiologie kan ook belangrike leidrade gee oor hoe u gesondheids- en welsynsprobleme soos verslawing en vennootgeweld, sowel as outisme, moet benader." Die resultate van hierdie studie is in die open-access joernaal gepubliseer, Grense in ekologie en evolusie.


Inhoud

Die Big Bang-teorie bied 'n omvattende verklaring vir 'n wye verskeidenheid waargenome verskynsels, waaronder die oorvloed van ligelemente, die CMB, grootskaalse struktuur en die wet van Hubble. [10] Die teorie hang af van twee hoofaannames: die universaliteit van fisiese wette en die kosmologiese beginsel. Die universaliteit van fisiese wette is een van die onderliggende beginsels van die relatiwiteitsteorie. Die kosmologiese beginsel bepaal dat die heelal op groot skale homogeen en isotroop is - dit lyk in alle rigtings ongeag die ligging. [11]

Hierdie idees is aanvanklik as postulate beskou, maar later is gepoog om elkeen daarvan te toets. Die eerste aanname is byvoorbeeld getoets deur waarnemings wat aantoon dat die grootste moontlike afwyking van die fyn-struktuurkonstante oor 'n groot deel van die ouderdom van die heelal van orde 10 -5 is. [12] Algemene relatiwiteit het ook streng toetse op die skaal van die Sonnestelsel en binêre sterre geslaag. [13] [14] [aantekeninge 1]

Die grootskaalse heelal lyk asotropies soos gesien vanaf die aarde. As dit inderdaad isotropies is, kan die kosmologiese beginsel afgelei word van die eenvoudiger Kopernikaanse beginsel, wat bepaal dat daar geen voorkeur (of spesiale) waarnemer of uitkykpunt is nie. Vir hierdie doel is die kosmologiese beginsel tot 'n vlak van 10 -5 bevestig deur waarnemings van die temperatuur van die CMB. Op die skaal van die CMB-horison word die heelal vanaf 1995 gemeet as homogeen met 'n boonste grens in die orde van 10% inhomogeniteit. [15]

Uitbreiding van die ruimte

Die uitbreiding van die heelal is afgelei uit die astronomiese waarnemings in die vroeë twintigste eeu en is 'n noodsaaklike bestanddeel van die Big Bang-teorie. Wiskundig beskryf algemene relatiwiteit ruimtetyd met 'n maatstaf wat die afstande bepaal wat nabygeleë punte skei. Die punte, wat sterrestelsels, of ander voorwerpe kan wees, word gespesifiseer met behulp van 'n koördinaatkaart of 'rooster' wat gedurende alle ruimtetye neergelê word. Die kosmologiese beginsel impliseer dat die maatstaf op groot skaal homogeen en isotroop moet wees, wat die statistiek Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker (FLRW) uniek uitsonder. Hierdie maatstaf bevat 'n skaalfaktor wat beskryf hoe die grootte van die heelal mettertyd verander. Dit stel 'n maklike keuse van 'n koördinaatstelsel, genaamd comoving coördinate, in. In hierdie koördinaatstelsel brei die rooster saam met die heelal uit, en voorwerpe wat slegs beweeg as gevolg van die uitbreiding van die heelal, bly op vaste punte op die rooster. Terwyl hul koördineer afstand (beweegafstand) bly konstant, die fisies die afstand tussen twee sulke bewegingspunte uit te brei proporsioneel met die skaalfaktor van die heelal. [16]

Die oerknal is nie 'n ontploffing van materie wat na buite beweeg om 'n leë heelal te vul nie. In plaas daarvan brei die ruimte self oral met tyd uit en vergroot die fisiese afstande tussen die komende punte. Met ander woorde, die oerknal is nie 'n ontploffing nie in die ruimte, maar eerder 'n uitbreiding van die ruimte. [4] Omdat die FLRW-maatstaf 'n eenvormige verdeling van massa en energie aanneem, is dit slegs op groot skale van toepassing op ons heelal - plaaslike konsentrasies van materie soos ons sterrestelsel brei nie noodwendig uit met dieselfde snelheid as die hele heelal nie. [17]

Horisonne

'N Belangrike kenmerk van die oerknal ruimtetyd is die teenwoordigheid van deeltjiehorisonne. Aangesien die heelal 'n eindige ouderdom het, en lig teen 'n eindige spoed beweeg, kan daar gebeure in die verlede wees waarvan die lig nog nie tyd gehad het om ons te bereik nie. Dit plaas 'n perk of a verby horison op die verste voorwerpe wat waargeneem kan word. Omgekeerd, omdat die ruimte uitbrei, en die voorwerpe wat ver verwyder word, al vinniger terugtrek, kan die lig wat vandag deur ons uitgestraal word, nooit die voorwerpe wat baie ver is, “inhaal” nie. Dit definieer a toekomshorison, wat die gebeure in die toekoms wat ons sal kan beïnvloed, beperk. Die teenwoordigheid van enige tipe horison hang af van die besonderhede van die FLRW-model wat ons heelal beskryf. [18]

Ons begrip van die heelal in baie vroeë tye dui daarop dat daar 'n horison was, maar in die praktyk word ons siening ook beperk deur die ondeursigtigheid van die heelal in vroeë tye. Ons siening kan dus nie verder agteruit strek in die tyd nie, alhoewel die horison in die ruimte terugtrek. As die uitbreiding van die heelal aanhou versnel, is daar ook 'n toekomshorison. [18]

Thermalisering

Sommige prosesse in die vroeë heelal het te stadig, in vergelyking met die uitbreidingstempo van die heelal, plaasgevind om die benaderde termodinamiese ewewig te bereik. Ander was vinnig genoeg om termisering te bereik. Die parameter wat gewoonlik gebruik word om uit te vind of 'n proses in die vroeë heelal termiese ewewig bereik het, is die verhouding tussen die tempo van die proses (gewoonlik die tempo van botsings tussen deeltjies) en die Hubble-parameter. Hoe groter die verhouding, hoe meer tyd moes deeltjies warm word voordat dit te ver van mekaar af was. [19]

Volgens die oerknalteorie was die heelal aan die begin baie warm en baie kompak, en sedertdien het dit uitgebrei en afgekoel.

Enkelheid

Ekstrapolasie van die uitbreiding van die heelal agteruit in die tyd met behulp van algemene relatiwiteit lewer 'n oneindige digtheid en temperatuur op 'n eindige tyd in die verlede. [20] Hierdie onreëlmatige gedrag, bekend as die gravitasie-enkelvoud, dui aan dat algemene relatiwiteit nie 'n voldoende beskrywing is van die wette van fisika in hierdie regime nie. Modelle gebaseer op algemene relatiwiteit alleen kan nie ekstrapoleer na die singulariteit nie — voor die einde van die sogenaamde Planck-tydperk. [5]

Hierdie oer-singulariteit word self soms 'die oerknal' genoem, [21] maar die term kan ook verwys na 'n meer generiese vroeë warm, digte fase [22] [aantekeninge 2] van die heelal. In albei gevalle word 'die oerknal' as 'n gebeurtenis ook in die volksmond 'die' geboorte 'van ons heelal genoem, aangesien dit die punt in die geskiedenis is waar die universum 'n regime kan betree waar die wette van die fisika as ons verstaan ​​dit (spesifiek algemene relatiwiteit en die standaardmodel van deeltjiefisika). Op grond van metings van die uitbreiding met behulp van tipe Ia-supernovas en metings van temperatuurswisselinge op die kosmiese mikrogolfagtergrond, is die tyd wat verloop het sedert daardie gebeurtenis - bekend as die "ouderdom van die heelal" - 13.799 ± 0,021 miljard jaar. [23]

Ondanks die feit dat dit op die oomblik uiters dig was - baie digter as wat gewoonlik nodig is om 'n swart gat te vorm - het die heelal nie weer ineengestort nie. Gewoonlik gebruik berekeninge en perke om gravitasie-ineenstorting te verklaar, is gewoonlik gebaseer op voorwerpe van relatiewe konstante grootte, soos sterre, en is nie van toepassing op vinnig groeiende ruimtes soos die oerknal nie. Aangesien die vroeë heelal nie onmiddellik in 'n menigte swart gate ineengestort het nie, moes materie op daardie stadium baie eweredig versprei gewees het met 'n weglaatbare digtheidsgradiënt. [24]

Inflasie en baryogenese

Daar word baie bespiegel oor die vroegste fases van die oerknal omdat daar nie astronomiese gegewens daaroor beskikbaar is nie. In die algemeenste modelle is die heelal homogeen en isotrop gevul met 'n baie hoë energiedigtheid en geweldige temperature en druk, en het vinnig uitgebrei en afgekoel. Die periode van 0 tot 10 - 43 sekondes na die uitbreiding, die Planck-tydperk, was 'n fase waarin die vier fundamentele kragte - die elektromagnetiese krag, die sterk kernkrag, die swak kernkrag en die swaartekrag - as een verenig is . [25] In hierdie stadium was die kenmerkende skaallengte van die heelal die Planck-lengte, 1,6 × 10 −35 m, en het gevolglik 'n temperatuur van ongeveer 10 32 grade Celsius gehad. Selfs die konsep van 'n deeltjie breek in hierdie toestande af. 'N Behoorlike begrip van hierdie periode wag op die ontwikkeling van 'n teorie oor kwantumgravitasie. [26] [27] Die Planck-tydperk is opgevolg deur die grootse eenwordingstydperk wat begin het op 10 -43 sekondes, waar gravitasie van die ander kragte geskei het namate die temperatuur van die heelal daal. [25]

Na ongeveer 10 −37 sekondes na die uitbreiding het 'n fase-oorgang 'n kosmiese inflasie veroorsaak, waartydens die heelal eksponensieel gegroei het, onbeperk deur die ligsnelheid-invariansie, en die temperatuur met 'n faktor van 100 000 gedaal het. Mikroskopiese kwantumswisselinge wat plaasgevind het as gevolg van Heisenberg se onsekerheidsbeginsel, is versterk in die sade wat later die grootskaalse struktuur van die heelal sou vorm. [28] Op 'n tydstip van ongeveer 10 - 36 sekondes begin die elektrisiteitstydperk wanneer die sterk kernkrag van die ander kragte skei, met slegs die elektromagnetiese krag en die swak kernkrag wat verenig bly. [29]

Inflasie het ongeveer 10 tot 33 - 10 - 32 sekondes gestaak, en die volume van die heelal het met 'n faktor van minstens 10 78 toegeneem. Herverhitting het plaasgevind totdat die heelal die temperatuur behaal het wat nodig is vir die produksie van 'n kwark-gluonplasma sowel as alle ander elementêre deeltjies. [30] [31] Temperature was so hoog dat die willekeurige bewegings van deeltjies teen relativistiese snelhede was, en dat deeltjies-deeltjies-pare van alle soorte voortdurend in botsings geskep en vernietig word. [4] Op 'n stadium skend 'n onbekende reaksie genaamd baryogenese die bewaring van die bariongetal, wat gelei het tot 'n baie klein oormaat kwarks en leptone oor antikwerke en antileptone - in die orde van een deel in 30 miljoen. Dit het gelei tot die oorheersing van materie bo antimaterie in die huidige heelal. [32]

Verkoeling

Die heelal het in digtheid en daling in temperatuur bly afneem, en daarom het die tipiese energie van elke deeltjie afgeneem. Simmetrie-brekende fase-oorgange plaas die fundamentele kragte van die fisika en die parameters van elementêre deeltjies in hul huidige vorm, met die elektromagnetiese krag en die swak kernkrag wat ongeveer 10 - 12 sekondes van mekaar skei. [29] [33] Na ongeveer 10 −11 sekondes word die prentjie minder spekulatief, aangesien deeltjie-energie daal tot waardes wat in deeltjieversnellers bereik kan word. Ongeveer 10 - 6 sekondes het kwarks en gluone gekombineer om barione soos protone en neutrone te vorm. Die klein oormaat kwarks bo antiquarks het gelei tot 'n klein oormaat barione bo antibaryons. Die temperatuur was nou nie meer hoog genoeg om nuwe proton-antiproton-pare te skep nie (net so vir neutrone-antineutrone), en gevolglik het 'n massa-vernietiging onmiddellik gevolg, wat net een uit 108 van die oorspronklike materie-deeltjies en geen van hul antipartikels agtergelaat het nie. [34] 'n Soortgelyke proses het ongeveer 1 sekonde voor elektrone en positrone plaasgevind. Na hierdie vernietiging het die oorblywende protone, neutrone en elektrone nie meer relativisties beweeg nie en is die energiedigtheid van die heelal oorheers deur fotone (met 'n geringe bydrae van neutrino's).

'N Paar minute na die uitbreiding, toe die temperatuur ongeveer 'n miljard kelvin was en die digtheid van die materie in die heelal vergelykbaar was met die huidige digtheid van die aarde se atmosfeer, is neutrone gekombineer met protone om die heelal se deuterium- en heliumkerne te vorm in 'n proses genaamd Big Bang nukleosintese (BBN). [35] Die meeste protone het nie saamgevoeg as waterstofkerne nie. [36]

Namate die heelal afgekoel het, het die res-energiedigtheid van materie die swaartekrag van die fotonstraling oorheers. Na ongeveer 379 000 jaar het die elektrone en kerne in atome (meestal waterstof) saamgevoeg wat straling kon uitstraal. Hierdie relikstraling, wat grotendeels onbelemmerd deur die ruimte voortgegaan het, staan ​​bekend as die kosmiese mikrogolfagtergrond. [36]

Struktuurvorming

Oor 'n lang tydperk het die effens digter gebiede van die eenvormig verspreide materie swaartekrag naby die materie aangetrek en sodoende nog digter geword en sodoende gaswolke, sterre, sterrestelsels en die ander astronomiese strukture gevorm. [4] Die besonderhede van hierdie proses hang af van die hoeveelheid en tipe materie in die heelal. Die vier moontlike soorte materie staan ​​bekend as koue donker materie, warm donker materie, warm donker materie en baroniese materie. Die beste metings beskikbaar, van die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), toon dat die data goed pas deur 'n Lambda-CDM-model waarin donker materie as koud beskou word (warm donker materie word uitgesluit deur vroeë re-ionisering), [38] en beraam dat dit ongeveer 23% van die materie / energie van die heelal uitmaak, terwyl die baroniese materie ongeveer 4,6% uitmaak. [39] In 'n 'uitgebreide model' wat donker materie in die vorm van neutrino's insluit, [40] as die 'fisiese bariondigtheid' Ω b h 2 < displaystyle Omega _ < text> h ^ <2>> word geskat op ongeveer 0,023 (dit verskil van die 'barion digtheid' Ω b < displaystyle Omega _ < teks>> uitgedruk as 'n fraksie van die totale materie / energiedigtheid, wat ongeveer 0,046 is), en die ooreenstemmende koue donker materie-digtheid Ω c h 2 < displaystyle Omega _ < text> h ^ <2>> is ongeveer 0.11, die ooreenstemmende neutrino digtheid Ω v h 2 < displaystyle Omega _ < teks> h ^ <2>> word geskat op minder as 0,0062. [39]

Kosmiese versnelling

Onafhanklike bewyse van tipe Ia-supernovas en die CMB impliseer dat die heelal vandag oorheers word deur 'n geheimsinnige vorm van energie, bekend as donker energie, wat blykbaar die hele ruimte deurdring. Volgens die waarnemings is 73% van die totale energiedigtheid van die hedendaagse heelal in hierdie vorm. Toe die heelal baie jonk was, was dit waarskynlik toegegooi met donker energie, maar met minder ruimte en alles nader aan mekaar, het swaartekrag die oorhand gehad, en dit het die uitbreiding stadig gerem. Maar uiteindelik, na talle biljoen jaar van uitbreiding, het die dalende digtheid van materie in verhouding tot die digtheid van donker energie veroorsaak dat die uitbreiding van die heelal stadig begin versnel. [7]

Donker energie het in sy eenvoudigste formulering die vorm van die kosmologiese konstante term in Einstein-veldvergelykings van algemene relatiwiteit, maar die samestelling en meganisme daarvan is onbekend en, meer algemeen, die besonderhede van die toestandvergelyking en verband met die standaardmodel van deeltjie-fisika voortgaan om ondersoek te word, beide deur waarneming en teoreties. [7]

Al hierdie kosmiese evolusie na die inflasionêre era kan streng beskryf en gemodelleer word deur die ΛCDM-model van die kosmologie, wat die onafhanklike raamwerke van kwantummeganika en algemene relatiwiteit gebruik. Daar is geen maklik toetsbare modelle wat die situasie voor ongeveer 10-15 sekondes sou beskryf nie. [41] Die begrip van hierdie vroegste tydperke in die geskiedenis van die heelal is tans een van die grootste onopgeloste probleme in die fisika.

Etimologie

Die Engelse sterrekundige Fred Hoyle word erken dat hy die term 'Big Bang' geskep het tydens 'n toespraak vir 'n BBC-radio-uitsending in Maart 1949, [42] en gesê: 'Hierdie teorieë was gebaseer op die hipotese dat al die sake in die heelal in een groot geskep is knal op 'n bepaalde tydstip in die afgeleë verlede. ' [43] [44]

Daar word algemeen gerapporteer dat Hoyle, wat 'n alternatiewe 'steady-state' kosmologiese model voorgestaan ​​het, bedoel het dat dit pejoratief sou wees, [45] maar Hoyle het dit uitdruklik ontken en gesê dat dit net 'n treffende beeld is wat bedoel is om die verskil tussen die twee modelle uit te lig. . [46] [47]

Ontwikkeling

Die Big Bang-teorie het ontwikkel uit waarnemings van die struktuur van die heelal en uit teoretiese oorwegings. In 1912 het Vesto Slipher die eerste Doppler-verskuiwing van 'n 'spiraalnevel' gemeet (spiraalnevel is die verouderde term vir spiraalvormige sterrestelsels) en het hy vinnig ontdek dat byna al sulke newels van die aarde af was. Hy het nie die kosmologiese implikasies van hierdie feit begryp nie, en destyds was dit hoogs kontroversieel of hierdie newels buite die Melkweg 'eilande' is. [49] [50] Tien jaar later het Alexander Friedmann, 'n Russiese kosmoloog en wiskundige, die Friedmann-vergelykings afgelei van Einstein-veldvergelykings, wat getoon het dat die heelal kan uitbrei in teenstelling met die statiese heelal-model wat Albert Einstein destyds voorgestaan ​​het. [51]

In 1924 het die Amerikaanse sterrekundige Edwin Hubble se meting van die groot afstand tot die naaste spiraalnewels getoon dat hierdie stelsels inderdaad ander sterrestelsels was. Vanaf dieselfde jaar het Hubble noukeurig 'n reeks afstandsaanduiders ontwikkel, die voorloper van die kosmiese afstandsleer, met behulp van die Hooker-teleskoop van 100 duim (2,5 m) by Mount Wilson Observatory. Dit het hom in staat gestel om afstande na sterrestelsels te skat waarvan die rooi verskuiwings reeds gemeet is, meestal deur Slipher. In 1929 ontdek Hubble 'n verband tussen afstand en resessiesnelheid - nou bekend as die wet van Hubble. [52] [53] Teen daardie tyd het Lemaître reeds getoon dat dit verwag is, gegewe die kosmologiese beginsel. [7]

Onafhanklik van Friedmann se vergelykings in 1927, het Georges Lemaître, 'n Belgiese fisikus en Rooms-Katolieke priester, voorgestel dat die afgeleide resessie van die newels te wyte was aan die uitbreiding van die heelal. [54] In 1931 het Lemaître verder gegaan en gesuggereer dat die duidelike uitbreiding van die heelal, as dit terug geprojekteer word, beteken dat hoe verder in die verlede hoe kleiner die heelal was, totdat al die massa in die verlede die heelal is gekonsentreer in 'n enkele punt, 'n 'oeratoom' waar en wanneer die weefsel van tyd en ruimte ontstaan ​​het. [55]

In die twintiger- en dertigerjare verkies byna elke groot kosmoloog 'n ewige bestendige toestand-heelal, en verskeie het gekla dat die begin van die tyd wat deur die oerknal geïmpliseer word, godsdienstige begrippe in die fisika ingevoer het. [56] Hierdie persepsie is versterk deur die feit dat die oorsprong van die Big Bang-teorie, Lemaître, 'n Rooms-Katolieke priester was. [57] Arthur Eddington stem saam met Aristoteles dat die heelal nie 'n begin in die tyd gehad het nie, nl., daardie saak is ewig. 'N Begin in die tyd was vir hom' weersinwekkend '. [58] [59] Lemaître stem egter nie saam nie:

As die wêreld met 'n enkele kwantum begin het, sou die begrippe ruimte en tyd in die begin heeltemal geen betekenis hê nie, maar sou dit eers 'n sinvolle betekenis hê as die oorspronklike kwantum in 'n voldoende aantal kwantas verdeel is. As hierdie voorstel korrek is, het die begin van die wêreld 'n bietjie voor die begin van ruimte en tyd plaasgevind. [60]

Gedurende die dertigerjare is ander idees voorgestel as nie-standaard kosmologieë om Hubble se waarnemings, waaronder die Milne-model, [61] die ossillerende heelal (oorspronklik voorgestel deur Friedmann, maar voorgestaan ​​deur Albert Einstein en Richard C. Tolman) [62] en Fritz Zwicky se moeglig-hipotese. [63]

Na die Tweede Wêreldoorlog het twee verskillende moontlikhede na vore gekom. Een daarvan was Fred Hoyle se bestendige-model, waardeur nuwe materie geskep sou word soos wat die heelal blyk te wees. In hierdie model is die heelal op enige tydstip ongeveer dieselfde. [64] Die ander was die Big Bang-teorie van Lemaître, wat deur George Gamow voorgestaan ​​en ontwikkel is, wat BBN [65] bekendgestel het en wie se medewerkers, Ralph Alpher en Robert Herman, die CMB voorspel het. [66] Ironies genoeg was dit Hoyle wat die frase geskep het wat op Lemaître se teorie toegepas is, en daarna verwys het as "dit groot ontploffing idee "tydens 'n BBC Radio-uitsending in Maart 1949. [47] [44] [aantekeninge 3] Daar is 'n ruk lank steun verdeel tussen hierdie twee teorieë. Uiteindelik het die waarnemingsgetuienis, veral uit radiotellings, Big begin bevoordeel. Knal oor bestendige toestand. Die ontdekking en bevestiging van die CMB in 1964 verseker die Oerknal as die beste teorie oor die ontstaan ​​en evolusie van die heelal. [67] Baie van die huidige werk in die kosmologie sluit in begrip van hoe sterrestelsels vorm in die konteks van die oerknal, wat die fisika van die heelal vroeër en vroeër verstaan, en waarnemings met die basiese teorie versoen. [ aanhaling nodig ]

In 1968 en 1970 het Roger Penrose, Stephen Hawking en George F. R. Ellis referate gepubliseer waarin hulle getoon het dat wiskundige enkelhede 'n onvermydelike voorwaarde was vir relatiwistiese modelle van die oerknal. [68] [69] Van die 1970's tot die 1990's het kosmoloë gewerk aan die kenmerke van die oerknal-heelal en om uitstaande probleme op te los. In 1981 het Alan Guth 'n deurbraak gemaak in teoretiese werk om sekere uitstaande teoretiese probleme in die Big Bang-teorie op te los, met die bekendstelling van 'n tydperk van vinnige uitbreiding in die vroeë heelal wat hy 'inflasie' genoem het. [70] Intussen was daar gedurende hierdie dekades twee vrae in die waarnemingskosmologie wat baie bespreking en meningsverskil veroorsaak het oor die presiese waardes van die Hubble Constant [71] en die materie-digtheid van die heelal (voor die ontdekking van donker energie, gedink aan die sleutelvoorspeller wees vir die uiteindelike lot van die heelal). [72]

In die middel negentigerjare het waarnemings van sekere bolvormige trosse blykbaar aan te dui dat hulle ongeveer 15 miljard jaar oud was, wat in stryd was met die meeste huidige beramings van die ouderdom van die heelal (en inderdaad met die ouderdom wat vandag gemeet word). Hierdie probleem is later opgelos toe nuwe rekenaarsimulasies, wat die gevolge van massaverlies as gevolg van sterwinde insluit, 'n baie jonger ouderdom vir bolvormige trosse aandui. [73] Alhoewel daar nog vrae is oor hoe akkuraat die ouderdomme van die trosse gemeet word, is bolvormige trosse van belang vir die kosmologie as van die oudste voorwerpe in die heelal. [ aanhaling nodig ]

Aansienlike vordering in die Big Bang-kosmologie is sedert die laat negentigerjare gemaak as gevolg van vooruitgang in teleskooptegnologie, sowel as die ontleding van data vanaf satelliete soos die Cosmic Background Explorer (COBE), [74] die Hubble-ruimteteleskoop en WMAP. [75] Kosmoloë het nou redelik akkurate en akkurate metings van baie van die parameters van die Big Bang-model en het die onverwagte ontdekking gemaak dat die uitbreiding van die heelal blyk te versnel. [76] [77]

Die vroegste en mees direkte waarnemingsbewyse van die geldigheid van die teorie is die uitbreiding van die heelal volgens die wet van Hubble (soos aangedui deur die rooi verskuiwings van sterrestelsels), die ontdekking en meting van die kosmiese mikrogolfagtergrond en die relatiewe oorvloed van ligelemente wat deur Oerknal-nukleosintese (BBN). Meer onlangse bewyse sluit in waarnemings van die vorming en evolusie van sterrestelsels, en die verspreiding van grootskaalse kosmiese strukture. [79] Dit word soms die 'vier pilare' van die Big Bang-teorie genoem. [80]

Presiese moderne modelle van die oerknal spreek verskillende eksotiese fisiese verskynsels aan wat nie in die laboratorium-eksperimente waargeneem is of in die standaardmodel van deeltjie-fisika opgeneem is nie. Van hierdie kenmerke is donker materie tans die onderwerp van die mees aktiewe laboratoriumondersoeke. [81] Oorblywende kwessies sluit in die ongemaklike halo-probleem [82] en die dwergstelsel-probleem [83] van koue donker materiaal. Donkere energie is ook 'n gebied van intense belangstelling vir wetenskaplikes, maar dit is nie duidelik of direkte opsporing van donker energie moontlik sal wees nie. [84] Inflasie en baryogenese bly meer spekulatiewe kenmerke van die huidige oerknal-modelle. Daar word nog gesoek na lewensvatbare, kwantitatiewe verklarings vir sulke verskynsels. Dit is tans onopgeloste probleme in fisika.

Hubble se wet en die uitbreiding van die ruimte

Waarnemings van verafgeleë sterrestelsels en kwasars toon dat hierdie voorwerpe rooi verskuif word: die lig wat daaruit vrygestel word, is na langer golflengtes verskuif. Dit kan gesien word deur 'n frekwensiespektrum van 'n voorwerp te neem en ooreenstem met die spektroskopiese patroon van emissie- of absorpsielyne wat ooreenstem met atome van die chemiese elemente wat met die lig in wisselwerking tree.Hierdie rooi verskuiwings is eweredig isotroop en versprei eweredig tussen die waargenome voorwerpe in alle rigtings. As die rooi verskuiwing as 'n Doppler-verskuiwing geïnterpreteer word, kan die resessiesnelheid van die voorwerp bereken word. Vir sommige sterrestelsels is dit moontlik om afstande via die kosmiese afleer te skat. Wanneer die resessiesnelhede teen hierdie afstande opgestel word, word 'n lineêre verhouding bekend as die wet van Hubble waargeneem: [52] v = H 0 D < displaystyle v = H_ <0> D>

Hubble se wet het twee moontlike verklarings. Of ons staan ​​in die middel van 'n ontploffing van sterrestelsels - wat onhoudbaar is onder die aanname van die Copernicaanse beginsel - of dat die heelal oral oral uitbrei. Hierdie universele uitbreiding is voorspel vanuit die algemene relatiwiteit deur Friedmann in 1922 [51] en Lemaître in 1927, [54] lank voordat Hubble sy 1929-analise en waarnemings gedoen het, en dit bly die hoeksteen van die Big Bang-teorie soos ontwikkel deur Friedmann, Lemaître, Robertson, en Walker.

Die ruimte wat metrieke uitbreiding ondergaan, word getoon deur direkte waarnemingsbewyse van die kosmologiese beginsel en die Kopernikaanse beginsel, wat saam met die wet van Hubble geen ander verklaring het nie. Astronomiese rooi verskuiwings is uiters isotropies en homogeen, [52] wat die kosmologiese beginsel ondersteun dat die heelal in alle rigtings dieselfde lyk, tesame met baie ander bewyse. As die rooi verskuiwings die gevolg was van 'n ontploffing uit 'n sentrum ver van ons af, sou dit nie so in verskillende rigtings gelyk wees nie.

Metings van die effekte van die kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling op die dinamika van verafgeleë astrofisiese stelsels in 2000 het die Copernicaanse beginsel bewys dat die aarde op kosmologiese skaal nie in 'n sentrale posisie is nie. [86] Straling vanaf die oerknal was vroeër deur die heelal aantoonbaar warmer. Eenvormige verkoeling van die CMB oor miljarde jare is slegs verklaarbaar as die heelal 'n metrieke uitbreiding ervaar, en sluit die moontlikheid uit dat ons naby die unieke sentrum van 'n ontploffing is.

Kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling

In 1964 ontdek Arno Penzias en Robert Wilson die kosmiese agtergrondstraling, 'n algehele rigtingwyser in die mikrogolfbaan. [67] Hul ontdekking het 'n aansienlike bevestiging gegee van die voorspellings van die oerknal deur Alpher, Herman en Gamow rondom 1950. Deur die 1970's is gevind dat die bestraling ongeveer ooreenstem met 'n swartliggaamspektrum in alle rigtings. Hierdie spektrum is deur die uitbreiding herverskuif. van die heelal, en vandag stem dit ooreen met ongeveer 2,725 K. Dit het die balans tussen die bewyse ten gunste van die oerknal-model en Penzias en Wilson het die 1978 Nobelprys vir Fisika ontvang.

Die oppervlak van laaste verstrooiing wat ooreenstem met die emissie van die CMB vind kort daarna plaas rekombinasie, die tydvak wanneer neutrale waterstof stabiel word. Voor die tyd bestaan ​​die heelal uit 'n warm digte foton-barion plasmasee waar fotone vinnig versprei word van vry gelaaide deeltjies. 'N Piek van ongeveer 372 ± 14 kyr [38] word die gemiddelde vrye pad vir 'n foton lank genoeg om die huidige dag te bereik en die heelal word deursigtig.

In 1989 het NASA COBE van stapel gestuur, wat twee groot vordering gemaak het: in 1990 het spektrummetings met 'n hoë presisie getoon dat die CMB-frekwensiespektrum 'n byna perfekte swartliggaam is, sonder afwykings op 'n vlak van 1 deel in 104, en 'n residuele temperatuur gemeet. van 2.726 K (meer onlangse metings het hierdie syfer effens tot 2,7255 K gewysig) dan in 1992, het verdere COBE-metings klein skommelinge (anisotropies) in die CMB-temperatuur regoor die hemel ontdek, op 'n vlak van ongeveer een deel in 10 5. [74] John C. Mather en George Smoot ontvang die 2006 Nobelprys vir Fisika vir hul leiding in hierdie uitslae.

Gedurende die volgende dekade is CMB-anisotropieë verder ondersoek deur 'n groot aantal grond- en balloneksperimente. In 2000-2001 het verskeie eksperimente, veral BOOMERanG, gevind dat die vorm van die heelal ruimtelik byna plat is deur die tipiese hoekgrootte (die grootte aan die hemel) van die anisotropieë te meet. [91] [92] [93]

Vroeg in 2003 is die eerste resultate van die Wilkinson-mikrogolfanisotropie-sonde bekend gemaak, wat destyds die akkuraatste waardes vir sommige van die kosmologiese parameters opgelewer het. Die resultate het verskeie spesifieke kosmiese inflasiemodelle weerlê, maar stem ooreen met die inflasieteorie in die algemeen. [75] Die Planck ruimtesonde is in Mei 2009 van stapel gestuur. Ander kosmiese mikrogolf-agtergrond-eksperimente op grond- en ballongebiede is aan die gang.

Oorvloed van oerelemente

Met behulp van die oerknal-model is dit moontlik om die konsentrasie van helium-4, helium-3, deuterium en litium-7 in die heelal te bereken as verhoudings tot die hoeveelheid gewone waterstof. [35] Die relatiewe oorvloed hang af van 'n enkele parameter, die verhouding van fotone tot barione. Hierdie waarde kan onafhanklik van die gedetailleerde struktuur van CMB-skommelinge bereken word. Die verhoudings wat voorspel word (volgens massa, nie volgens getal nie) is ongeveer 0,25 vir He 4 / H < displaystyle < ce <^ 4He / H >>>, ongeveer 10 −3 vir H 2 / H < displaystyle < ce < ^ 2H / H >>>, ongeveer 10 −4 vir He 3 / H < displaystyle < ce <^ 3He / H >>> en ongeveer 10 −9 vir Li 7 / H < displaystyle < ce <^ 7Li / H >>>. [35]

Die gemete hoeveelhede stem almal ten minste ongeveer ooreen met die voorspel uit 'n enkele waarde van die baryon-tot-foton-verhouding. Die ooreenkoms is uitstekend vir deuterium, nou maar formeel teenstrydig vir He 4 < displaystyle < ce <^ 4He >>>, en af ​​met 'n faktor twee vir Li 7 < displaystyle < ce <^ 7Li >>> ( hierdie anomalie staan ​​bekend as die kosmologiese litiumprobleem) in die laaste twee gevalle is daar wesenlike stelselmatige onsekerhede. Desondanks is die algemene konsekwentheid met oorvloed wat deur BBN voorspel word, 'n sterk bewys vir die oerknal, aangesien die teorie die enigste bekende verklaring is vir die relatiewe oorvloed van ligelemente, en dit is feitlik onmoontlik om die oerknal te "instel" om veel meer te produseer. of minder as 20-30% helium. [94] Daar is inderdaad geen duidelike rede buite die oerknal dat byvoorbeeld die jong heelal (dws voor stervorming, soos bepaal deur die bestudering van materie wat vermoedelik vry is van sterre nukleosinteseprodukte) meer helium moet hê as deuterium of meer nie. deuterium as Hy 3 < displaystyle < ce <^ 3He >>>, en ook in konstante verhoudings. [95]: 182–185

Galaktiese evolusie en verspreiding

Gedetailleerde waarnemings van die morfologie en verspreiding van sterrestelsels en kwasars stem ooreen met die huidige stand van die oerknalteorie. 'N Kombinasie van waarnemings en teorie dui daarop dat die eerste kwasars en sterrestelsels ongeveer 'n miljard jaar na die oerknal gevorm het, en sedertdien het groter strukture gevorm, soos sterrestelsels en superklusters. [96]

Die bevolking van sterre het verouder en ontwikkel, sodat sterrestelsels in die verte (wat in die vroeë heelal waargeneem word) baie anders lyk as nabygeleë sterrestelsels (waargeneem in 'n meer onlangse toestand). Boonop lyk sterrestelsels wat relatief onlangs gevorm is, opvallend anders as sterrestelsels wat op soortgelyke afstande gevorm is, maar kort na die oerknal. Hierdie waarnemings is sterk argumente teen die bestendige-model. Waarnemings van stervorming, sterrestelsels en kwasarverspreidings en groter strukture stem goed ooreen met die oerknal-simulasies van die vorming van struktuur in die heelal en help om die besonderhede van die teorie te voltooi. [96] [97]

Oergaswolke

In 2011 het sterrekundiges volgens hulle ongerepte wolke van oergas gevind deur absorpsielyne in die spektra van verre kwasars te ontleed. Voor hierdie ontdekking is daar waargeneem dat alle ander astronomiese voorwerpe swaar elemente bevat wat in sterre gevorm word. Hierdie twee wolke gas bevat geen elemente wat swaarder is as waterstof en deuterium nie. [102] [103] Aangesien die wolke van gas geen swaar elemente het nie, het dit waarskynlik in die eerste paar minute na die oerknal tydens BBN gevorm.

Ander bewyse

Die ouderdom van die heelal soos geskat uit die Hubble-uitbreiding en die CMB stem nou goed ooreen met ander beramings deur gebruik te maak van die ouderdomme van die oudste sterre, beide gemeet deur die teorie van sterre-evolusie toe te pas op bolvormige trosse en deur radiometriese datering van individuele bevolking. II sterre. [104] Dit stem ook goed ooreen met ouderdomsberamings gebaseer op metings van die uitbreiding met behulp van tipe Ia-supernovas en metings van temperatuurskommelings in die kosmiese mikrogolfagtergrond. [23] Die ooreenstemming met onafhanklike metings van hierdie ouderdom ondersteun die Lambda-CDM (ΛCDM) -model, aangesien die model gebruik word om sommige metings in verband te bring met 'n ouderdomsberaming, en dit blyk dat alle ramings ooreenstem. Sommige waarnemings van voorwerpe uit die relatief vroeë heelal (in die besonder kwasar APM 08279 + 5255) wek egter kommer of hierdie voorwerpe genoeg tyd gehad het om so vroeg in die ΛCDM-model te vorm. [105] [106]

Die voorspelling dat die CMB-temperatuur in die verlede hoër was, is eksperimenteel ondersteun deur waarnemings van absorpsielyne met baie lae temperatuur in gaswolke teen hoë rooi verskuiwing. [107] Hierdie voorspelling impliseer ook dat die amplitude van die Sunyaev-Zel'dovich-effek in sterrestelsels nie direk van rooiverskuiwing afhang nie. Waarnemings het gevind dat dit ongeveer waar is, maar hierdie effek hang af van groepseienskappe wat wel verander met kosmiese tyd, wat presiese metings moeilik maak. [108] [109]

Toekomstige waarnemings

Toekomstige swaartekraggolfwaarnemings kan in staat wees om oergravitasiegolwe, oorblyfsels van die vroeë heelal, op te spoor tot minder as 'n sekonde na die oerknal. [110] [111]

Soos met enige teorie, het 'n aantal raaisels en probleme ontstaan ​​as gevolg van die ontwikkeling van die oerknalteorie. Sommige van hierdie raaisels en probleme is opgelos, terwyl ander nog uitstaande is. Voorgestelde oplossings vir sommige van die probleme in die Big Bang-model het nuwe raaisels aan die lig gebring. Byvoorbeeld, die horisonprobleem, die magnetiese monopoolprobleem en die vlakheidsprobleem word meestal met die inflasionêre teorie opgelos, maar die besonderhede van die inflasionêre heelal word nog steeds nie opgelos nie en baie, insluitend sommige grondleggers van die teorie, sê dit is weerlê . [112] [113] [114] [115] Hierna volg 'n lys van die misterieuse aspekte van die oerknalteorie wat steeds onder kosmoloë en astrofisici ondersoek word.

Baryon asimmetrie

Daar word nog nie verstaan ​​waarom die heelal meer materie het as antimaterie nie. [32] Daar word algemeen aanvaar dat toe die heelal jonk en baie warm was, dit in statistiese ewewig was en gelyke getalle barione en antibaryons bevat. Waarnemings dui egter daarop dat die heelal, met inbegrip van sy verste dele, feitlik geheel en al van materie bestaan. 'N Proses genaamd baryogenese is veronderstel om die asimmetrie te verreken. Om baryogenese te voorkom, moet aan die Sakharov-voorwaardes voldoen word. Dit vereis dat die bariongetal nie bewaar word nie, dat C-simmetrie en CP-simmetrie geskend word en dat die heelal van die termodinamiese ewewig afwyk. [116] Al hierdie toestande kom voor in die standaardmodel, maar die effekte is nie sterk genoeg om die huidige barion-asimmetrie te verklaar nie.

Donker energie

Metings van die rooiverskuiwing-grootte-verhouding vir tipe Ia-supernovas dui aan dat die uitbreiding van die heelal versnel sedert die heelal ongeveer die helfte van sy huidige ouderdom was. Om hierdie versnelling te verklaar, vereis algemene relatiwiteit dat baie van die energie in die heelal bestaan ​​uit 'n komponent met 'n groot negatiewe druk, genaamd 'donker energie'. [7]

Donker energie, hoewel spekulatief, los talle probleme op. Metings van die kosmiese mikrogolf-agtergrond dui aan dat die heelal amper ruimtelik plat is, en daarom moet die heelal volgens algemene relatiwiteit byna presies die kritieke digtheid van massa / energie hê. Maar die massadigtheid van die heelal kan gemeet word aan die hand van die gravitasiegroepering, en daar word gevind dat dit slegs ongeveer 30% van die kritieke digtheid het. [7] Aangesien die teorie suggereer dat donker energie nie op die gewone manier saamtrek nie, is dit die beste verklaring vir die "ontbrekende" energiedigtheid. Donker energie help ook om twee meetkundige metings van die algehele kromming van die heelal te verklaar, een met behulp van die frekwensie van gravitasie-lense, [117] en die ander met die kenmerkende patroon van die grootskaalse struktuur as kosmiese heerser.

Daar word geglo dat negatiewe druk 'n eienskap van vakuumenergie is, maar die presiese aard en bestaan ​​van donker energie bly een van die groot raaisels van die oerknal. Die resultate van die WMAP-span in 2008 stem ooreen met 'n heelal wat bestaan ​​uit 73% donker energie, 23% donker materie, 4,6% gewone materie en minder as 1% neutrino's. [39] Volgens die teorie neem die energiedigtheid in materie af met die uitbreiding van die heelal, maar die donker energiedigtheid bly konstant (of byna so) namate die heelal uitbrei. Daarom het materie in die verlede 'n groter fraksie van die totale energie van die heelal uitgemaak as vandag, maar die fraksionele bydrae daarvan sal in die verre toekoms daal namate donker energie nog meer dominant word.

Die donker-energiekomponent van die heelal word deur teoretici verklaar deur gebruik te maak van 'n verskeidenheid mededingende teorieë, waaronder Einstein se kosmologiese konstante, maar ook tot meer eksotiese vorme van kwintesse of ander gewysigde swaartekragskemas. [118] 'n Kosmologiese konstante probleem, soms die "mees verleentste probleem in die fisika" genoem, is die gevolg van die skynbare teenstrydigheid tussen die gemete energiedigtheid van donker energie, en die wat in Planck-eenhede naïef voorspel is. [119]

Donker materie

Gedurende die 1970's en die 1980's het verskillende waarnemings getoon dat daar nie voldoende sigbare materie in die heelal is om die skynbare sterkte van gravitasiekragte binne en tussen sterrestelsels te verreken nie. Dit het gelei tot die idee dat tot 90% van die materie in die heelal donker materie is wat nie lig uitstraal of in wisselwerking is met normale baroniese materie nie. Daarbenewens het die aanname dat die heelal meestal normale materie is, gelei tot voorspellings wat sterk nie ooreenstem met waarnemings nie. In die besonder is die heelal vandag baie meer klonterig en bevat baie minder deuterium as wat sonder donker materie verreken kan word. Terwyl donker materie nog altyd kontroversieel was, word dit afgelei deur verskillende waarnemings: die anisotropieë in die CMB, sterrestelselsnelheidsverspreidings, grootskaalse struktuurverspreidings, gravitasie-lensstudies en X-straalmetings van sterrestelsels. [120]

Indirekte bewyse vir donker materie is afkomstig van die invloed daarvan op ander materie, aangesien geen deeltjies van donker materie in laboratoriums waargeneem is nie. Baie kandidate vir deeltjiesfisika vir donker materie is voorgestel, en verskeie projekte om dit direk op te spoor is aan die gang. [121]

Daarbenewens is daar uitstekende probleme verbonde aan die huidiglik gunstige model vir koue donker materie, waaronder die dwergstelselprobleem [83] en die lastige stralingsprobleem. [82] Alternatiewe teorieë is voorgestel wat nie 'n groot hoeveelheid ongemerkte materie benodig nie, maar die swaartekragwette wat deur Newton en Einstein ingestel is, verander, maar nog geen alternatiewe teorie was so suksesvol soos die voorstel vir koue donker materie om alle waarnemings wat tans bestaan, te verklaar nie. . [122]

Horison probleem

Die horisonprobleem is die gevolg van die uitgangspunt dat inligting nie vinniger as lig kan beweeg nie. In 'n heelal van eindige ouderdom stel dit 'n limiet - die deeltjiehorison - vir die skeiding van twee gebiede van die ruimte wat in oorsaaklike kontak is. [123] Die waargenome isotropie van die CMB is problematies in hierdie verband: as die heelal te alle tye deur straling of materie oorheers is tot die tydperk van die laaste verstrooiing, sou die deeltjiehorison op daardie tydstip ongeveer 2 grade op die lug. Daar sou dan geen meganisme wees wat veroorsaak dat wyer streke dieselfde temperatuur het nie. [95]: 191–202

'N Resolusie tot hierdie skynbare teenstrydigheid word aangebied deur die inflasionêre teorie waarin 'n homogene en isotrope skalêre energieveld die heelal in 'n baie vroeë periode (voor baryogenese) oorheers. Tydens inflasie ondergaan die heelal eksponensiële uitbreiding, en die deeltjiehorison brei baie vinniger uit as wat voorheen aanvaar is, sodat streke tans aan weerskante van die waarneembare heelal goed binne mekaar se deeltjiehorison is. Die waargenome isotropie van die CMB volg dan uit die feit dat hierdie groter streek in oorsaaklike kontak was voor die aanvang van inflasie. [28]: 180–186

Die onsekerheidsbeginsel van Heisenberg voorspel dat daar gedurende die inflasiefase kwantum-termiese skommelinge sou wees, wat op 'n kosmiese skaal vergroot sou word. Hierdie skommelinge het gedien as die saad vir al die huidige strukture in die heelal. [95]: 207 Inflasie voorspel dat die oerfluktasies byna skaal onveranderlik en Gaussies is, wat deur metings van die CMB akkuraat bevestig is. [75]: art 6

As inflasie sou plaasvind, sou eksponensiële uitbreiding groot streke van die ruimte ver buite ons waarneembare horison stoot. [28]: 180–186

'N Verwante kwessie met die klassieke horisonprobleem kom voor omdat inflasie in die meeste standaard kosmologiese inflasiemodelle ophou voordat die elektro-swakke simmetrie breek, dus moet inflasie nie in staat wees om grootskaalse diskontinuïteite in die elektro-swakke vakuum te voorkom nie, aangesien verre dele van die waarneembare heelal was oorsaaklik geskei toe die elektriese tydvak geëindig het. [124]

Magnetiese monopole

Die magnetiese monopool-beswaar is in die laat 1970's geopper. Grand Unified-teorieë (GUT's) het topologiese defekte in die ruimte voorspel wat as magnetiese monopole sou manifesteer. Hierdie voorwerpe sal doeltreffend in die warm vroeë heelal geproduseer word, wat lei tot 'n digtheid wat baie hoër is as wat met waarnemings ooreenstem, aangesien geen monopole gevind is nie. Hierdie probleem word opgelos deur kosmiese inflasie, wat alle puntdefekte uit die waarneembare heelal verwyder, op dieselfde manier as wat dit die geometrie tot vlakheid dryf. [123]

Vlakheid probleem

Die vlakheidsprobleem (ook bekend as die oudheidsprobleem) is 'n waarnemingsprobleem wat verband hou met 'n FLRW. [123] Die heelal kan positiewe, negatiewe of nul ruimtelike kromming hê, afhangende van sy totale energiedigtheid. Kromming is negatief as die digtheid daarvan kleiner is as die kritieke digtheid positief as dit groter is en nul by die kritieke digtheid, in welke geval die ruimte gesê word plat. Waarnemings dui aan dat die heelal ooreenstem met die feit dat dit plat is. [125] [126]

Die probleem is dat enige klein afwyking van die kritieke digtheid mettertyd groei, en tog bly die heelal vandag baie naby aan plat. [Opmerkings 4] Aangesien 'n natuurlike tydskaal vir die afwyking van vlakheid die Planck-tyd kan wees, 10 −43 sekondes, [4] is die feit dat die heelal na miljarde jare nie 'n hitte-dood of 'n groot krisis bereik het nie, 'n verklaring nodig. Byvoorbeeld, selfs op 'n betreklik laat ouderdom van 'n paar minute (die tyd van nukleosintese), moes die digtheid van die heelal in 10 14 van sy kritieke waarde binne een deel gewees het, anders sou dit nie bestaan ​​soos vandag nie. [127]

Voor waarnemings van donker energie, het kosmoloë twee scenario's vir die toekoms van die heelal oorweeg. As die massadigtheid van die heelal groter was as die kritieke digtheid, sou die heelal 'n maksimum grootte bereik en dan ineenstort. Dit sou weer digter en warmer word en eindig met 'n soortgelyke toestand as waarin dit begin het - 'n Big Crunch. [18]

Alternatiewelik, as die digtheid in die heelal gelyk was aan of onder die kritieke digtheid, sou die uitbreiding vertraag, maar nooit stop nie. Stervorming sou ophou met die verbruik van interstellêre gas in elke sterrestelsel wat sterre sou uitgebrand het, wat wit dwerge, neutronsterre en swart gate agtergelaat het. Botsings hiertussen sal lei tot massa wat in groter en groter swart gate ophoop. Die gemiddelde temperatuur van die heelal sou baie geleidelik asimptoties die absolute nul nader - 'n Big Freeze. [128] Verder, as protone onstabiel is, sal baryoniese materie verdwyn en slegs bestraling en swart gate agterlaat. Uiteindelik sou swart gate verdamp deur Hawking-straling uit te gee. Die entropie van die heelal sou toeneem tot op die punt waar geen georganiseerde vorm van energie daaruit onttrek kon word nie, 'n scenario wat bekend staan ​​as hitte-dood. [129]

Moderne waarnemings van versnelde uitbreiding impliseer dat meer en meer van die huidige sigbare heelal buite ons gebeurtenishorison gaan en buite kontak met ons sal wees. Die uiteindelike uitslag is nie bekend nie. Die ΛCDM-model van die heelal bevat donker energie in die vorm van 'n kosmologiese konstante. Hierdie teorie dui daarop dat slegs swaartekraggebonde stelsels, soos sterrestelsels, bymekaar sal bly, en ook hulle sal onderhewig wees aan hitte-dood as die heelal uitbrei en afkoel. Ander verklarings van donker energie, genoem fantoomenergieteorieë, dui daarop dat sterrestelsels, sterre, planete, atome, kerne en materie uiteindelik uitmekaar geskeur sal word deur die toenemende uitbreiding in 'n sogenaamde Big Rip. [130]

Een van die algemene wanopvattings oor die Big Bang-model is dat dit die oorsprong van die heelal volledig verklaar. Die oerknal-model beskryf egter nie hoe energie, tyd en ruimte veroorsaak is nie, maar eerder die opkoms van die huidige heelal vanuit 'n ultra-digte en hoë temperatuur aanvanklike toestand. [131] Dit is misleidend om die oerknal te visualiseer deur die grootte daarvan met alledaagse voorwerpe te vergelyk. As die grootte van die heelal by die oerknal beskryf word, verwys dit na die grootte van die waarneembare heelal, en nie die hele heelal nie. [17]

Die wet van Hubble voorspel dat sterrestelsels wat verder as die Hubble-afstand is, vinniger sal daal as die spoed van die lig. Spesiale relatiwiteit is egter nie van toepassing buite beweging deur die ruimte nie. Hubble se wet beskryf snelheid wat die gevolg is van uitbreiding van ruimte, eerder as deur ruimte. [17]

Astronome verwys dikwels na die kosmologiese rooi verskuiwing as 'n Doppler-verskuiwing wat tot 'n wanopvatting kan lei. [17] Alhoewel dit soortgelyk is, is die kosmologiese rooi verskuiwing nie identies aan die klassiek afgeleide Doppler-rooiverskuiwing nie, omdat die meeste elementêre afleidings van die Doppler-rooiverskuiwing nie die uitbreiding van die ruimte akkommodeer nie. Akkurate afleiding van die kosmologiese rooi verskuiwing vereis die gebruik van algemene relatiwiteit, en hoewel 'n behandeling met eenvoudiger Doppler-effek-argumente byna identiese resultate vir nabygeleë sterrestelsels lewer, kan interpretasie van die rooi verskuiwing van sterre sterrestelsels as gevolg van die eenvoudigste Doppler-rooiverskuiwingsbehandeling verwarring veroorsaak. [17]

Die oerknal verklaar die evolusie van die heelal vanaf 'n aanvangsdigtheid en temperatuur wat die vermoë van die mensdom om te herhaal, te bowe gaan, dus ekstrapolasies tot die mees ekstreme toestande en vroegste tye is noodwendig meer spekulatief. Lemaître noem hierdie aanvanklike staat die "oeratoom"terwyl Gamow die materiaal noem"ylem"Hoe die oorspronklike toestand van die heelal ontstaan ​​het, is steeds 'n ope vraag, maar die oerknal-model beperk sommige van die kenmerke daarvan. Byvoorbeeld, spesifieke natuurwette het waarskynlik op 'n lukrake wyse ontstaan, maar soos inflasiemodelle aantoon. , sommige kombinasies hiervan is heel waarskynliker. [132] 'n Topologiese plat heelal impliseer 'n balans tussen gravitasie potensiële energie en ander energievorme, wat vereis dat geen addisionele energie geskep moet word nie. [125] [126]

Die oerknalteorie, gebaseer op die vergelykings van klassieke algemene relatiwiteit, dui op 'n enkelheid aan die begin van die kosmiese tyd, en so 'n oneindige energiedigtheid kan 'n fisiese onmoontlikheid wees. Die fisiese teorieë oor algemene relatiwiteit en kwantummeganika soos tans besef, is egter nie van toepassing voor die Planck-tydperk nie, en om dit reg te stel, moet die ontwikkeling van 'n korrekte behandeling van die kwantum ervaar word. [20] Sekere kwantum-swaartekragbehandelings, soos die Wheeler – DeWitt-vergelyking, impliseer dat tyd self 'n ontluikende eienskap kan wees. [133] As sodanig kan die fisika die gevolgtrekking maak dat die tyd nie voor die oerknal bestaan ​​het nie. [134] [135]

Alhoewel dit nie bekend is wat die warm digte toestand van die vroeë heelal sou kon voorafgaan nie, of hoe en waarom dit ontstaan ​​het nie, of selfs of sulke vrae sinvol is, is daar groot bespiegelinge oor die onderwerp van 'kosmogonie'.

Enkele spekulatiewe voorstelle in hierdie verband, wat elk ongetoetste hipoteses behels, is:

  • Die eenvoudigste modelle, waarin die oerknal deur kwantumskommelings veroorsaak is. Hierdie scenario het baie min kans gehad om te gebeur, maar volgens die totalitêre beginsel sal selfs die mees onwaarskynlike gebeurtenis uiteindelik gebeur. Dit het onmiddellik plaasgevind, in ons perspektief, as gevolg van die afwesigheid van die waargenome tyd voor die oerknal. [136] [137] [138] [139]
  • Modelle, insluitend die Hartle – Hawking-grenslose toestand, waarin die hele ruimtetyd beperk is, verteenwoordig die oerknal wel die tydsbeperking, maar sonder enige besonderhede. [140] In so 'n geval is die heelal selfonderhoudend. [141] modelle, waarin inflasie te wyte is aan die beweging van die brane in die stringteorie die pre-Big Bang-model die ekpirotiese model, waarin die Big Bang die resultaat is van 'n botsing tussen die branes en die sikliese model, 'n variant van die ekpirotiese model waarin botsings gereeld voorkom. In laasgenoemde model is die Big Bang voorafgegaan deur 'n Big Crunch en die heelal loop van die een proses na die ander. [142] [143] [144] [145], waarin universele inflasie plaaslik plek-plek op 'n lukrake wyse eindig, wat elke eindpunt lei tot 'n borrel-heelal, brei uit van sy eie oerknal. [146] [147]

Voorstelle in die laaste twee kategorieë beskou die oerknal as 'n gebeurtenis in 'n veel groter en ouer heelal of in 'n multiverse.

As 'n beskrywing van die ontstaan ​​van die heelal het die oerknal 'n belangrike invloed op godsdiens en filosofie. [148] [149] As gevolg hiervan het dit een van die lewendigste gebiede in die diskoers tussen wetenskap en godsdiens geword. [150] Sommige meen die oerknal impliseer 'n skepper, [151] [152] terwyl ander argumenteer dat die oerknal-kosmologie die idee van 'n skepper oorbodig maak. [149] [153]


Inhoud

Galileo is op 15 Februarie 1564 in Pisa (destyds deel van die hertogdom Florence), Italië, gebore, [16] as die eerste van ses kinders van Vincenzo Galilei, 'n luitenis, komponis en musiekteoretikus, en Giulia Ammannati, wat getroud is in 1562. Galileo het self 'n bedrewe luitenis geword en sou vroeg van sy vader 'n skeptisisme vir vasgestelde gesag geleer het. [17]

Drie van Galileo se vyf broers en susters het kleintyd oorleef. Die jongste, Michelangelo (of Michelagnolo), het ook 'n luitenis en komponis geword wat die res van sy lewe bygedra het tot die finansiële laste van Galileo. [18] Michelangelo kon nie sy billike aandeel in die beloofde bruidskat van hul vader bydra tot hul swaers nie, wat later sou probeer om regsmiddele te soek vir verskuldigde betalings. Michelangelo sou ook af en toe geld by Galileo moes leen om sy musikale pogings en uitstappies te ondersteun. Hierdie finansiële laste het moontlik bygedra tot die vroeë begeerte van Galileo om uitvindings te ontwikkel wat vir hom ekstra inkomste sou lewer. [19]

Toe Galileo Galilei agt was, het sy gesin na Florence verhuis, maar hy is twee jaar onder die sorg van Muzio Tedaldi gelaat. Toe Galileo tien was, het hy Pisa verlaat om by sy gesin in Florence aan te sluit en daar was hy onder die toesig van Jacopo Borghini. [20] Hy is van 1575 tot 1578 in die Vallombrosa-klooster, ongeveer 30 km suidoos van Florence, opgelei. [21]

Galileo was geneig om slegs op sy voornaam na homself te verwys. Destyds was vanne opsioneel in Italië, en sy voornaam het dieselfde oorsprong as sy soms familienaam, Galilei. Beide sy voor- en familienaam is uiteindelik afkomstig van 'n voorouer, Galileo Bonaiuti, 'n belangrike dokter, professor en politikus in Florence in die 15de eeu. [22] [23] Galileo Bonaiuti is begrawe in dieselfde kerk, die Basiliek van Santa Croce in Florence, waar ongeveer 200 jaar later ook Galileo Galilei begrawe is. [24]

Wanneer hy wel met meer as een naam na homself verwys het, was dit soms Galileo Galilei Linceo, 'n verwysing na sy lidmaatskap van die Accademia dei Lincei, 'n elite-pro-wetenskaplike organisasie in Italië. Dit was algemeen dat Toskaanse families in die middel van die sestiende eeu die oudste seun na die ouers se van noem. [25] Galileo Galilei is dus nie noodwendig na sy voorvader Galileo Bonaiuti vernoem nie. Die Italiaanse manlike voornaam "Galileo" (en daarvandaan die van "Galilei") is afgelei van die Latynse "Galilaeus", wat beteken "van Galilea", 'n Bybelse belangrike streek in Noord-Israel. [26] [22] As gevolg van daardie streek, die byvoeglike naamwoord galilaios (Grieks Γαλιλαῖος, Latyn Galilaeus, Italiaans Galileo), wat "Galileër" beteken, is in die oudheid (veral deur keiser Julianus) gebruik om na Christus en sy volgelinge te verwys. [27]

Die Bybelse wortels van Galileo se naam en van sou die onderwerp word van 'n beroemde woordspeling. [28] In 1614, tydens die Galileo-aangeleentheid, het een van Galileo se teenstanders, die Dominikaanse priester Tommaso Caccini, 'n omstrede en invloedryke preek teen Galileo gelewer. Daarin maak hy die punt om Handelinge 1:11 aan te haal, "Manne van Galilea, waarom staan ​​julle en kyk na die hemel?" (in die Latynse weergawe wat in die Vulgate voorkom: Viri Galilaei, quid statis aspicientes in caelum?). [29]

Kinders

Alhoewel hy 'n opregte Rooms-Katoliek was, [30] het Galileo drie kinders buite die eg met Marina Gamba verwek. Hulle het twee dogters gehad, Virginia (gebore in 1600) en Livia (gebore in 1601), en 'n seun, Vincenzo (gebore in 1606). [31]

As gevolg van hul buite-egtelike geboorte, beskou Galileo die meisies as ontrou, as hulle nie probleme met onbetaalbare ondersteuning of bruidskat het nie, wat soortgelyk sou wees aan Galileo se vroeëre finansiële probleme met twee van sy susters. [32] Hul enigste waardige alternatief was die godsdienstige lewe. Albei meisies is deur die klooster San Matteo in Arcetri aanvaar en het die res van hul lewe daar gebly. [33]

Virginia het die naam Maria Celeste aangeneem toe sy die klooster binnegegaan het. Sy sterf op 2 April 1634 en word saam met Galileo begrawe in die basiliek van Santa Croce, Florence. Livia het die naam suster Arcangela gekry en was die grootste deel van haar lewe siek. Vincenzo is later gelegitimeer as die wettige erfgenaam van Galileo en is met Sestilia Bocchineri getroud. [34]

Alhoewel Galileo die priesteramp as 'n jong man ernstig oorweeg het, het hy op aandrang van sy vader eerder in 1580 vir 'n mediese graad by die Universiteit van Pisa ingeskryf. [35] In 1581, toe hy medies studeer, merk hy 'n swaaiende kandelaar op wat lugstrome in groter en kleiner boë laat beweeg. Vir hom het dit gelyk, in vergelyking met sy hartklop, dat die kandelaar ewe veel tyd geneem het om heen en weer te swaai, maak nie saak hoe ver dit swaai nie. Toe hy by die huis terugkom, het hy twee ewe lang slingers opgestel en die een met 'n groot vee en die ander met 'n klein vee geswaai en gevind dat hulle tyd bymekaar hou. Eers in die werk van Christiaan Huygens, byna honderd jaar later, is die tautochroon-aard van 'n swaaiende slinger gebruik om 'n akkurate horlosie te skep. [36] Tot op hierdie stadium is Galileo doelbewus van wiskunde weggehou, aangesien 'n dokter 'n hoër inkomste as 'n wiskundige verdien het. Nadat hy per ongeluk 'n lesing oor meetkunde bygewoon het, het hy sy huiwerige vader gesê dat hy wiskunde en natuurfilosofie in plaas van medisyne moes studeer. [36] Hy skep 'n termoscoop, 'n voorloper van die termometer, en publiseer in 1586 'n klein boekie oor die ontwerp van 'n hidrostatiese balans wat hy uitgevind het (wat hom eers onder die aandag van die wetenskaplike wêreld gebring het). Galileo het ook studeer disegno, 'n term wat kuns omvat, en in 1588 die pos as instrukteur in die Accademia delle Arti del Disegno in Florence verwerf, met perspektief en chiaroscuro. Aangesien Galileo geïnspireer is deur die artistieke tradisie van die stad en die werke van die Renaissance-kunstenaars, het hy 'n estetiese mentaliteit verwerf. Terwyl hy 'n jong onderwyser aan die Accademia was, het hy 'n lewenslange vriendskap met die Florentynse skilder Cigoli begin. [37] [38]

In 1589 word hy aangestel as voorsitter van wiskunde in Pisa. In 1591 sterf sy vader, en die sorg van sy jonger broer Michelagnolo word aan hom toevertrou. In 1592 verhuis hy na die Universiteit van Padua waar hy meetkunde, meganika en sterrekunde tot 1610 onderrig. [39] Gedurende hierdie periode het Galileo ook belangrike ontdekkings in die suiwer fundamentele wetenskap (byvoorbeeld kinematika van beweging en sterrekunde) gedoen. as praktiese toegepaste wetenskap (byvoorbeeld sterkte van materiale en baanbrekerswerk in die teleskoop). Sy veelvuldige belangstellings was die bestudering van astrologie, wat destyds 'n dissipline was wat verband hou met die studies van wiskunde en sterrekunde. [40] [41]

Sterrekunde

Kepler se supernova

Tycho Brahe en andere het die supernova van 1572 waargeneem. Ottavio Brenzoni se brief van 15 Januarie 1605 aan Galileo het die supernova van 1572 en die minder helder nova van 1601 onder die aandag gebring van Galileo. Galileo het Kepler se Supernova in 1604 waargeneem en bespreek. Aangesien hierdie nuwe sterre geen waarneembare dagparallaks vertoon het nie, het Galileo tot die gevolgtrekking gekom dat dit sterre was en het die Aristoteliese geloof in die onveranderlikheid van die hemel weerlê. [42]

Breek teleskoop

Op grond van slegs onsekere beskrywings van die eerste praktiese teleskoop wat Hans Lippershey in 1608 in Nederland probeer patenteer het, [43] het Galileo in die daaropvolgende jaar 'n teleskoop gemaak met ongeveer 3x vergroting. Later het hy verbeterde weergawes gemaak met tot ongeveer 30x vergroting. [44] Met 'n Galilese teleskoop kon die waarnemer vergrote, regop beelde op die aarde sien - dit was wat algemeen bekend staan ​​as 'n aardse teleskoop of 'n spyglas. Hy kon dit ook gebruik om die lug 'n tyd lank te beskou, hy was een van diegene wat teleskope kon konstrueer wat goed genoeg was vir die doel. Op 25 Augustus 1609 demonstreer hy een van sy vroeë teleskope, met 'n vergroting van ongeveer 8 of 9, aan Venesiese wetgewers. Sy teleskope was ook 'n winsgewende kantlyn vir Galileo, wat dit verkoop het aan handelaars wat dit nuttig gevind het op see en as handelsware. Hy publiseer sy eerste teleskopiese astronomiese waarnemings in Maart 1610 in 'n kort verhandeling getiteld Sidereus Nuncius (Sterrebode). [45]

Op 30 November 1609 het Galileo sy teleskoop op die Maan gerig. [46] Alhoewel hy nie die eerste persoon was wat die maan deur middel van 'n teleskoop waargeneem het nie (Engelse wiskundige Thomas Harriot het dit al vier maande vantevore gedoen, maar slegs 'n 'vreemde vlek' gesien), [47] was Galileo die eerste wat die oorsaak van die oneweredige afneem as ligte okklusie van maanberge en kraters. In sy studie het hy ook topografiese kaarte gemaak en die hoogtes van die berge geskat. Die maan was nie wat lank gedink is dat dit 'n deurskynende en perfekte sfeer was nie, soos Aristoteles beweer het, en amper nie die eerste 'planeet' nie, 'n 'ewige pêrel wat wonderlik opgevaar het in die hemelse empiriese', soos voorgestel deur Dante. Galileo word soms toegeskryf aan die ontdekking van die maanvibrasie in breedtegraad in 1632, [48] hoewel Thomas Harriot of William Gilbert dit moontlik al voorheen gedoen het. [49]

'N Vriend van Galileo, die skilder Cigoli, het 'n realistiese voorstelling van die maan in een van sy skilderye opgeneem, hoewel hy waarskynlik sy eie teleskoop gebruik het om die waarneming te maak. [37]

Jupiter se mane

Op 7 Januarie 1610 het Galileo met sy teleskoop waargeneem wat hy destyds beskryf het as "drie vaste sterre, totaal onsigbaar [a] deur hul kleinheid", alles naby Jupiter, en daar op 'n reguit lyn gelê. [50] Waarnemings op daaropvolgende nagte het getoon dat die posisies van hierdie "sterre" teenoor Jupiter verander het op 'n manier wat onverklaarbaar sou gewees het as dit regtig vaste sterre was. Op 10 Januarie het Galileo opgemerk dat een van hulle verdwyn het, wat hy toegeskryf het aan die feit dat dit agter Jupiter weggesteek was. Binne enkele dae het hy tot die gevolgtrekking gekom dat hulle om Jupiter wentel: hy het drie van Jupiter se vier grootste mane ontdek. [51] Hy ontdek die vierde op 13 Januarie. Galileo noem die groep van vier die Mediese sterre, ter ere van sy toekomstige beskermheer, Cosimo II de 'Medici, groothertog van Toskane, en Cosimo se drie broers. [52] Latere sterrekundiges het hulle egter herdoop Galilese satelliete ter ere van hul ontdekker. Hierdie satelliete is op 8 Januarie 1610 onafhanklik van Simon Marius ontdek en heet nou Io, Europa, Ganymede en Callisto, die name wat Marius in sy Mundus Iovialis gepubliseer in 1614. [53]

Galileo se waarneming van die satelliete van Jupiter het 'n rewolusie in die sterrekunde veroorsaak: 'n planeet met kleiner planete wat hieroor wentel, voldoen nie aan die beginsels van die Aristoteliese kosmologie nie, wat meen dat alle hemelliggame die aarde moes omring, [54] [55] en baie sterrekundiges. en filosowe het aanvanklik geweier om te glo dat Galileo so iets kon ontdek het. [56] [57] Sy waarnemings is bevestig deur die sterrewag van Christopher Clavius ​​en hy het 'n held ontvangs ontvang toe hy Rome in 1611 besoek het.[58] Galileo het die volgende agttien maande voortgegaan met die waarneming van die satelliete, en teen middel 1611 het hy opvallend akkurate ramings vir hul tydperke verkry - 'n prestasie wat Johannes Kepler onmoontlik geglo het. [59] [60]

Fases van Venus

Vanaf September 1610 merk Galileo op dat Venus 'n volledige stel fases vertoon wat soortgelyk is aan die van die Maan. Die heliosentriese model van die sonnestelsel wat deur Nicolaus Copernicus ontwikkel is, het voorspel dat alle fases sigbaar sou wees, aangesien die wentelbaan van Venus om die son sou veroorsaak dat sy verligte halfrond die aarde in die gesig staar as dit aan die teenoorgestelde kant van die son was en van die aarde toe dit aan die sonkant van die aarde was. In die geosentriese model van Ptolemeus was dit onmoontlik vir enige van die planete se wentelbane om die sferiese dop wat die son dra, te sny. Tradisioneel is die baan van Venus heeltemal aan die nabye kant van die son geplaas, waar dit slegs halfmaan en nuwe fases kon vertoon. Dit was ook moontlik om dit heeltemal aan die ander kant van die son te plaas, waar dit slegs gibbe en volle fases kon vertoon. Na Galileo se teleskopiese waarnemings van die sekelagtige, gibberige en volle fases van Venus, het die Ptolemeïese model onhoudbaar geword. In die vroeë 17de eeu, as gevolg van sy ontdekking, het die oorgrote meerderheid sterrekundiges omgeskakel na een van die verskillende geo-heliosentriese planetêre modelle, [61] [62] soos die Tychonic-, Capellan- en Extended Capellan-modelle, [b] elkeen met of sonder 'n daaglikse roterende aarde. Dit het alles die fases van Venus verklaar sonder die 'weerlegging' van die volledige voorspelling van heliosentrisme van sterre parallaks. Galileo se ontdekking van die fases van Venus was dus sy mees empiries praktiese invloedryke bydrae tot die tweestadige oorgang van volle geosentrisme na volle heliosentrisme via geo-heliosentrisme. [ aanhaling nodig ]

Saturnus en Neptunus

In 1610 het Galileo ook die planeet Saturnus waargeneem en sy ringe aanvanklik as planete misgekyk [63] en gedink dat dit 'n drieledige stelsel was. Toe hy die planeet later waarneem, was Saturnus se ringe direk op die aarde gerig, wat hom laat dink het dat twee van die liggame verdwyn het. Die ringe verskyn weer toe hy die planeet in 1616 waarneem en hom verder verwar. [64]

Galileo het die planeet Neptunus in 1612 waargeneem. Dit verskyn in sy notaboeke as een van die vele onopvallende dowwe sterre. Hy het nie besef dat dit 'n planeet was nie, maar hy het sy beweging ten opsigte van die sterre opgemerk voordat hy dit verloor het. [65]

Sonvlekke

Galileo het blote oog en teleskopiese studies van sonvlekke gedoen. [66] Hulle bestaan ​​het nog 'n probleem opgelewer met die onveranderlike volmaaktheid van die hemele soos dit in die ortodokse Aristoteliese hemelse fisika voorkom. 'N Klaarblyklike jaarlikse variasie in hul trajekte, waargeneem deur Francesco Sizzi en ander in 1612–1613, [67] het ook 'n kragtige argument teen die Ptolemeïese stelsel en die geoheliocentriese stelsel van Tycho Brahe gelewer. [c] 'n Geskil oor beweerde prioriteit in die ontdekking van sonvlekke, en in die interpretasie daarvan, het Galileo gelei tot 'n lang en bitter twis met die Jesuïet Christoph Scheiner. In die middel was Mark Welser, aan wie Scheiner sy ontdekking aangekondig het, en wat Galileo om sy mening gevra het. Albei was onbewus van Johannes Fabricius se vroeëre waarneming en publikasie van sonvlekke. [71]

Melkweg en sterre

Galileo het die Melkweg waargeneem, wat voorheen glo newelagtig was, en gevind dat dit 'n menigte sterre was wat so dig gepak was dat dit van die aarde af as wolke gelyk het. Hy het baie ander sterre te ver gevind om met die blote oog sigbaar te wees. Hy het die dubbelster Mizar in Ursa Major in 1617 waargeneem. [72]

In die Sterrebode, Het Galileo berig dat sterre bloot as ligvlamme verskyn, wat in wese deur die teleskoop onveranderd gelyk het, en dit gekontrasteer het tot planete, wat deur die teleskoop blyk te wees. Maar kort daarna, in sy Briewe oor sonvlekke, het hy berig dat die teleskoop die vorms van beide sterre en planete "redelik rond" laat blyk het. Vanaf daardie punt het hy aangehou om te rapporteer dat teleskope die rondheid van sterre toon, en dat sterre wat deur die teleskoop gesien word, 'n paar sekondes boog in deursnee gemeet het. [73] [74] Hy het ook 'n metode bedink om die skynbare grootte van 'n ster sonder 'n teleskoop te meet. Soos beskryf in sy Dialoog rakende die twee hoof wêreldstelsels, was sy metode om 'n dun tou in sy siglyn na die ster te hang en die maksimum afstand te meet vanwaar dit die ster heeltemal sou verduister. Op grond van sy afmetings van die afstand en die breedte van die tou, kon hy die hoek bereken van die ster by sy uitkykpunt. [75] [76] [77]

In sy Dialoog, het hy gerapporteer dat hy die skynbare deursnee van 'n ster van die eerste grootte nie meer as 5 boogsekondes gevind het nie, en die van 'n sesde grootte ongeveer 5 /6 boogsekondes. Soos die meeste sterrekundiges van sy tyd, het Galileo nie besef dat die skynbare groottes van sterre wat hy gemeet het, vals was nie, veroorsaak deur diffraksie en atmosferiese vervorming, en dat dit nie die ware grootte van sterre voorgestel het nie. Die waardes van Galileo was egter baie kleiner as die vorige skatting van die skynbare groottes van die helderste sterre, soos dié wat deur Brahe gemaak is, en het Galileo in staat gestel om teen-kopernikaanse argumente soos dié van Tycho teë te werk dat hierdie sterre absurd groot sou moes wees. vir hul jaarlikse parallakses onopspoorbaar te wees. [78] [79] [80] Ander sterrekundiges soos Simon Marius, Giovanni Battista Riccioli en Martinus Hortensius het soortgelyke metings van sterre gemaak, en Marius en Riccioli het tot die gevolgtrekking gekom dat die kleiner groottes nie klein genoeg was om Tycho se argument te beantwoord nie. [81] [82]

Teorie van getye

Kardinaal Bellarmine het in 1615 geskryf dat die Copernicaanse stelsel nie kan verdedig word sonder 'n ware fisiese bewys dat die son nie die aarde omring nie, maar die aarde om die son '. [83] Galileo beskou sy teorie oor die getye om sulke bewyse te lewer. [84] Hierdie teorie was vir hom so belangrik dat hy oorspronklik van plan was om syne te noem Dialoog rakende die twee hoof wêreldstelsels die Dialoog oor die Eb en Vloei van die See. [85] Die verwysing na getye is in opdrag van die Inkwisisie van die titel verwyder. [ aanhaling nodig ]

Vir Galileo word die getye veroorsaak deur die heen en weer water in die see, terwyl 'n punt op die aarde se oppervlak versnel en vertraag weens die rotasie van die aarde op sy as en omwenteling rondom die son. Hy het sy eerste weergawe van die getye in 1616 versprei, gerig aan kardinaal Orsini. [86] Sy teorie het die eerste insig gegee in die belangrikheid van die vorms van seebekkens in die grootte en tydsberekening van getye wat hy korrek bereken het, byvoorbeeld vir die weglaatbare getye halfpad langs die Adriatiese See in vergelyking met die aan die einde. As algemene weergawe van die oorsaak van getye was sy teorie egter 'n mislukking. [ aanhaling nodig ]

As hierdie teorie korrek was, sou daar net een hoogwater per dag wees. Galileo en sy tydgenote was bewus van hierdie ontoereikendheid, want daar is daagliks twee hoogtye in Venesië in plaas van een, ongeveer 12 uur uitmekaar. Galileo het hierdie afwyking van die hand gewys as gevolg van verskeie sekondêre oorsake, waaronder die vorm van die see, sy diepte en ander faktore. [87] [88] Albert Einstein het later die mening uitgespreek dat Galileo sy 'fassinerende argumente' ontwikkel het en dit onkrities aanvaar het uit 'n begeerte na fisiese bewys van die beweging van die Aarde. [89] Galileo het ook die idee, bekend uit die oudheid en deur sy tydgenoot Johannes Kepler, dat die maan [90] die getye veroorsaak, verwerp - Galileo stel ook geen belang in Kepler se elliptiese wentelbane van die planete nie. [91] [92] Galileo het voortgegaan om te pleit vir sy getyteorie, en beskou dit as die uiteindelike bewys van die aarde se beweging. [93]

Polemiek oor komete en Die aanspraakmaker

In 1619 was Galileo gewikkel in 'n kontroversie met vader Orazio Grassi, professor in wiskunde aan die Jesuit Collegio Romano. Dit het begin as 'n dispuut oor die aard van komete, maar teen die tyd dat Galileo gepubliseer het Die aanspraakmaker (Il Saggiatore) in 1623, sy laaste salvo in die dispuut, het dit 'n veel wyer kontroversie geword oor die aard van die wetenskap self. Die titelblad van die boek beskryf Galileo as filosoof en 'Matematico Primario' van die groothertog van Toscane. [ aanhaling nodig ]

Omdat Die aanspraakmaker bevat so 'n magdom idees van Galileo oor hoe wetenskap beoefen moet word, dit word sy wetenskaplike manifes genoem. [94] [95] Vroeg in 1619 het vader Grassi anoniem 'n pamflet gepubliseer, 'N Astronomiese dispuut oor die drie komete van die jaar 1618, [96] wat die aard van 'n komeet bespreek het wat laat in November van die vorige jaar verskyn het. Grassi het tot die gevolgtrekking gekom dat die komeet 'n vurige liggaam was wat langs 'n segment van 'n groot sirkel op 'n konstante afstand van die aarde af beweeg het, [97] [98] en aangesien dit stadiger as die maan in die lug beweeg het, moet dit verder wees weg as die Maan. [ aanhaling nodig ]

Grassi se argumente en gevolgtrekkings is in 'n volgende artikel gekritiseer, Gesprek oor komete, [99] gepubliseer onder die naam van een van Galileo se dissipels, 'n Florentynse advokaat genaamd Mario Guiducci, hoewel dit grotendeels deur Galileo self geskryf is. [100] Galileo en Guiducci het geen definitiewe eie teorie oor die aard van komete aangebied nie, [101] [102] alhoewel hulle enkele voorlopige vermoedens aangebied het wat nou bekend is as verkeerd. (Die korrekte benadering tot die bestudering van komete is destyds deur Tycho Brahe voorgestel.) In die begingedeelte het Galileo en Guiducci's Diskoers die Jesuïet Christoph Scheiner genadiglik beledig, [103] [104] [105] en verskillende onkomplimentêre opmerkings oor die professore van die Collegio Romano is deur die werk versprei. [103] Die Jesuïete was aanstootlik, [103] [102] en Grassi het spoedig geantwoord met 'n eie polemiese kanaal, Die astronomiese en filosofiese balans, [106] onder die skuilnaam Lothario Sarsio Sigensano, [107] wat voorgee dat hy een van sy eie leerlinge is. [ aanhaling nodig ]

Die aanspraakmaker was Galileo se verwoestende antwoord op die Astronomiese balans. [108] Dit word alom erken as 'n meesterstuk van die polemiese literatuur, [109] [110] waarin 'Sarsi' se argumente onderwerp word aan kwynende smaad. [111] Dit is met groot lof begroet en het veral die nuwe pous, Urbanus VIII, aan wie hy toegewy was, baie ingenome. [112] In Rome, in die vorige dekade, het Barberini, die toekomstige Urban VIII, aan die kant van Galileo en die Lincean Academy afgekom. [113]

Galileo se geskil met Grassi het baie Jesuïete permanent vervreem, [114] en Galileo en sy vriende was oortuig dat hulle verantwoordelik was om sy latere veroordeling te bewerkstellig, [115] hoewel ondersteunende getuienis hiervoor nie afdoende is nie. [116] [117]

Polemiek oor heliosentrisme

Ten tyde van Galileo se konflik met die kerk, het die meerderheid opgeleide mense die Aristoteliese geosentriese siening onderskryf dat die aarde die middelpunt van die heelal is en die baan van alle hemelliggame, of Tycho Brahe se nuwe stelsel wat geosentrisme en heliosentrisme vermeng. [118] [119] Opposisie teen heliosentrisme en Galileo se geskrifte daaroor het godsdienstige en wetenskaplike besware gekombineer. Godsdienstige opposisie teen heliosentrisme het ontstaan ​​uit Bybelse gedeeltes wat die vaste aard van die Aarde impliseer. [d] Wetenskaplike opposisie het gekom van Brahe, wat aangevoer het dat as heliosentrisme waar was, 'n jaarlikse sterparalaks moes waargeneem word, alhoewel dit nog nie destyds was nie. [e] Aristarchus en Copernicus het korrek gepostuleer dat parallaks weglaatbaar was omdat die sterre so ver was. Tycho het egter teëgestaan ​​dat, aangesien dit lyk asof sterre meetbare hoekgrootte het, as die sterre so ver was en hul skynbare grootte te wyte is aan hul fisiese grootte, hulle baie groter as die son sou wees. In werklikheid is dit nie moontlik om die fisiese grootte van verre sterre sonder moderne teleskope waar te neem nie. [121] [f]

Galileo verdedig heliosentrisme op grond van sy astronomiese waarnemings van 1609. In Desember 1613 konfronteer die groothertogin Christina van Florence een van Galileo se vriende en volgelinge, Benedetto Castelli, met Bybelse besware teen die beweging van die Aarde. [g] Aangeval deur hierdie voorval het Galileo 'n brief aan Castelli geskryf waarin hy beweer dat heliosentrisme eintlik nie in stryd is met Bybelse tekste nie, en dat die Bybel 'n outoriteit oor geloof en sedes, nie wetenskap nie. Hierdie brief is nie gepubliseer nie, maar wyd versprei. [122] Twee jaar later het Galileo 'n brief aan Christina geskryf wat sy argumente wat voorheen aangevoer is, in agt bladsye uitgebrei het tot veertig bladsye. [123]

Teen 1615 is die geskrifte van Galileo oor heliosentrisme aan die Romeinse Inkwisisie voorgelê deur vader Niccolò Lorini, wat beweer dat Galileo en sy volgelinge die Bybel probeer herinterpreteer, [d] wat gesien word as 'n oortreding van die Raad van Trent en gevaarlik lyk. soos Protestantisme. [124] Lorini het spesifiek Galileo se brief aan Castelli aangehaal. [125] Galileo is na Rome om homself en sy idees te verdedig. Aan die begin van 1616 het Monsignor Francesco Ingoli 'n debat met Galileo begin en 'n opstel aan hom gestuur wat die Copernicaanse stelsel betwis. Galileo het later gesê dat hy van mening was dat hierdie opstel instrumenteel was in die aksie teen die kopernikanisme wat gevolg het. [126] Ingoli het moontlik die opdrag van die Inkwisisie gehad om 'n kundige opinie oor die kontroversie te skryf, met die opstel wat die basis verskaf vir die optrede van die Inkwisisie. [127] Die opstel het gefokus op agtien fisiese en wiskundige argumente teen heliosentrisme. Dit het hoofsaaklik geleen uit die argumente van Tycho Brahe, veral dat heliosentrisme die sterre sou vereis omdat dit baie groter was as die son. [h] Die opstel bevat ook vier teologiese argumente, maar Ingoli stel voor dat Galileo op die fisiese en wiskundige argumente fokus, en hy noem Galileo se Bybelse idees nie. [129]

In Februarie 1616 verklaar 'n inkwisitoriese kommissie dat heliosentrisme "dwaas en absurd is in die filosofie en formeel ketters omdat dit op baie plekke die sin van die Heilige Skrif eksplisiet weerspreek". Die Inkwisisie het bevind dat die idee van die Aarde se beweging "dieselfde oordeel ontvang in die filosofie en ten opsigte van die teologiese waarheid is dit ten minste verkeerd in die geloof". [130] Pous Paulus V het kardinaal Bellarmine opdrag gegee om hierdie bevinding aan Galileo te lewer en hom te beveel om heliosentrisme te laat vaar. Op 26 Februarie word Galileo na Bellarmine se woning ontbied en beveel 'om heeltemal te laat vaar. Die mening dat die son in die middel van die wêreld stilstaan ​​en dat die aarde beweeg, en voortaan dit nie op enige manier te hou, onderrig of verdedig nie mondeling of skriftelik. ' [131] Die besluit van die Congregation of the Index het Copernicus's verbied De Revolutionibus en ander heliosentriese werke tot regstelling. [131]

Die volgende dekade het Galileo baie ver van die kontroversie gebly. Hy herleef sy projek om 'n boek oor die onderwerp te skryf, aangemoedig deur die verkiesing van kardinaal Maffeo Barberini as pous Urbanus VIII in 1623. Barberini was 'n vriend en bewonderaar van Galileo, en het die vermaning van Galileo in 1616 teëgestaan. Galileo se resulterende boek, Dialoog rakende die twee hoof wêreldstelsels, is in 1632 gepubliseer, met formele magtiging van die Inkwisisie en pouslike toestemming. [132]

Pous Urbanus VIII het Galileo vroeër persoonlik gevra om argumente vir en teen heliosentrisme in die boek te lewer en om versigtig te wees om nie heliosentrisme te bepleit nie. Onbewustelik of doelbewus, Simplicio, die verdediger van die Aristoteliese geosentriese siening in Dialoog rakende die twee hoof wêreldstelsels, was dikwels vasgevang in sy eie foute en het soms as dwaas oorgekom. Alhoewel Galileo in die voorwoord van sy boek sê dat die karakter vernoem is na 'n beroemde Aristoteliese filosoof (Simplicius in Latyn, "Simplicio" in Italiaans), het die naam "Simplicio" in Italiaans ook die konnotasie van "simpleton". [133] [134] Hierdie uitbeelding van Simplicio gemaak Dialoog rakende die twee hoof wêreldstelsels verskyn as 'n voorspraakboek: 'n aanval op Aristoteliese geosentrisme en verdediging van die Kopernikaanse teorie. [ aanhaling nodig ]

Die meeste geskiedkundiges stem saam dat Galileo nie uit kwaadwilligheid opgetree het nie en voel verblind deur die reaksie op sy boek. [i] Die pous het die vermeende openbare bespotting egter nie ligtelik opgeneem nie, en ook nie die kopernikaanse voorspraak nie. [ aanhaling nodig ]

Galileo het een van sy grootste en magtigste aanhangers, die pous, vervreem en is in September 1632 na Rome geroep om sy geskrifte [138] te verdedig. Hy kom uiteindelik in Februarie 1633 aan en word voor die inkwisiteur Vincenzo Maculani gebring om aangekla te word. Gedurende sy verhoor het Galileo onwrikbaar volgehou dat hy sedert 1616 getrou sy belofte nagekom het om nie een van die veroordeelde opinies te hou nie, en aanvanklik ontken hy dit selfs te verdedig. Uiteindelik is hy egter oorgehaal om te erken dat, in teenstelling met sy ware bedoeling, 'n leser van hom is Dialoog kon wel die indruk gekry het dat dit bedoel was om die kopernikanisme te verdedig. In die lig van Galileo se taamlik onwaarskynlike ontkenning dat hy ooit na 1616 kopernikaanse idees gehad het of ooit van plan was om dit in die Dialoog, sy finale ondervraging, in Julie 1633, het afgesluit met die feit dat hy met marteling gedreig sou word as hy nie die waarheid sou vertel nie, maar ondanks die dreigement het hy sy ontkenning behou. [139] [140] [141]

Die vonnis van die Inkwisisie is op 22 Junie gelewer. Dit was in drie belangrike dele:

  • Galileo is 'heftig verdink van dwaalleer' (hoewel hy nooit formeel van kettery aangekla is nie, en hom van lyfstraf onthef het), [142] naamlik omdat hy die mening gehuldig het dat die son roerloos in die middel van die heelal lê, dat die Die aarde is nie in sy middelpunt en beweeg nie, en dat 'n mens 'n opinie as waarskynlik kan hou en verdedig nadat dit strydig met die Heilige Skrif verklaar is. Daar is van hom verwag om hierdie menings te "afskaf, vervloek en verafsku". [143] [144] [145] [146]
  • Hy is ter wille van die Inkwisisie tot formele gevangenisstraf gevonnis. [147] Die volgende dag is dit omgesit tot huisarres, waaronder hy die res van sy lewe gebly het. [148]
  • Sy aanstoot Dialoog is verbied en in 'n aksie wat nie tydens die verhoor aangekondig is nie, is publikasie van enige van sy werke verbied, insluitend enige wat hy in die toekoms sou skryf. [149] [150]

Volgens die gewilde legende het Galileo glo, nadat hy sy teorie dat die aarde om die son beweeg het, teruggedraai, na bewering die rebelse uitdrukking "En tog beweeg dit" geprewel.'N Skildery uit die 1640's deur die Spaanse skilder Bartolomé Esteban Murillo of 'n kunstenaar van sy skool, waarin die woorde tot in restourasiewerk in 1911 versteek is, beeld 'n gevange Galileo uit wat blykbaar kyk na die woorde "E pur si muove" op die muur van kerker. Die vroegste bekende geskrewe verslag van die legende dateer uit 'n eeu na sy dood, maar Stillman Drake skryf "daar bestaan ​​geen twyfel nie dat die beroemde woorde al voor sy dood aan Galileo toegeskryf is". [151]

Na 'n tydperk met die vriendelike Ascanio Piccolomini (die aartsbiskop van Siena), mag Galileo in 1634 na sy villa by Arcetri naby Florence terugkeer, waar hy 'n gedeelte van sy lewe onder huisarres deurgebring het. Galileo is beveel om die sewe boetepsalms een keer per week vir die volgende drie jaar te lees. Sy dogter Maria Celeste het hom egter van die las onthef nadat sy kerklike toestemming gekry het om dit op haar te neem. [152]

Terwyl Galileo in huisarres was, het hy sy tyd gewy aan een van sy beste werke, Twee nuwe wetenskappe. Hier het hy die werk saamgevat wat hy veertig jaar tevore gedoen het, oor die twee wetenskappe wat nou kinematika en sterkte van materiale genoem word, wat in Holland gepubliseer is om die sensuur te vermy. Hierdie boek is hoog aangeskryf deur Albert Einstein. [153] As gevolg van hierdie werk word Galileo dikwels die "vader van die moderne fisika" genoem. Hy het in 1638 heeltemal blind geword en ly aan 'n pynlike breuk en slapeloosheid, en hy mag dus na Florence reis vir mediese advies. [14]

Dava Sobel voer aan dat Pous Urbanus VI voor Galileo se verhoor en uitspraak in 1633 weens kettery hom besig gehou het met hofintrige en staatsprobleme, en dat hy vervolging of bedreigings vir sy eie lewe begin vrees het. In hierdie konteks voer Sobel aan dat die probleem van Galileo deur die hofinsiders en vyande van Galileo aan die pous voorgehou is. Aangesien Urban beskuldig is van swakheid in die verdediging van die kerk, reageer hy teen Galileo uit woede en vrees. [154]

Galileo het steeds besoekers ontvang tot 1642, toe hy, nadat hy koors en hartkloppings gehad het, op 8 Januarie 1642, 77 jaar oud, oorlede is. [14] [155] Die groothertog van Toskane, Ferdinando II, wou hom in die hoofliggaam begrawe. van die basiliek van Santa Croce, langs die grafte van sy vader en ander voorvaders, en om ter ere van hom 'n marmermausoleum op te rig. [156] [157]

Hierdie planne is egter laat vaar nadat pous Urbanus VIII en sy neef, kardinaal Francesco Barberini, betoog het, [156] [157] [158] omdat Galileo deur die Katolieke Kerk veroordeel is weens 'heftige vermoede van kettery'. [159] Hy is in 'n klein vertrek langs die kapel van die beginners aan die einde van 'n gang begrawe vanaf die suidelike transept van die basiliek tot by die sakristie. [156] [160] Hy is in 1737 in die basiliek van die basiliek herbegrawe nadat 'n monument ter ere daarvan [161] [162] daar opgerig is, drie vingers en 'n tand uit sy oorskot verwyder is. [163] Hierdie vingers word tans in die Museo Galileo in Florence, Italië, uitgestal. [164]

Wetenskaplike metodes

Galileo het oorspronklike bydraes tot die wetenskap van beweging gelewer deur 'n innoverende kombinasie van eksperiment en wiskunde. [165] Destyds meer tipies van die wetenskap was die kwalitatiewe studies van William Gilbert oor magnetisme en elektrisiteit. Die vader van Galileo, Vincenzo Galilei, 'n luitenis en musiekteoretikus, het eksperimente uitgevoer om die oudste bekende nie-lineêre verband in fisika te bepaal: vir 'n uitgerekte snaar wissel die toonhoogte as die vierkantswortel van die spanning. [166] Hierdie waarnemings lê binne die raamwerk van die Pythagorese musiektradisie, welbekend by instrumentvervaardigers, wat die feit insluit dat die onderverdeling van 'n snaar deur 'n hele getal 'n harmonieuse toon toon. 'N Beperkte hoeveelheid wiskunde het dus lank musiek en fisiese wetenskap gehad, en die jong Galileo kon sien dat die waarnemings van sy vader oor die tradisie uitgebrei het. [167]

Galileo was een van die eerste moderne denkers wat dit duidelik gestel het dat die natuurwette wiskundig is. In Die aanspraakmaker, het hy geskryf "Filosofie is geskryf in hierdie groot boek, die heelal. Dit is geskryf in die taal van wiskunde, en die karakters daarvan is driehoeke, sirkels en ander meetkundige figure." [168] Sy wiskundige ontledings is 'n verdere ontwikkeling van 'n tradisie gebruik deur laat-skolastiese natuurfilosowe, wat Galileo geleer het toe hy filosofie bestudeer het. [169] Sy werk was 'n verdere stap in die rigting van die uiteindelike skeiding van wetenskap van sowel filosofie as godsdiens, wat 'n belangrike ontwikkeling in die menslike denke is. Hy was dikwels bereid om sy siening te verander in ooreenstemming met waarneming. Om sy eksperimente uit te voer, moes Galileo standaarde van lengte en tyd opstel sodat metings wat op verskillende dae en in verskillende laboratoriums gemaak is, op 'n reproduceerbare manier vergelyk kon word. Dit het 'n betroubare basis gegee om wiskundige wette met behulp van induktiewe redenasies te bevestig. [ aanhaling nodig ]

Galileo het 'n moderne waardering getoon vir die regte verhouding tussen wiskunde, teoretiese fisika en eksperimentele fisika. Hy het die parabool verstaan, sowel in terme van kegelsnitte as in terme van die ordinaat (y) wat wissel as die vierkant van die abskis (x). Galileo beweer verder dat die parabool die teoreties ideale baan van 'n eenvormig versnelde projektiel was in die afwesigheid van lugweerstand of ander steurnisse. Hy het toegegee dat daar grense is vir die geldigheid van hierdie teorie, en het op teoretiese gronde opgemerk dat 'n projektielbaan van 'n grootte vergelykbaar met die van die Aarde onmoontlik 'n parabool kan wees, [170] [171] [172] maar hy het nietemin volgehou dat die afwyking van 'n projektiel se trajek van 'n parabool vir afstande tot die omvang van die artillerie van sy tyd net baie gering sou wees. [170] [173] [174]

Sterrekunde

In Galileo se 1604-waarneming van Kepler se Supernova en sy gevolgtrekking dat dit 'n groep sterre in die verte was, het Galileo die Aristoteliese idee van die onveranderlikheid van die hemel weerlê. [42]

Aan die einde van 1609 merk Galileo op dat die oppervlak van die maan nie glad is nie. [37] Vroeg die volgende jaar het hy die vier grootste mane van Jupiter waargeneem. [52] Later in 1610 het hy die fases van Venus waargeneem - 'n bewys van heliosentrisme - sowel as Saturnus, hoewel hy gedink het dat die planeet se ringe twee ander planete is. [63] In 1612 het hy Neptunus waargeneem en die beweging daarvan opgemerk, maar dit nie as 'n planeet geïdentifiseer nie. [65]

Galileo het studies gedoen oor sonvlekke, [66] die Melkweg, en het verskillende waarnemings oor sterre gedoen, onder meer hoe om hul skynbare grootte te meet sonder 'n teleskoop. [75] [76] [77]

Ingenieurswese

Galileo het 'n aantal bydraes gelewer tot wat nou bekend staan ​​as ingenieurswese, anders as suiwer fisika. Tussen 1595 en 1598 het Galileo 'n geometriese en militêre kompas ontwerp en verbeter wat geskik is vir gebruik deur kanonniers en landmeters. Dit het uitgebrei op vroeëre instrumente ontwerp deur Niccolò Tartaglia en Guidobaldo del Monte. Vir skutters bied dit, benewens 'n nuwe en veiliger manier om kanonne akkuraat op te hef, ook 'n manier om die lading van buskruit te bereken vir kanonkoeëls van verskillende groottes en materiale. As meetkundige instrument het dit die konstruksie van enige veelhoek, die berekening van die oppervlakte van enige veelhoek of sirkelvormige sektor en 'n verskeidenheid ander berekeninge moontlik gemaak. Onder leiding van Galileo het instrumentmaker Marc'Antonio Mazzoleni meer as 100 van hierdie kompasse vervaardig, wat Galileo (saam met 'n handleiding wat hy geskryf het) vir 50 verkoop het. lire en het 'n kursus aangebied vir die gebruik van die kompasse vir 120 lire. [175]

In 1593 het Galileo 'n termometer gebou met behulp van die uitsetting en inkrimping van lug in 'n gloeilamp om water in 'n aangehegte buis te skuif. [ aanhaling nodig ]

In 1609 was Galileo, saam met die Engelsman Thomas Harriot en andere, onder die eerstes wat 'n brekingsteleskoop gebruik het as instrument om sterre, planete of mane te waarneem. Die naam "teleskoop" is geskep vir Galileo se instrument deur 'n Griekse wiskundige, Giovanni Demisiani, [176] [177] tydens 'n banket wat in 1611 deur prins Federico Cesi gehou is om Galileo 'n lid van sy Accademia dei Lincei te maak. [178] In 1610 gebruik hy 'n teleskoop op kort afstand om die dele van insekte te vergroot. [179] [180] Teen 1624 het Galileo 'n saamgestelde mikroskoop gebruik. Hy het een van hierdie instrumente in Mei van daardie jaar aan kardinaal Zollern gegee om dit aan die hertog van Beiere [181] voor te lê en in September het hy nog een aan Prince Cesi gestuur. [182] Die Linceans het 'n jaar later weer 'n rol gespeel in die benaming van die "mikroskoop" toe mede-akademielid Giovanni Faber die woord vir die uitvinding van Galileo uit die Griekse woorde geskep het. μικρόν (mikron) wat "klein" beteken, en σκοπεῖν (skopein) wat beteken "om na te kyk". Die woord was bedoel om analoog te wees met 'teleskoop'. [183] ​​[184] Illustrasies van insekte wat met behulp van een van Galileo se mikroskope gepubliseer is en in 1625 gepubliseer is, blyk die eerste duidelike dokumentasie te wees van die gebruik van 'n saamgestelde mikroskoop. [182]

In 1612, nadat die wenteltydperke van Jupiter se satelliete bepaal is, het Galileo voorgestel dat 'n mens met voldoende akkurate kennis van hul wentelbane hul posisies as 'n universele horlosie kon gebruik, en dit sou die bepaling van lengte moontlik maak. Hy het die res van sy lewe van tyd tot tyd aan hierdie probleem gewerk, maar die praktiese probleme was erg. Die metode is die eerste keer suksesvol toegepas deur Giovanni Domenico Cassini in 1681 en is later uitgebreid gebruik vir groot landopnames. Hierdie metode is byvoorbeeld gebruik om Frankryk te ondersoek, en later deur Zebulon Pike van die Midwest-Verenigde State in 1806. Vir seevaart, waar delikate teleskopiese waarnemings moeiliker was, het die lengteprobleem uiteindelik die ontwikkeling van 'n praktiese draagbare mariene chronometer, soos die van John Harrison, vereis. [185] Laat in sy lewe, toe hy heeltemal blind was, ontwerp Galileo 'n ontsnappingsmeganisme vir 'n slingerhorlosie (genaamd Galileo se ontsnapping), alhoewel geen horlosie hiermee gebou is nie nadat die eerste volledig werkende slingerhorlosie deur Christiaan Huygens gemaak is in die 1650's . [ aanhaling nodig ]

Galileo is by verskeie geleenthede genooi om advies te gee oor ingenieursskemas om rivieroorstromings te verlig. In 1630 was Mario Guiducci waarskynlik instrumenteel om te verseker dat hy deur Bartolotti geraadpleeg is om 'n nuwe kanaal vir die Bisenzio-rivier naby Florence te sny. [186]

Fisika

Galileo se teoretiese en eksperimentele werk oor die bewegings van liggame, tesame met die grootliks onafhanklike werk van Kepler en René Descartes, was 'n voorloper van die klassieke meganika wat deur Sir Isaac Newton ontwikkel is. Galileo het verskeie eksperimente met slingers gedoen. Daar word algemeen geglo (danksy die biografie deur Vincenzo Viviani) dat dit begin het deur na die swaaie van die brons kandelaar in die katedraal van Pisa te kyk en sy pols as timer te gebruik. Latere eksperimente word in sy beskrywing beskryf Twee nuwe wetenskappe. Galileo beweer dat 'n eenvoudige slinger isochroon is, dit wil sê dat die swaaie altyd dieselfde tyd neem, onafhanklik van die amplitude. In werklikheid is dit slegs ongeveer waar, [187] soos deur Christiaan Huygens ontdek is. Galileo het ook bevind dat die vierkant van die periode direk met die lengte van die slinger wissel. Die seun van Galileo, Vincenzo, het 'n horlosie geskets gebaseer op die teorieë van sy vader in 1642. Die horlosie is nooit gebou nie en sou vanweë die groot swaaie wat die ontsnapping aan die rand vereis, 'n swak tydhouer gewees het. [ aanhaling nodig ]

Galileo is minder bekend daarvoor dat hy een van die eerstes is wat die klankfrekwensie verstaan. Deur 'n beitel teen verskillende snelhede te krap, het hy die toonhoogte van die geluid wat gekoppel is gekoppel aan die spasie van die beitel, wat 'n mate van frekwensie is. In 1638 beskryf Galileo 'n eksperimentele metode om die snelheid van die lig te meet deur te reël dat twee waarnemers, elk met lantern's toegerus met luike, mekaar se lanterns op 'n afstand waarneem. Die eerste waarnemer maak die luik van sy lamp oop, en die tweede, wanneer hy die lig sien, maak die luik van sy eie lantern onmiddellik oop. Die tyd tussen die opening van die luik van die eerste waarnemer en die sien van die lamp van die tweede waarnemer, dui op die tyd wat dit neem om heen en weer tussen die twee waarnemers te beweeg. Galileo berig dat toe hy dit op 'n afstand van minder as 'n kilometer probeer het, hy nie kon bepaal of die lig onmiddellik verskyn nie. [188] Soms tussen die dood van Galileo en 1667, het die lede van die Florentynse Accademia del Cimento het die eksperiment oor 'n afstand van ongeveer 'n kilometer herhaal en 'n soortgelyke onoortuigende resultaat behaal. [189] Die spoed van die lig is sedertdien vasgestel dat dit heeltemal te vinnig is om met sulke metodes gemeet te word.

Galileo het die basiese beginsel van relatiwiteit voorgestel dat die wette van die fisika dieselfde is in elke stelsel wat met 'n konstante snelheid in 'n reguit lyn beweeg, ongeag die spesifieke snelheid of rigting daarvan. Daar is dus geen absolute beweging of absolute rus nie. Hierdie beginsel het die basiese raamwerk vir Newton se bewegingswette gelewer en is sentraal in Einstein se spesiale relatiwiteitsteorie.

Val liggame

In 'n biografie van die leerling, Vincenzo Viviani, van Galileo word gesê dat Galileo balle van dieselfde materiaal, maar verskillende massas, van die Leunende Toring van Pisa laat val het om aan te toon dat hul tyd van afkoms onafhanklik van hul massa was. [190] Dit was in stryd met wat Aristoteles geleer het: dat swaar voorwerpe vinniger val as ligter voorwerpe, in direkte verhouding tot gewig. [191] [192] Alhoewel hierdie verhaal in populêre verslae oorvertel is, is daar geen verslag van Galileo self oor so 'n eksperiment nie, en dit word algemeen aanvaar deur historici dat dit hoogstens 'n gedagte-eksperiment was wat nie werklik plaasgevind het nie. [193] 'n Uitsondering is Drake, [194] wat beweer dat die eksperiment wel plaasgevind het, min of meer soos Viviani dit beskryf het. Die beskrywe eksperiment is eintlik uitgevoer deur Simon Stevin (alom bekend as Stevinus) en Jan Cornets de Groot, [36] hoewel die gebou eintlik die kerktoring in Delft in 1586 was. Die meeste van sy eksperimente met vallende liggame is egter uitgevoer. met behulp van skuins vliegtuie waar die tydsberekening en lugweerstand baie verminder is. [195] Hoe dit ook al sy, waarnemings dat voorwerpe van dieselfde gewig met dieselfde gewig op dieselfde snelheid gedaal het, word al in die werke van John Philoponus in die sesde eeu gedokumenteer en waarvan Galileo bewus was. [196] [197]

In sy 1638 Discorsi, Galileo se karakter Salviati, wat algemeen beskou word as woordvoerder van Galileo, het gemeen dat alle ongelyke gewigte in 'n lugdruk met dieselfde eindige spoed sou val. Maar dit is voorheen deur Lucretius [198] en Simon Stevin voorgestel. [199] Cristiano Banti se Salviati was ook van mening dat dit eksperimenteel kon gedemonstreer word deur die vergelyking van slingerbewegings in die lug met lote en kurk wat verskillende gewigte het, maar wat andersins dieselfde was. [ aanhaling nodig ]

Galileo het voorgestel dat 'n dalende liggaam met 'n eenvormige versnelling sou val, solank die weerstand van die medium waardeur dit val, weglaatbaar bly, of in die beperkte geval dat dit deur 'n vakuum sou val. [200] [201] Hy het ook die korrekte kinematiese wet afgelei vir die afstand wat afgelê is tydens 'n eenvormige versnelling vanaf rus - naamlik dat dit eweredig is aan die vierkant van die verstreke tyd ( dt 2). [202] [203] Vóór Galileo het Nicole Oresme, in die 14de eeu, die tyd-kwadraat-wet afgelei vir eenvormig versnelde verandering, [204] [205] en Domingo de Soto het in die 16de eeu voorgestel dat liggame deurval 'n homogene medium sal eenvormig versnel word. [202] Soto het egter nie baie van die kwalifikasies en verfynings in Galileo se teorie oor vallende liggame verwag nie. Hy het byvoorbeeld nie, soos Galileo, erken dat 'n liggaam slegs in 'n vakuum met 'n streng eenvormige versnelling sou val nie, en dat dit uiteindelik uiteindelik 'n eenvormige terminale snelheid sou bereik. Galileo het die tyd-kwadraatwet uitgedruk deur geometriese konstruksies en wiskundig presiese woorde te gebruik, wat voldoen aan die standaarde van die dag. (Dit het vir ander oorgebly om die wet in algebraïese terme weer uit te druk). [ aanhaling nodig ]

Hy het ook tot die gevolgtrekking gekom dat voorwerpe hul snelheid te behou in die afwesigheid van enige belemmeringe vir hul beweging, [206] weerspreek dit die algemeen aanvaarde Aristoteliese hipotese dat 'n liggaam slegs in sogenaamde 'gewelddadige', 'onnatuurlike' of 'geforseerde' beweging sou kon bly solank 'n agent van verandering was (die "beweeg") het daarop voortgegaan om op te tree. [207] Filosofiese idees rakende traagheid is voorgestel deur John Philoponus en Jean Buridan. Galileo het gesê: "Stel u voor dat enige deeltjie wat sonder 'n wrywing langs 'n horisontale vlak geprojekteer word, uit wat in die voorafgaande bladsye meer uiteengesit is, sal weet dat hierdie deeltjie op dieselfde vlak sal beweeg met 'n beweging wat eenvormig en ewig is, mits die vliegtuig het geen perke nie ". [208] Dit is opgeneem in Newton se bewegingswette (eerste wet), behalwe vir die rigting van die beweging: Newton s'n is reguit, Galileo s is sirkelvormig (byvoorbeeld die planete se beweging rondom die Son, wat volgens hom, en in teenstelling met Newton , vind plaas in afwesigheid van swaartekrag). [209]

Wiskunde

Alhoewel die toepassing van wiskunde op eksperimentele fisika van Galileo innoverend was, was sy wiskundige metodes die standaard van die dag, insluitend tientalle voorbeelde van 'n omgekeerde proporsie-vierkantswortelmetode wat van Fibonacci en Archimedes oorgedra is. Die ontledings en bewyse het sterk berus op die Eudoxiaanse teorie oor proporsie, soos uiteengesit in die vyfde boek van Euclid's Elements. Hierdie teorie het slegs 'n eeu tevore beskikbaar geword, danksy akkurate vertalings deur Tartaglia en ander, maar teen die einde van Galileo se lewe is dit vervang deur die algebraïese metodes van Descartes. Die konsep wat Galileo se paradoks nou noem, was nie oorspronklik by hom nie. Sy voorgestelde oplossing, dat oneindige getalle nie vergelyk kan word nie, word nie meer as nuttig beskou nie. [210]

Later herwaardasies van die kerk

Die Galileo-saak is grotendeels vergete ná die dood van Galileo, en die kontroversie het bedaar. Die verbod van die Inkwisisie op die herdruk van die werke van Galileo is in 1718 opgehef toe toestemming verleen is om 'n uitgawe van sy werke te publiseer (uitgesonderd die veroordeelde) Dialoog) in Florence. [211] In 1741 het pous Benedictus XIV die publikasie van 'n uitgawe van Galileo se volledige wetenskaplike werke goedgekeur [212] wat 'n ligte gesensureerde weergawe van die Dialoog. [213] [212] In 1758 is die algemene verbod op werke wat heliosentrisme bepleit verwyder van die indeks van verbode boeke, hoewel die spesifieke verbod op ongecensureerde weergawes van die Dialoog en Copernicus s'n De Revolutionibus gebly het. [214] [212] Alle spore van die amptelike opposisie teen heliosentrisme deur die kerk het in 1835 verdwyn toe hierdie werke uiteindelik uit die indeks verwyder is. [215] [216]

Die belangstelling in die Galileo-aangeleentheid het in die vroeë 19de eeu, toe Protestantse polemici dit (en ander gebeure soos die Spaanse Inkwisisie en die mite van die plat aarde) herleef het om die Rooms-Katolisisme aan te val. [9] Die belangstelling daarin het sedertdien toegeneem en afgeneem. In 1939 beskryf Pous Pius XII in sy eerste toespraak aan die Pontifical Academy of Sciences, binne enkele maande na sy verkiesing tot die pousdom, Galileo as een van die "astrantste helde van navorsing. Hy is nie bang vir die struikelblokke en die risiko's op pad, en ook nie bang vir die begrafnismonumente nie ". [217] Sy noue adviseur van 40 jaar, professor Robert Leiber, het geskryf: "Pius XII was baie versigtig om voortydig geen deure (vir die wetenskap) te sluit nie. Hy was energiek op hierdie punt en betreur dit in die geval van Galileo." [218]

Op 15 Februarie 1990, in 'n toespraak by die Sapienza Universiteit van Rome, [219] [220] het kardinaal Ratzinger (later pous Benedictus XVI) 'n paar huidige sienings oor die Galileo-aangeleentheid aangehaal as wat hy 'n simptomatiese saak vorm wat ons toelaat om te sien hoe diep die self-twyfel van die moderne tyd, van wetenskap en tegnologie vandag ingaan. " [221] Van die standpunte wat hy aangehaal het, was die van die filosoof Paul Feyerabend, wat hy aangehaal het: "Die kerk ten tye van Galileo het baie nader aan die rede gehou as wat Galileo self gedoen het, en sy het die etiese en sosiale gevolge van die leer van Galileo ook. Haar uitspraak teen Galileo was rasioneel en regverdig en die hersiening van hierdie uitspraak kan slegs geregverdig word op grond van wat polities geskik is. ' [221] Die kardinaal het nie duidelik aangedui of hy met Feyerabend se bewerings saamstem of nie. Hy het egter gesê: "Dit sal dwaas wees om 'n impulsiewe verskoning op te stel op grond van sulke sienings." [221]

Op 31 Oktober 1992 het pous Johannes Paulus II erken dat die kerk fouteer het deur Galileo te veroordeel omdat hy beweer dat die aarde om die son draai. "Johannes Paulus het gesê dat die teoloë wat Galileo veroordeel, nie die formele onderskeid tussen die Bybel en die interpretasie daarvan erken nie." [222]

In Maart 2008 het die hoof van die Pontifical Academy of Sciences, Nicola Cabibbo, 'n plan aangekondig om Galileo te vereer deur 'n standbeeld van hom binne die mure van die Vatikaan op te rig. [223] In Desember van dieselfde jaar, tydens gebeure ter viering van die 400ste herdenking van Galileo se vroegste teleskopiese waarnemings, het pous Benedictus XVI sy bydrae tot die sterrekunde geprys. [224] 'n Maand later onthul die hoof van die Pontifical Council for Culture, Gianfranco Ravasi, dat die plan om 'n standbeeld van Galileo op die terrein van die Vatikaan op te rig, opgeskort is. [225]

Impak op die moderne wetenskap

Volgens Stephen Hawking dra Galileo waarskynlik meer die verantwoordelikheid vir die geboorte van moderne wetenskap as enigiemand anders, [226] en Albert Einstein noem hom die vader van die moderne wetenskap. [227] [228]

Galileo se astronomiese ontdekkings en ondersoeke na die Kopernikaanse teorie het gelei tot 'n blywende nalatenskap wat die kategorisering van die vier groot mane van Jupiter insluit wat deur Galileo (Io, Europa, Ganymedes en Callisto) as die Galilese mane ontdek is. Ander wetenskaplike pogings en beginsels is vernoem na Galileo, insluitend die Galileo-ruimtetuig, [229] die eerste ruimtetuig wat om Jupiter wentel, die voorgestelde Galileo-wêreldwye satellietnavigasiestelsel, die transformasie tussen traagheidstelsels in klassieke meganika wat die Galileese transformasie aangedui het en die Gal (eenheid) ), soms bekend as die Galileo, wat 'n nie-SI-eenheid van versnelling is. [ aanhaling nodig ]

Mede omdat die jaar 2009 die vierde eeufees van Galileo se eerste opgetekende sterrekundige waarnemings met die teleskoop was, het die Verenigde Nasies dit as die Internasionale Jaar vir Sterrekunde beplan. [230] 'n Globale skema is opgestel deur die International Astronomical Union (IAU), ook onderskryf deur UNESCO - die VN-liggaam wat verantwoordelik is vir opvoedkundige, wetenskaplike en kulturele aangeleenthede. Die Internasionale Jaar van Sterrekunde 2009 was bedoel om 'n wêreldwye viering van sterrekunde en sy bydraes tot die samelewing en kultuur te wees, wat nie net wêreldwye belangstelling in die sterrekunde nie, maar ook die wetenskap in die algemeen, stimuleer met 'n besondere inslag vir jongmense. [ aanhaling nodig ]

Die planeet Galileo en die asteroïde 697 Galilea word ter ere van hom genoem. [ aanhaling nodig ]

In artistieke en populêre media

Galileo word verskeie kere genoem in die "opera" -afdeling van die Queen-lied, "Bohemian Rhapsody". [231] Hy is prominent in die lied "Galileo" uitgevoer deur die Indigo Girls en Amy Grant se "Galileo" op haar Hart in beweging album. [232]

Daar is twintigste-eeuse toneelstukke oor Galileo se lewe geskryf, insluitend Lewe van Galileo (1943) deur die Duitse dramaturg Bertolt Brecht, met 'n verwerking (1975) daarvan, en Lamp om middernag (1947) deur Barrie Stavis, [233] sowel as die toneelstuk "Galileo Galilei" uit 2008. [234]

Kim Stanley Robinson het 'n wetenskapfiksieroman geskryf Galileo se droom (2009), waarin Galileo die toekoms ingebring word om 'n krisis van wetenskaplike filosofie te help oplos, beweeg die verhaal heen en weer tussen Galileo se eie tyd en 'n hipotetiese verre toekoms en bevat dit baie biografiese inligting. [235]

Galileo Galilei is onlangs gekies as 'n hoofmotief vir 'n waardevolle versamelaarsmunt: die € 25 Internasionale Jaar van die Sterrekunde-gedenkmunt, geslaan in 2009. Hierdie munt herdenk ook die 400ste herdenking van die uitvinding van Galileo se teleskoop. Die voorkant toon 'n gedeelte van sy portret en sy teleskoop. Die agtergrond toon een van sy eerste tekeninge van die oppervlak van die maan. In die silwer ring word ander teleskope uitgebeeld: die Isaac Newton-teleskoop, die sterrewag in die Kremsmünster-abdy, 'n moderne teleskoop, 'n radioteleskoop en 'n ruimteteleskoop. In 2009 word die Galileoskoop ook vrygestel. Dit is 'n massaproduksie-goedkoop 2-duim (51 mm) teleskoop met 'n relatiewe hoë gehalte. [ aanhaling nodig ]

Die vroeë werke van Galileo wat wetenskaplike instrumente beskryf, sluit die titel uit 1586 in Die klein balans (La Billancetta) wat 'n akkurate balans beskryf om voorwerpe in lug of water te weeg [236] en die 1606 gedrukte handleiding Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare oor die werking van 'n meetkundige en militêre kompas. [237]

Sy vroeë werke oor dinamika, die wetenskap van beweging en meganika was syne ongeveer 1590 Pisan De Motu (On Motion) en syne ongeveer 1600 Paduan Le Meccaniche (Meganika). Eersgenoemde was gebaseer op Aristoteliaans – Archimediese vloeistofdinamika en het geoordeel dat die spoed van swaartekragval in 'n vloeistofmedium eweredig is aan die oormaat van die spesifieke gewig van 'n liggaam bo die van die medium, waardeur liggame in 'n vakuum met snelhede in verhouding sou val. tot hul spesifieke gewigte. Dit onderskryf ook die Filoponiese impulsdinamika waarin die dryfkrag selfontbind en vryval in 'n lugleegte 'n noodsaaklike eindspoed volgens die gewig na 'n aanvanklike versnellingsperiode sou hê. [ aanhaling nodig ]

Galileo se 1610 Die Starry Messenger (Sidereus Nuncius) was die eerste wetenskaplike verhandeling wat gepubliseer is op grond van waarnemings wat deur 'n teleskoop gedoen is. Dit het sy ontdekkings van:

  • die Galilese mane
  • die ruheid van die maan se oppervlak
  • die bestaan ​​van 'n groot aantal sterre wat met die blote oog onsigbaar is, veral diegene wat verantwoordelik is vir die voorkoms van die Melkweg
  • verskille tussen die verskyning van die planete en dié van die vaste sterre - eersgenoemde verskyn as klein skyfies, terwyl laasgenoemde as ongeagte ligpunte verskyn

Galileo publiseer 'n beskrywing van sonvlekke in 1613 met die titel Briewe oor sonvlekke wat daarop dui dat die son en die hemel korrup is. [238] Die Briewe oor sonvlekke het ook sy 1610 teleskopiese waarnemings van die volledige fase van Venus gerapporteer, en sy ontdekking van die raaiselagtige "aanhangsels" van Saturnus en die nog meer vreemde verdwyning daarvan. In 1615 berei Galileo 'n manuskrip bekend as die "Brief aan die groothertogin Christina" wat eers in 1636 in gedrukte vorm gepubliseer is. Hierdie brief was 'n hersiene weergawe van die Brief aan Castelli, wat deur die Inkwisisie aan die kaak gestel is as 'n inbreuk op die teologie deur die kopernikanisme as fisiek waar en in ooreenstemming met die Skrif te bepleit. [239] In 1616, na die bevel van die Inkwisisie vir Galileo om nie die Copernicaanse posisie te beklee of te verdedig nie, skryf Galileo die "Discourse on the Tides" (Discorso sul flusso e il reflusso del mare) gebaseer op die Kopernikaanse aarde, in die vorm van 'n privaat brief aan kardinaal Orsini. [240] In 1619 publiseer Mario Guiducci, 'n leerling van Galileo, 'n lesing wat grotendeels deur Galileo geskryf is onder die titel Gesprek oor die komete (Discorso Delle Comete) en argumenteer teen die Jesuïet-interpretasie van komete. [241]

In 1623 publiseer Galileo The Assayer — Il Saggiatore, wat teorieë op grond van Aristoteles se gesag aangeval het en eksperimentering en die wiskundige formulering van wetenskaplike idees bevorder het. Die boek was baie suksesvol en het selfs steun gevind onder die hoër lae van die Christelike kerk. [242] Na aanleiding van die sukses van Die aanspraakmaker, Galileo gepubliseer die Dialoog rakende die twee hoof wêreldstelsels (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo) in 1632. Ondanks die feit dat die Inkwisisie se 1616-opdragte nagekom het, het die bewerings in die boek wat die Kopernikaanse teorie en 'n nie-geosentriese model van die sonnestelsel bevoordeel, daartoe gelei dat Galileo op publikasie verhoor en verban is. Ondanks die publikasieverbod, het Galileo sy Diskoerse en wiskundige demonstrasies rakende twee nuwe wetenskappe (Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze) in 1638 in Holland, buite die jurisdiksie van die Inkwisisie. [ aanhaling nodig ]


Kosmologie

Die kosmologiese tydskaal: Die bekende klokvormige kosmologiese tydskaal, wat die geskiedenis van die heelal vanaf die oerknal tot nou toe gee, in logaritmiese of kwasi-logaritmiese inkremente, is net so bekend vir wetenskaplike geeks as die geologiese tydskaal, die periodieke tabel van elemente en die evolusionêre Boom van die lewe. Net soos die geologiese tydskaal, en miskien daardeur geïnspireer, word die tyd verdeel in willekeurige eenhede, hier ook eras of tydperke genoem, hoewel die onderskeie terme nie homoloë is nie (uh, ek bedoel sinoniem). Anders as die geologiese tydskaal, wat volgens konvensie onder begin en opwaarts beweeg (as gevolg van die oorsprong daarvan in die 19de-eeuse geologie en stratigrafie), het die kosmologiese tydskaal geen formele oriëntasie nie. Kosmologiese diagramme op hierdie bladsye beweeg van bo na onder, onder na bo (soos in die bostaande diagram) of sywaarts. Hierdie tydskaal is eintlik die resultaat van 'n eeu van fisika, sterrekunde en kosmologiese navorsing, soos uiteengesit in die volgende geskiedenis van kosmologie-oorsig MAK110726

Geskiedenis van die moderne kosmologie: aangepas uit Wikipedia:

Die moderne kosmologie is ontwikkel op 'n paar teorieë en waarnemingspore. In 1915 het Albert Einstein sy teorie van algemene relatiwiteit geformuleer, wat 'n eenvormige beskrywing van swaartekrag as 'n geometriese eienskap van ruimte en tyd gegee het. Destyds het fisici geglo in 'n volkome statiese heelal wat geen begin of einde gehad het nie.

In die 1910's vertolk Vesto Slipher (en later Carl Wilhelm Wirtz) die rooi verskuiwing van spiraalnewels as 'n Doppler-verskuiwing wat aangedui het dat hulle van die Aarde afneem. Dit is egter moeilik om die afstand tot sterrekundige voorwerpe te bepaal. Een manier is om die fisiese grootte van 'n voorwerp met die hoekgrootte daarvan te vergelyk, maar 'n fisiese grootte moet aanvaar word om dit te doen. 'N Ander metode is om die helderheid van 'n voorwerp te meet en 'n intrinsieke helderheid aan te neem, waarvandaan die afstand bepaal kan word met behulp van die inverse vierkantige wet. Weens die moeilikheid om hierdie metodes te gebruik, het hulle nie besef dat die newels eintlik sterrestelsels buite ons eie Melkweg is nie, en ook nie bespiegel oor die kosmologiese implikasies nie. In 1927 het die Belgiese Rooms-Katolieke priester Georges Lemaître, op grond van die resessie van spiraalnewels, voorgestel dat die heelal begin met die 'ontploffing' van 'n 'oeratoom' - wat later die oerknal genoem is. In 1929 bied Edwin Hubble 'n waarnemingsgrondslag vir Lemaître se teorie. Hubble het getoon dat die spiraalnewel sterrestelsels was deur hul afstande te bepaal met behulp van die helderheid van Cepheid-veranderlike sterre. Hy het 'n verband ontdek tussen die rooi verskuiwing van 'n sterrestelsel en die afstand daarvan. Hy het dit geïnterpreteer as 'n bewys dat die sterrestelsels in alle rigtings terugtrek met snelhede wat direk eweredig is aan hul afstand. Hierdie feit staan ​​nou bekend as die wet van Hubble.

Daar was twee primêre verklarings vir die uitbreiding van die heelal. Een daarvan was die Big Bang-teorie van Lemaître, wat deur George Gamow voorgestaan ​​en ontwikkel is. Die ander moontlikheid was Fred Hoyle se bestendige-model waarin nuwe materie geskep sou word namate die sterrestelsels van mekaar af wegbeweeg. In hierdie model is die heelal op enige tydstip ongeveer dieselfde. Vir 'n aantal jare was die steun vir hierdie teorieë eweredig verdeeld. Die waarnemingsbewyse het egter die idee dat die heelal uit 'n warm digte toestand ontwikkel, ondersteun. Die ontdekking van die kosmiese mikrogolfagtergrond in 1965 het die Big Bang-model sterk steun verleen, en sedert die presiese metings van die kosmiese mikrogolfagtergrond deur die Cosmic Background Explorer in die vroeë negentigerjare, het min kosmoloë ander teorieë oor die oorsprong en evolusie ernstig voorgestel. van die kosmos. Een gevolg hiervan is dat die heelal in standaard algemene relatiwiteit met 'n enkelheid begin het, soos getoon deur Stephen Hawking en Roger Penrose in die 1960's.

In 1981 stel Alan Guth die inflasionêre oerknal-heelal voor as 'n moontlike oplossing vir die klassieke raaisel van die oerknal-kosmologie: waarom lyk die heelal plat, homogeen (eenvormig) en isotroop (dieselfde in alle rigtings) in ooreenstemming met die kosmologiese beginsel wanneer 'n mens, op grond van die fisika van die oerknal, 'n hoogs geboë, heterogene heelal sou verwag? Alhoewel dit nie perfek is nie, kan die Inflasieteorie hierdie probleme beter oplos as die alternatiewe.

Huidige oerknal-kosmologie: By die oorspronklike basiese idee is die afgelope drie dekades verdere ontdekkings gevoeg, soos die kosmiese donker eeue en verskeie fases van herionisering.

Tydlyn van die heelal, wat enkele belangrike waterskeidings in die geskiedenis van die kosmos uitlig. Diagram uit uit die kort geskiedenis van die heelal Beeldkrediet: NASA / JPL-Caltech. Hierdie tydlyn integreer drie verskillende waarnemings: Kosmiese agtergrond mikrogolfstraling (NASA se Kosmiese agtergrondverkenner en Wilkinson Anisotropie-mikrogolfprobe), Eerste lig (NASA se Spitzer-ruimteteleskoop) en Eerste sterrestelsels (Hubble Deep Field en Ultra Deep Field)

Groot vordering met die oerknal-kosmologie is in die laat negentigerjare en die vroeë 21ste eeu gemaak as gevolg van groot vordering met die teleskooptegnologie in kombinasie met groot hoeveelhede satellietdata, soos dié van COBE en die Hubble-ruimteteleskoop. In 2003 het NASA se WMAP meer gedetailleerde foto's van die heelal geneem deur middel van die kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling. Die beelde kan geïnterpreteer word om aan te dui dat die heelal 13,7 miljard jaar oud is (binne een persent fout) en dat die Lambda-CDM-model en die inflasionêre teorie korrek is. Geen ander kosmologiese teorie kan so 'n wye verskeidenheid waargenome parameters verklaar nie, van die verhouding van die elementêre oorvloed in die vroeë heelal tot die struktuur van die kosmiese mikrogolfagtergrond, die waargenome hoër voorkoms van aktiewe galaktiese kerne in die vroeë heelal en die waargenome massas trosse sterrestelsels. (Wikipedia)

Wat kosmiese inflasie betref, word Guth se oorspronklike model nou as verouderd beskou, en verskeie ander weergawes van inflasie is intussen voorgestel, asook kritiek en alternatiewe.

'N Paar skakels: Big Bang Cosmology Primer (basiese intro) 'n Kort geskiedenis van die heelal vir 'n meer gedetailleerde oorsigtelike dekking Big Bang - Wikipedia (soos verwag, gedetailleerde dekking, baie verwysings, maar die gewone wiki-redigering van ongelykhede en herhalingsprobleme) Wetenskap en rede: Die oerknal, WMAP oerknalteorie.

inhoud deur MAK110729, aanhalings uit Wikipedia. Geredigeer RFVS111026

/>
Tensy anders aangeteken,
alle oorspronklike teks op hierdie bladsy mag onder die bepalings van a gebruik word
Creative Commons-lisensie.
Die oorspronklike outeur of uitgewer is egter outeursregtelik op alle grafika op hierdie bladsy, behalwe in die openbaar domein.

Toekoms sonder protonverval

As die protone nie verval nie, word voorwerpe met massamassa steeds swart gate, maar stadiger. Die volgende tydlyn neem aan dat protonverval nie plaasvind nie.

& gt 10 139 jaar van nou af

Die beraming van die standaardmodel se leeftyd van 2018 voor die ineenstorting van 'n valse vakuum 95% vertrouensinterval is 10 58 tot 10 241 jaar, deels as gevolg van onsekerheid oor die boonste kwarkmassa. [43]

Ontaarde era

Materie verval in yster

Oor 10 1500 jaar moet koue samesmelting wat deur kwantumtunnel voorkom, die ligte kerne in sterremassa-voorwerpe laat saamsmelt in yster-56-kerne (sien isotope van yster). Splyting en die uitstoot van alfa-deeltjies moet veroorsaak dat swaar kerne ook tot yster verval, en sterre-massa voorwerpe as ystersterre, wat ystersterre genoem word, agterlaat. [13] Voordat dit gebeur, word verwag dat die proses in sommige swart dwerge hul Chandrasekhar-limiet sal verlaag, wat oor 10 1100 jaar 'n supernova sal veroorsaak. Nie-ontaarde silikon word in ongeveer 10 32 000 jaar bereken om na yster te tonnel. [49]

Swartgat-era

Ineenstorting van ystersterre na swart gate

Kwantumtunnelwerk moet ook groot voorwerpe in swart gate verander, wat (op hierdie tydskale) onmiddellik in subatomiese deeltjies verdamp. Afhangend van die aannames wat gemaak word, kan die tyd wat dit neem om te bereken, bereken word van 10 10 26 jaar tot 10 10 76 jaar. Kwantumtunnelwerk kan ook ystersterre in ongeveer 10 10 76 jaar in neutronsterre laat ineenstort. [13]

Donker era (sonder protonverval)


Snelheidsverskuiwing om kinetiese energie te behou

Een manier om energiebesparing te doen, is dat die snelheid afneem vir my swaar tafeltennisbal.Dit beteken dat die nuwe snelheid sal wees. Traagheidsverhogende velde vertraag voorwerpe, terwyl traagheidsafnemende velde dit bespoedig.

Forcefields / wapenrusting

'N Mens kan 'n kragveld hê wat gemaak is van super-hoë traagheid wat inkomende projektiele sal vertraag. Aanvanklik lyk dit sinneloos, want sodra hulle aan die ander kant deurkom, versnel hulle en sal hulle dieselfde skade berokken. Maar ons kan natuurlik 'n klomp wapens in hierdie veld insit en die projektiel laat weerstaan. Die kinetiese energie sal dieselfde wees, maar dit is 'n botsing met 'n laer snelheid, wat beteken dat die sterkte van die wapenrusting 'n groter kans het om dit te stop (soos ons hieronder sal sien, kan ons ook hier 'n superdigte wapenrusting gebruik). Kyk na die verskil tussen om met 'n geweerkogel geskiet te word of om stadig maar sterk daaraan gesteek te word: in die later geval kan die krag deur 'n goeie wapenrusting na 'n uitgestrekte oppervlak versprei word. Beslis 'n goeie ding vir 'n ruimte-opera.

Ruimtetuig

'N Ruimtetuig wat vinnig êrens wil kom, kan net 'n lae veld om homself projekteer en die spoed met 'n groot faktor verhoog. Klink baie nuttig. Maar nou sal 'n treffende meteoriet albei 'n hoë relatiewe spoed hê, en as dit die veld binnekom, word dit met dieselfde faktor versterk. weer: botsings sal plaasvind teen snelhede wat verhoog word met 'n faktor soos gemeet deur die skip. As u dus spoed verhoog met 'n faktor van 1000, sal dit stof kry wat u teen 'n miljoen keer hoër tref. Aangesien tipiese interplanetêre stof al 'n paar km / s beweeg, praat ons van hiperrelativistiese impakteurs. Die wapenrusting hierbo klink na 'n goeie ding om te hê & # 8230

Let daarop dat enige traagheidsverminderende tegnologie vuurpyle gaan verbeter, selfs al is daar geen reaksielose aandrywing of ander skynsels nie: u verminder net die traagheid van die reaksiemassa. Die vuurpylvergelyking byt nie meer nie: sekerlik, u skip het meestal 'n massiewe reaksiemassa, maar om die skip te versnel, neem u net 'n mate van die massa, herstel u traagheid, verdryf dit en geniet die groot versnelling terwyl die groot enjin stoot. die algehele skip met baie lae traagheid. In hierdie spesifieke geval is daar net 'n probleem: as u die traagheid herstel, moet u die massa op die een of ander manier genoeg kinetiese energie gee om in rus te wees in verhouding tot die skip & # 8230

Kanonne

Hierdie soort traagheid sorg nie vir 'n groot kanon nie. Ek kan beslis my projektiel baie in die boring laat versnel deur die traagheid daarvan te verlaag, maar sodra dit verlaat, sal dit vertraag. As ons aanneem dat 'n gegewe hoeveelheid krag dit versnel oor die lengteboring, sal dit Joule kinetiese energie optel uit die werk wat die kanon doen & # 8211 onafhanklik van massa of traagheid! Die verskil is miskien krag: as u net 'n sekere energie per sekonde kan lewer soos in 'n geweer, is dit beter om 'n stadiger projektiel in die boring te hê.

Fisika

Let daarop dat die spanning en toetrede tot 'n traagheidsveld spanning sal veroorsaak. 'N Metaalstaaf wat 'n traagheidsverhogende veld binnedring, sal die deel in die veld stadiger laat beweeg en terugdruk teen die nie-vertraagde deel (nog 'n pluspunt vir die wapenrusting!). As u die veld verlaat, sal die ligter deel buite sterk wegtrek.

'N Ander effek van verskuiwende snelhede is dat gasse anders optree. Aanvanklik lyk dit of veranderende snelhede die temperatuur sou verander (aangesien ons geneig is om die temperatuur van 'n gas te beskou as hoe vinnig die molekules rondbons), maar eintlik hang die kinetiese temperatuur van 'n gas af van (jy raai dit al) die gemiddelde kinetiese energie. Dit verander dus glad nie. Die spoed van klank moet egter afneem soos: dit word baie hoër in die traagheidsdempende veld en lewer helium-stemagtige effekte. Lugmolekules binne 'n traagheidsafnemende veld sal geneig wees om vinniger te vertrek as wat buite lug binnedring, wat 'n drukverskil lewer.

Momentumbewaring is 'n hoofpyn

Die verandering van die snelheid sodat energie behoue ​​bly, het ongelukkig 'n nadeel: momentum word nie bewaar nie! Ek gooi 'n swaar voorwerp na my traagheidsmasjien teen snelheid, momentum en energie, dit verminder traagheid en verhoog die spoed tot, hou die kinetiese energie op, en die momentum is nou.

Wat as ons aanneem dat die momentumverandering van die veld of masjien afkomstig is? As ek die massa-masjien met 'n voorwerp tref, ervaar dit 'n krag genoeg om die snelheid daarvan te verander. Wanneer die traagheid ingestel is om dit te verhoog, word dit 'n bietjie teruggedruk, en dit kan vinnig beweeg. As dit ingestel is op traagheid, word dit vorentoe gestoot en begin beweeg in die rigting van die rigting waaruit die voorwerp geraak het. In werklikheid kan dit arbitrêr groot snelhede kry deur naby 0 te verminder.

Dit klink vreemd. Veeleisende momentum en energiebesparing benodig (met die bostaande formule) en wat daarop aandring. Dit is duidelik dat ons nie albei kan hê nie.

Ek weet nie van u nie, maar ek hou eerder van energiebesparing. Dit is duideliker as u kul oor energiebesparing.

Soos Einstein opgemerk het met behulp van 4-vektore, is momentum en energiebesparing diep verstrengel en een van die redes waarom traagheid in die regte wêreld nie waarskynlik is nie, is dat hulle kan nie geskei word. Ons kan natuurlik probeer om 4-momentum () te behou, wat lyk asof dit tegelykertyd die energie en die normale momentum verander.


Die oplos van die Fermi-paradoks

The Universe Today het 'n artikel geskryf oor 'n referaat van my, Toby en Eric oor die Fermi Paradox. Die voorafdruk kan op Arxiv gevind word (sien ook ons ​​bylae: 1,2,3 en 4). Hier is 'n vinnige gewilde oorsig / vrae.

  • Die Fermi-vraag is nie 'n paradoks nie: dit lyk net soos een as u te veel vertroue het in hoe goed ons die Drake-vergelykingsparameters ken.
  • Ons verspreidingsmodel toon aan dat daar 'n groot waarskynlikheid bestaan ​​dat u uitheemse lewe min of geen, selfs al gebruik ons ​​die optimistiese beramings van die bestaande literatuur (en selfs meer as ons meer verdedigbare beramings gebruik).
  • Die Fermi-waarneming laat die mees onsekere priors sterk beweeg, wat die seldsame lewensraai en 'n vroeë groot filter versterk.
  • As u nog 'n bietjie meer inligting kry, kan dit ons geloofstoestand baie bywerk!

Tydlyn van die verre toekoms

Hoewel die toekoms nie met sekerheid voorspel kan word nie, kan die huidige begrip op verskillende wetenskaplike terreine die voorspelling van sommige gebeurtenisse in die verre toekoms voorspel word, al is dit net in die breedste uiteensetting. [1] [2] Hierdie velde sluit in astrofisika, wat aan die lig gebring het hoe planete en sterre die deeltjiesfisika vorm, in wisselwerking tree en sterf, wat onthul het hoe materie op die kleinste skaal evolusionêre biologie optree, wat voorspel hoe die lewe oor tyd en plaat sal ontwikkel. tektoniek, wat wys hoe kontinente oor millennia heen verskuif.

Alle projeksies van die toekoms van die aarde, die sonnestelsel en die heelal moet rekening hou met die tweede wet van termodinamika, wat bepaal dat entropie, of 'n verlies aan die beskikbare energie om werk te doen, mettertyd moet styg. [3] Sterre sal uiteindelik hul voorraad waterstofbrandstof uitput en uitgebrand. Noue ontmoetings tussen sterrekundige voorwerpe wat planete van hul sterstelsels en sterrestelsels van sterrestelsels af swaai. [4]

Natuurkundiges verwag dat materie self uiteindelik onder die invloed van radioaktiewe verval sal kom, aangesien selfs die stabielste materiale in subatomiese deeltjies uitmekaar breek. [5] Huidige data dui daarop dat die heelal 'n plat meetkunde (of baie naby aan plat) het, en dus na 'n eindige tyd nie op homself sal instort nie, [6] en die oneindige toekoms maak voorsiening vir 'n aantal massiewe onwaarskynlike gebeure, soos die vorming van Boltzmann-breine. [7]

Die tydlyne wat hier vertoon word, dek gebeure vanaf die begin van die 4de millennium (wat in 3001 CE begin) tot die verste uithoeke van die toekomstige tyd. 'N Aantal alternatiewe toekomstige gebeure word gelys om te antwoord op vrae wat nog nie opgelos is nie, soos of mense sal uitsterf, of protone verval en of die aarde oorleef wanneer die son uitbrei om 'n rooi reus te word.

Aarde, die sonnestelsel en die heelal

Jare van nou af Gebeurtenis
2,000 Die gemiddelde lengte van 'n sondag sal waarskynlik 86.400¹⁄₃₀ SI sekondes oorskry as gevolg van maantye wat die rotasie van die aarde vertraag, wat die huidige UTC-standaard om 'n sprongsekonde slegs aan die einde van 'n UTC-maand in te voeg onvoldoende maak om UTC binne een te hou tweede van UT1 te alle tye. Om te vergoed, moet sprongsekondes verskeie kere gedurende die maand bygevoeg word, óf veelvuldige skrikkel sekondes moet bygevoeg word aan die einde van sommige of alle maande. [8]
10,000 As die Wilkes Subglacial Basin 'ysprop' in die volgende paar eeue die Oos-Antarktiese ysplaat in gevaar stel, sal dit lank duur om heeltemal te smelt. Seevlak sal 3 tot 4 meter styg. [9] Een van die potensiële gevolge op lang termyn van aardverwarming, dit is los van die korter termyn bedreiging van die Wes-Antarktiese ysplaat.
10.000 [noot 1] Die rooi superreusster Antares sal waarskynlik in 'n supernova ontplof het. Die ontploffing moet maklik op die aarde sigbaar wees. [10]
13,000 Teen hierdie stadium, halfpad deur die presessionele siklus, sal die Aksiale kanteling van die aarde omgekeer word, wat veroorsaak dat die somer en die winter aan weerskante van die baan van die aarde plaasvind. Dit beteken dat die seisoene in die Noordelike Halfrond, wat meer uitgesproke seisoenale variasies ervaar as gevolg van 'n hoër persentasie land, selfs meer ekstreme sal wees, aangesien dit teen die son in die perihelium van die aarde en weg van die son in die aphelie sal wees. [11]
15,000 Volgens die Sahara-pompteorie sal die presessie van die Aarde se pole die Noord-Afrikaanse Monsoon ver genoeg noordwaarts beweeg om die Sahara weer in 'n tropiese klimaat te omskep, soos dit 5 000–10 000 jaar gelede was. [12] [13]
17 000 [noot 1] Die beste raaiskoers vir 'n 'beskawingsbedreigende' supervulkaniese uitbarsting wat groot genoeg is om 1000 gigaton pyroklastiese materiaal uit te spuug. [14] [15]
25,000 Die noordelike Mars-yskappie kan terugtrek namate Mars gedurende die ongeveer 'n warm punt van die noordelike halfrond bereik. 50 000 jaar perihelion-presessie-aspek van sy Milankovitch-siklus. [16] [17]
36,000 Die klein rooi dwerg Ross 248 sal binne 3.024 ligjare van die aarde verbygaan en die naaste ster aan die son word. [18] Dit sal na ongeveer 8 000 jaar terugtrek, wat eers Alpha Centauri (weer) en daarna Gliese 445 die naaste sterre maak [18] (sien tydlyn).
50,000 Volgens Berger en Loutre (2002) sal die huidige interglasiale periode eindig, [19] stuur die aarde terug in 'n gletsertydperk van die huidige ystydperk, ongeag die gevolge van antropogene aardverwarming.

Volgens meer onlangse studies (2016), kan die gevolge van antropogene aardverwarming hierdie anders verwagte ystydperk met nog 50 000 jaar vertraag en dit effektief oorslaan. [20]

Die Niagara-waterval het die oorblywende 32 km na die Erie-meer uitgehold en sal ophou bestaan. [21]

Die vele gletsermere van die Kanadese skild sal uitgewis word deur die rebels en erosie na die gletser. [22]

Selfs sonder 'n massa-uitwissing sal die huidige spesies teen die tyd verdwyn deur die agtergrond-uitsterwingsyfer, en baie klades ontwikkel geleidelik in nuwe vorme. [44] [45]

Afrika se botsing met Eurasië sal die Mediterreense bekken sluit en 'n bergreeks soortgelyk aan die Himalaja skep. [49]

Die pieke van die Appalachiese gebergte sal grotendeels verweer [50] met 5,7 Bubnoff-eenhede, maar die topografie sal styg namate streekvalleie twee keer so verdiep. [51]

Gedurende hierdie era kan Saturnus se maan Titan oppervlaktemperature bereik wat nodig is om die lewe te onderhou. [104]

Die uitbreiding van die heelal, met die aanvaarding van 'n konstante donker energiedigtheid, vermenigvuldig die golflengte van die kosmiese mikrogolfagtergrond met 10 29, wat die skaal van die kosmiese lighorison oorskry en die bewyse van die oerknal onopspoorbaar maak. Dit kan egter steeds moontlik wees om die uitbreiding van die heelal deur middel van die bestudering van sterre met 'n hoë snelheid te bepaal. [117]

Botsings tussen bruin dwerge sal op die marginale vlak nuwe rooi dwerge skep: gemiddeld sal ongeveer 100 sterre skyn in wat vroeër die Melkweg was. Botsings tussen sterreste sal af en toe supernovas skep. [5]

Op hierdie stadium sal die son afgekoel het tot 5 K (−268,15 ° C -450,67 ° F). [128]

Op hierdie groot tydskaal sal selfs ultra-stabiele ystersterre vernietig word deur kwantumtunnelgebeurtenisse. Eerste ystersterre met voldoende massa (êrens tussen 0,2 M en die Chandrasekhar-limiet [137]) sal per tonnel in neutronsterre ineenstort. Vervolgens stort neutronsterre en enige oorblywende ystersterre wat swaarder is as die Chandrasekhar-perk inmekaar deur tonnels in swart gate. Die daaropvolgende verdamping van elke resulterende swart gat in subatomiese deeltjies ('n proses wat ongeveer 10 100 jaar duur), en die daaropvolgende verskuiwing na die donker era is op hierdie tydskale oombliklik.

Dit is ook die hoogste skatting van die moontlike tyd vir die swart gatperiode (en die daaropvolgende donker era) om uiteindelik te begin. Buiten hierdie punt is dit byna seker dat die heelal nie meer baroniese materiaal sal bevat nie en 'n byna suiwer vakuum sal wees (moontlik gepaard met die teenwoordigheid van 'n valse vakuum) totdat dit sy finale energietoestand bereik, met die veronderstelling dat dit nie voor hierdie tyd gebeur nie .

(Omdat die totale aantal maniere waarop al die subatomiese deeltjies in die waarneembare heelal gekombineer kan word 10 10 115 < displaystyle 10 ^ <10 ^ <115> >>, [139] [140] 'n getal is wat, wanneer dit vermenigvuldig word deur 10 10 10 56 < displaystyle 10 ^ <10 ^ <10 ^ <56> >>>, verdwyn in die afrondingsfout, dit is ook die tyd wat nodig is vir 'n kwantumtunnel en kwantumswisseling-gegenereerde oerknal om 'n nuwe heelal identies aan ons eie, met die veronderstelling dat elke nuwe heelal minstens dieselfde aantal subatomiese deeltjies bevat en die wette van die fisika binne die landskap gehoorsaam wat deur die stringteorie voorspel word.) [141] [142]

Menslikheid

Jare van nou af Gebeurtenis
10,000 Die waarskynlikste geskatte lewensduur van tegnologiese beskawing, volgens Frank Drake se oorspronklike formulering van die Drake-vergelyking. [143]
10,000 As globaliseringstendense tot panmiksie lei, sal die genetiese variasie van die mens nie meer gesentraliseer word nie, aangesien die effektiewe populasiegrootte gelyk sal wees aan die werklike bevolkingsgrootte. [144]
10,000 Volgens die formulering van Brandon Carter van die omstrede Doomsday-argument, is die mensdom teen hierdie datum 95% waarskynlik uitgesterf, wat beweer dat die helfte van die mense wat ooit sou geleef het waarskynlik reeds gebore is. [145]
20,000 Volgens die glottochronologiese taalkundige model van Morris Swadesh, moet toekomstige tale net 1 uit die 100 "kernwoordeskat" -woorde op hul Swadesh-lys behou in vergelyking met dié van hul huidige voorvaders. [146]
100,000+ Die tyd wat nodig is om Mars met 'n suurstofryke asemhalingsatmosfeer te vorm, gebruik slegs plante met soneffektiwiteit wat vergelykbaar is met die biosfeer wat tans op die aarde voorkom. [147]
1 miljoen Geskatte kortste tyd waarmee die mensdom ons Melkwegstelsel kan koloniseer en in staat is om al die energie van die sterrestelsel te benut, met die veronderstelling dat die snelheid van 10% van die lig is. [148]
2 miljoen Werveldiersoorte wat so lank geskei word, sal gewoonlik allopatriese spesiasie ondergaan. [149] Evolusionêre bioloog James W. Valentine het voorspel dat as die mensdom oor hierdie tyd onder geneties geïsoleerde ruimtekolonies versprei is, die sterrestelsel 'n evolusionêre bestraling van veelvuldige menslike spesies sal huisves met 'n "verskeidenheid van vorm en aanpassing wat ons sal verstom". [150] Dit sou 'n natuurlike proses wees van geïsoleerde populasies, wat nie verband hou met moontlike doelbewuste genetiese verbeteringstegnologieë nie.
7,8 miljoen Volgens die Richard Richard Gott se formulering van die omstrede Doomsday-argument sal die mensdom teen hierdie datum 95% uitsterf. [151]
100 miljoen Die maksimum geskatte lewensduur van die tegnologiese beskawing, volgens Frank Drake se oorspronklike formulering van die Drake-vergelyking. [152]
1 miljard Geskatte tyd vir 'n astro-engineering-projek om die wentelbaan van die aarde te verander, vergoed vir die stygende helderheid van die son en die uitwaartse migrasie van die bewoonbare sone, behaal deur herhaalde asteroïde-swaartekraghulp. [153] [154]

Ruimtetuie en ruimteverkenning

Tot op hede is vyf ruimtetuie (Voyager 1, Voyager 2, Pionier 10, Pionier 11 en Nuwe horisonne) is op trajekte wat hulle uit die sonnestelsel en in die interstellêre ruimte sal neem. As 'n uiters onwaarskynlike botsing met 'n voorwerp uitgesluit word, moet die tuig onbepaald voortduur. [155]

Jare van nou af Gebeurtenis
1,000 Die SNAP-10A-kernsatelliet, wat in 1965 gelanseer is na 'n baan 700 km (430 mi) bo die aarde, sal na die oppervlak terugkeer. [156] [157]
16,900 Voyager 1 verbygaan binne 3,5 ligjare van Proxima Centauri. [158]
18,500 Pionier 11 verbygaan binne 3,4 ligjare van Alpha Centauri. [158]
20,300 Voyager 2 verbygaan binne 2,9 ligjare van Alpha Centauri. [158]
25,000 Die Arecibo-boodskap, 'n versameling radiodata wat op 16 November 1974 versend is, bereik die afstand van sy bestemming, die bolvormige groep Messier 13. [159] Dit is die enigste interstellêre radioboodskap wat na so 'n verre streek van die sterrestelsel gestuur word. Daar sal 'n 24-lig-jaar-verskuiwing plaasvind in die posisie van die groep in die sterrestelsel gedurende die tyd wat dit die boodskap neem om dit te bereik, maar omdat die groep 168 ligjaar in deursnee is, sal die boodskap steeds sy bestemming bereik. [160] Enige antwoord sal minstens nog 25 000 jaar neem vanaf die tydstip van die versending daarvan (met die veronderstelling dat vinniger-as-lig-kommunikasie onmoontlik is).
33,800 Pionier 10 verbygaan binne 3,4 ligjare vanaf Ross 248. [158]
34,400 Pionier 10 verbygaan binne 3,4 ligjare van Alpha Centauri. [158]
42,200 Voyager 2 verbygaan binne 1,7 ligjare vanaf Ross 248. [158]
44,100 Voyager 1 verbygaan binne 1,8 ligjare van Gliese 445. [158]
46,600 Pionier 11 verbygaan binne 1.9 ligjare van Gliese 445. [158]
50,000 Die KEO ruimtetydkapsule, indien dit gelanseer word, sal die atmosfeer van die aarde weer binnedring. [161]
90,300 Pionier 10 verbygaan binne 0.76 ligjare vanaf HIP 117795. [158]
306,100 Voyager 1 verbygaan binne 1 ligjaar vanaf TYC 3135-52-1. [158]
492,300 Voyager 1 verbygaan binne 1.3 ligjare van HD 28343. [158]
800 000–8 miljoen Lae skatting van die leeftyd van die Pioneer 10-gedenkplaat voordat die ets vernietig word deur swak verstaanbare interstellêre erosieprosesse. [162]
1,2 miljoen Pionier 11 kom binne 3 ligjare van Delta Scuti. [158]
1,3 miljoen Pionier 10 kom binne 1,5 ligjare van HD 52456. [158]
2 miljoen Pionier 10 gaan naby die helder ster Aldebaran verby. [163]
4 miljoen Pionier 11 gaan naby een van die sterre in die sterrebeeld Aquila verby. [163]
8 miljoen Die LAGEOS die wentelbane van satelliete sal verval, en hulle sal weer die atmosfeer van die aarde binnedring en 'n boodskap saambring na alle toekomstige afstammelinge van die mensdom, en 'n kaart van die vastelande soos dit dan verwag word. [164]
1 miljard Geskatte lewensduur van die twee Voyager Golden Records voordat die inligting wat daarin gestoor word, onherwinbaar gemaak kan word. [165]
10 20 (100 kwiljoen) Geskatte tydskaal vir die ruimtetuig Pioneer en Voyager om met 'n ster (of sterrestelsel) te bots. [158]

Tegnologiese projekte

Datum of jare van nou af Gebeurtenis
3015 CE 'N Kamera wat in 2015 deur Jonathon Keats in die ASU-kunsmuseum geplaas is, sal sy 1000 jaar lange blootstelling aan die stad Tempe, Arizona, voltooi. [166]
3183 CE Die Tydspiramide, is 'n openbare kunswerk wat in 1993 in Wemding, Duitsland, begin is, geskeduleer vir voltooiing. [167]
6939 CE Die Westinghouse Time Capsules vanaf die jare 1939 en 1964 word beplan om geopen te word. [168]
7000 CE Die laaste Expo '70 Time Capsule vanaf 1970, begrawe onder 'n monument naby die Osaka-kasteel, Japan, is geskeduleer om geopen te word. [169]
28 Mei 8113 HJ Die Crypt of Civilization, 'n tydkapsule wat aan die Oglethorpe Universiteit in Atlanta, Georgia, geleë is, sou na verwagting voor die Tweede Wêreldoorlog geopen word. [170] [171]
10,000 Beplande lewensduur van die Long Now-stigting se verskeie lopende projekte, waaronder 'n 10 000-jarige horlosie bekend as die Clock of the Long Now, die Rosetta-projek en die Long Bet-projek. [172]

Geskatte lewensduur van die HD-Rosetta analoogskyf, 'n ioonstraalgeëtste skryfmedium op nikkelplaat, 'n tegnologie wat ontwikkel is by die Los Alamos Nasionale Laboratorium en later gekommersialiseer is. (Die Rosetta-projek gebruik hierdie tegnologie, vernoem na die Rosetta Stone.)

Menslike konstrukte

Jare van nou af Gebeurtenis
50,000 Geskatte atmosferiese leeftyd van tetrafluormetaan, die duursaamste kweekhuisgas. [181]
1 miljoen Huidige glasvoorwerpe in die omgewing sal ontbind word. [182]

Verskeie openbare monumente wat uit hard graniet bestaan, sal in 'n matige klimaat een meter erodeer, met die veronderstelling dat dit 1 Bubnoff-eenheid is (1 mm in 1 000 jaar, of 1 duim in 25 000 jaar). [183]

Sonder instandhouding sal die Groot Piramide van Gizeh onherkenbaar word. [184]

Op die maan sal Neil Armstrong se 'one small step'-voetspoor op Tranquility Base teen hierdie tyd verweer, saam met dié wat al twaalf Apollo-maanwandelaars agtergelaat het, as gevolg van die opgehoopte gevolge van verwering in die ruimte. [185] [186] (Normale erosieprosesse wat op Aarde aktief is, is nie teenwoordig nie as gevolg van die feit dat die Maan amper nie atmosfeer het nie.)