"Wir finden unseren Platz im Universum" von Hélène Courtois
(Bild: © MIT Press)
Das neu übersetzte Buch "Unseren Platz im Universum finden, "out out today (21. Mai), beschreibt, wie Wissenschaftler den riesigen Supercluster von Galaxien entdeckt haben, der die Milchstraße enthält - unter Verwendung sorgfältiger Berechnungen, um die komplizierte, federleichte Form des Superclusters aufzudecken.
Die französische Astrophysikerin Hélène Courtois war 2014 Teil eines Forscherteams, das den Supercluster entdeckte, der als bekannt ist Laniakea ("unermesslicher Himmel" auf Hawaiianisch). Laniakea hat einen Durchmesser von mehr als 500 Millionen Lichtjahren und enthält ungefähr 100.000 Galaxien, von denen die hellste unsere eigene Milchstraße ist. Diese Galaxien scheinen sich auf den sogenannten "Großen Attraktor" zuzubewegen, eine unsichtbare Kraft, die 160.000 Millionen Lichtjahre entfernt ist und Galaxien in Laniakea unaufhaltsam dorthin zieht.
Um die Ausdehnung von Lanaikea zu bestimmen, maß das Forscherteam die Entfernung von der Erde zu anderen Galaxien und dann die Bewegung jeder Galaxie aufgrund der Anziehungskraft anderer Objekte. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass einige Galaxien dazu neigten, sich in eine Richtung zu bewegen, andere in eine andere - aber da sich jede Galaxie auf einen Punkt zubewegt, der als großer Attraktor bezeichnet wird, gibt es eine äußere Grenze, selbst für etwas so Großes wie Lanaikea. Seit 2014 wissen wir, wo diese äußere Grenze liegt. Nachdem Laniakea identifiziert wurde, konzentriert sich Courtois darauf, die Ursachen für eine anhaltende, beschleunigte Expansion von Galaxien zu finden.
Courtois, Professor an der Universität von Claude Bernard Lyon 1 in Frankreich, schrieb 2016 einen französischen Bericht über die Entdeckung von Laniakea. Jetzt hat MIT Press eine englische Version mit dem Titel "Finding Our Place in the Universe" veröffentlicht. Das Buch beschreibt Courtois 'eigene Reise als Astrophysiker und erzählt gleichzeitig die Geschichte von mehr als zwei Jahrzehnten Arbeit, die in der Entdeckung von Laniakea gipfelte. Es ist ein zugänglicher und ansprechender Band, der Gleichungen beleuchtet, aber voller persönlicher Anekdoten ist. Space.com hat sich kürzlich mit Courtois getroffen, um die Suche nach Laniakea zu besprechen, was jetzt passiert und warum Wissenschaft niemals feierlich sein sollte.
Space.com: Warum hast du dich entschieden, die Geschichte der Entdeckung von Laniakea als Quest zu erzählen?
Hélène Courtois: Ich erzähle gerne Geschichten. Als ich als Student eine Vorlesung besuchte, mochte ich es sehr, wenn die Person es wie eine Geschichte klingen ließ. Ich dachte, es wäre besser, die Geschichte so zu erzählen, wie ich sie rechtzeitig erlebt habe, als ein Kapitel darüber zu geben, wie Sie Astrostatistik machen, wie Sie beobachten, wie Sie ...
Es ist vielleicht etwas seltener, es so zu machen. Also wollte ich es unbedingt als Geschichte versuchen.
Space.com: Sie erwähnen zu Beginn des Buches, dass Sie in einigen Fällen die mathematische Präzision oder die sehr präzise Wissenschaft aufgegeben haben, um verständlich zu sein. Warum hast du diese Entscheidung getroffen?
Courtois: Es war einfach für mich, diese Entscheidung zu treffen, weil ich eigentlich gerne mit der breiten Öffentlichkeit über Wissenschaft spreche. Ich habe sehr schnell verstanden, dass man eigentlich keine Gleichungen braucht, wenn man den Menschen ein Gefühl für Physik vermittelt. Mir, Mathematik ist eine Sprache, So kann ich Dinge mit Mathematik erklären, aber ich kann die gleichen Dinge auch mit Worten erklären. Mathematik ist nur eine andere Sprache, mit der Sie auf einige abstraktere Konzepte eingehen können, die Sie jedoch nicht benötigen, um das Gesamtbild einer Geschichte zu verstehen.
Ich mag es, einem 6-jährigen Kind, einem Teenager und jemandem, der bereits viele Dinge weiß, diese Wissenschaft erklären zu können - und ich kann mich anpassen.
Space.com: Sie heben unangekündigte Frauen in der Geschichte der Astrophysik im gesamten Buch hervor. Denken Sie, dass die Astrophysik die Beiträge von Frauen in Ihrem Leben mehr wertschätzt?
Courtois: In Frankreich sind nur 9% der ordentlichen Professoren für Teilchenphysik oder Astrophysik Frauen, während am Eingang der Universität 25% der Mädchen Physik studieren. Es sollten mindestens 25% weibliche ordentliche Professoren sein. Meine Idee, weibliche Astronomen hervorzuheben, war zu zeigen, dass es möglich ist. Es war nicht wirklich eine große Sache, weil meine männlichen Kollegen super, supercool sind. Ich liebe sie. Wir haben keine Probleme. Aber wir sehen nicht genug Mädchen in STEM. Und ich weiß nicht wirklich warum. ... Es ist kein Problem zwischen Mädchen und Jungen. Es ist etwas anderes.
Space.com: Ein weiteres Thema Ihres Buches ist, dass Wissenschaft ein Prozess der kontinuierlichen Entdeckung und des Lernens ist und bereit ist, Ihre Meinung zu ändern, wenn neue Daten auftauchen. Warum haben Sie das betont?
Courtois: Wenn Studenten zu mir kommen, um ein Praktikum zu machen, denken sie, ich werde ihnen ein ganz bestimmtes Fach geben und ich weiß, was sie tun werden. Woche 1, Woche 2, Woche 3, Woche 4.… Ich sage ihnen, dass ich ihnen eine Frage stellen werde und wir werden an dieser Frage arbeiten und am Ende von 2-3 Monaten werden wir mehr Fragen haben als zu Beginn. Aber sie sind so glücklich, denn je mehr Fragen Sie haben, desto mehr Antworten haben Sie auf dem Weg gefunden und die Frage wird immer interessanter. Die erste Frage ist manchmal sehr weit gefasst, aber dann sind all die kleinen Fragen die interessantesten. Ich wollte das erklären.
Space.com: Um zur Wissenschaft des Buches zu gelangen, hing Ihre Entdeckung unseres Superclusters von etwas ab, das sich Great Attractor nennt. Was ist es?
Courtois: Der Große Attraktor ist ein Ort im Universum, nicht weit von uns entfernt. Alle Galaxien [in unserem Supercluster], einschließlich unserer, konvergieren in diese Richtung. Aber es ist ein Ort, den wir nicht beobachten können. [Der große Attraktor liegt in der "Zone der Vermeidung", in der eine Fülle von Gas und Staub es unmöglich macht, etwas zu sehen.] Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie möchten in das Wohnzimmer Ihres Nachbarn schauen, weil es sehr ist interessant - aber Sie haben einen Baum vor Ihrem Fenster, so dass Sie das Wohnzimmer nicht direkt beobachten können. Es ist ein bisschen nervig. Wir nennen es den Großen Attraktor, weil sich die Galaxien sehr schnell in diese Richtung bewegen.
Manchmal fragten mich Leute, wo ich mit meinem Fernglas oder meinem Teleskop nach Laniakea schauen könne. Und ich würde ihnen sagen, dass es überall um dich herum ist - Nordhalbkugel, Südhalbkugel. Wenn Sie sich Laniakea ansehen möchten, ist es am schwierigsten zu finden, weil wir uns darin befinden.
Space.com: Sie diskutieren auch ein Konzept namens "besondere Geschwindigkeit". Was sind besondere Geschwindigkeiten und wie haben sie dazu beigetragen, Laniakea zu identifizieren?
Courtois: Besondere Geschwindigkeiten sind die Geschwindigkeiten von Galaxien, die auf Gravitation zurückzuführen sind. Masse zieht eine andere Masse an. Die eigentümliche Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit aufgrund der Masse, die um eine Galaxie im Universum verteilt ist. Und wir müssen vorsichtig sein, denn das Universum expandiert - aber es ist keine echte Geschwindigkeit, wenn eine Galaxie aufgrund der Expansion von einer anderen Galaxie weggeht.
Nehmen wir zum Beispiel an, Sie haben eine karierte Tischdecke im Bistro-Café und zwei Liter Bier auf der Tischdecke. Wenn Sie die Tischdecke so dehnen, dass sich alle Quadrate ausdehnen und die beiden Pints voneinander weggehen weil du die Tischdecke streckst. Das ist also eine Erweiterung - aber das interessiert uns eigentlich nicht. Es ist sehr einfach, diese Geschwindigkeit zu entfernen, da sich nur die Raumzeit des Gitters darunter ausdehnt. Eigentlich ist es keine physikalische Geschwindigkeit. Aber mit den zwei Pints Bier haben sie eine Masse und wollen einander näher kommen, damit sie angezogen werden. Wir wollen diese sehr kleine Anziehungsgeschwindigkeit messen - das ist die eigentümliche Geschwindigkeit. [Die Forscher berechneten besondere Geschwindigkeiten für jede Galaxie in unserem Supercluster relativ zur Erde. Wie die Forscher feststellten bei der Ankündigung von Laniakea"Eine Karte mit besonderen Geschwindigkeiten kann in eine Karte der Verteilung der Materie übersetzt werden." Dies ist, was sie getan haben, um das Ausmaß von Laniakea zu entdecken.]
Beim Schreiben des Buches dachte ich, ich sollte "Gravitationsgeschwindigkeit" schreiben, aber die eigentümliche Geschwindigkeit ist der Begriff, den wir in der Wissenschaft verwenden.
Space.com: Was ist das Aufregendste für Ihre Forschung am Horizont?
Courtois: Wenn Sie nur einen Supercluster finden, gibt es natürlich eine Frage: Haben wir Recht oder liegen wir falsch? Wir haben jetzt 10 Supercluster gefunden, daher sind wir sehr beruhigt, dass das, was wir tun, korrekt ist.
Die große Frage, die ich mit meinem Team habe, lautet: Was ist Gravitation und warum fliegen Galaxien in anderen Superclustern so schnell? Möglicherweise müssen wir die Sprache ändern, in der wir die Geschwindigkeit beschreiben - möglicherweise müssen wir die Gravitationsgleichungen ändern.
Derzeit denken 50% der Physiker, wir sollten nach unsichtbarer Materie suchen. Ich nenne es nie "Dunkle Materie, "denn wenn es dunkel wäre, könnten wir es sehen. Wir wollen nicht nur die Gravitation verstehen, wir wollen die Beschleunigung der Expansion von Galaxien verstehen. Ich sage immer die Beschleunigung der Expansion anstelle von" dunkler Energie ", weil es nicht dunkel ist - Wenn es dunkle Energie wäre, würden wir es sehen. Im Moment ist der beste Begriff die Beschleunigung der Expansion.
Space.com: Gegen Ende des Buches sagen Sie: "Wissenschaft ist nicht feierlich." Bitte erweitern Sie das.
Courtois: Sie können glücklich sein, diesen Job zu machen. Die Leute denken, dass Wissenschaft so ernst ist, und es ist nicht die Art, wie ich meinen Job lebe, und es ist nicht die Art, wie meine Kollegen ihren Job leben. Mein Kollege Brent Tully von der Universität von Hawaii sagt, dass wir "ernsthaft spielen". Das Universum ist so schön und ich kann verstehen, wie diese Schönheit zusammengesetzt ist - es ist spielerisch, es ist freudig, viel Glück, Wissenschaft zu tun.
Wenn Sie etwas verstehen und es in Ihrer Schublade bleibt, ist es dasselbe, als würden Sie es nicht verstehen, wenn es nur für Sie ist. Wenn du stirbst, ist es kein neues Wissen für die Menschheit. Der einzige Weg, die Wissenschaft voranzubringen, besteht darin, es allen zu sagen!
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