Czy kiedykolwiek obserwowałeś chmury na niebie i odnajdowałeś w nich różne znane Ci kształty czy twarze ludzi, których znasz? Uwierz, że astronomowie robią to samo na nocnym niebie.

Nagroda Nobla z fizyki dla astronomów, kolejne odkrycia planet pozasłonecznych, nowe teleskopy – to jedne z najciekawszych wydarzeń roku 2011 w światowej astronomii.

Tegoroczny werdykt Akademii przyznającej Nagrodę Nobla z fizyki trzem astrofizykom: Amerykaninom Saulowi Perlmutterowi i Adamowi Riess’owi oraz Australijczykowi Brianowi Schmidt’owi nie powinien zdziwić nikogo. Być może nikt, tak jak oni, nie zasłużył na to najwyższe naukowe wyróżnienie.

Prezes Polskiego Towarzystwa Astronomicznego prof. Edwin Wnuk powiedział w niedzielę w Gdańsku, że astronomia plasuje się w pierwszej trójce dyscyplin naukowych w naszym kraju. W Gdańsku rozpoczął się XXXV Zjazd Polskiego Towarzystwa Astronomicznego (PTA).

Teleskop kosmiczny WISE odkrył gwiazdę o temperaturze niższej, niż… ciepło ludzkiego ciała! Odkrycie jest możliwe dzięki specjalnej konstrukcji teleskopu, który przeznaczony jest do wykrywania najchłodniejszych ciał kryjących się w mroku Wszechświata.

Astronomia, jak każda inna dziedzina nauki nie stoi w miejscu. Kolejne generacje naukowców dysponują znacznie potężniejszym sprzętem, który pozwala im dokonywać niesamowitych odkryć we Wszechświecie.

Obserwacje za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu VLT rzuciły nowe światło na źródło zasilania rzadkich, olbrzymich obłoków świecącego gazu we wczesnym Wszechświecie. Obserwacje pokazują po raz pierwszy, że te gigantyczne „bańki Lyman alfa” – jedne z największych pojedynczych znanych obiektów – muszą być zasilane przez ukryte w nich galaktyki .

Kto doświadczył w życiu cudu obserwacji pięknego, nocnego nieba ten wie, że wszechświat ma nam bardzo wiele do zaoferowania. Jednakże, mniej więcej w następnej dekadzie piękno nocnego nieba może z czasem zacząć zanikać. Jaki jest tego powód ? Otóż, zanieczyszczenie światłem, tak jak zanieczyszczenie powietrza, zaczyna dominować na naszym nocnym niebie.

Co oznacza termin zanieczyszczenie światłem? Zanieczyszczenie światłem jest zbędnym światłem wyemitowanym przez sztuczne, ludzkie obiekty. Jest to emisja światła, która przeszkadza w nocnym żerowaniu zwierzętom, a także w obserwacjach astronomicznych, gdyż jaśniejące ziemskie obiekty wpływają na piękno nocnego nieba. Populacja ludzka kontynuuje swój wzrost liczbowy budując coraz więcej miast, a przez to używając coraz więcej świateł. Pewnego dnia, może się okazać, że będziemy zdolni zobaczyć tylko Syriusza, Wenus i Jowisza oraz kilka innych najjaśniejszych obiektów na niebie. Rozrost miast jest kontynuowany w tempie wykładniczym, więc pewnego dnia sami sobie zamkniemy oczy na cud wszechświata. Łuna nocna pochodząca od miasta wielkości 1 miliona mieszkańców powoduje, że nocne niebo jest 100 % jaśniejsze od prawdziwie ciemnego nieboskłonu w promieniu mniej więcej 40 km od centrum miasta. Co można zatem zrobić, aby pomóc załagodzić skutki tego problemu ? Systematycznie wzrasta świadomość niebezpieczeństw związanych z zanieczyszczeniem powietrza, gleby oraz zanieczyszczenia światłem gwiaździstego nieba. Przykładem aktywnej walki z problemem mogą być akcje ochrony ciemnego nieba nagłaśniające problem, np.: organizowanie w USA akcji pod nazwą Tydzień Ciemnego Nieba. Nie bez znaczenia jest także przyszłość w dziedzinie architektury fasadowej, chodzi o sposób projektowania lamp oświetlających ulice i domy. Lampy powinny być umieszczane w oprawach kierujących strumień światła w dół. Wtedy emitują mniej światła do atmosfery, nie pozwalają uciekać światłu ku niebu. Dobrym rozwiązaniem stosowanym już szeroko w nowoczesnych domach są lampy oświetleniowe na czujniki, samogaszące się po kilkudziesięciu sekundach. Co ważne rozwiązanie to jest oszczędne z punktu widzenia właściciela posesji, więc przyszłość rysuje się pomyślnie. Mając nadzieję na wzrost zainteresowania ochroną ciemnego nieba zacytujmy słowa pomysłodawczyni akcji Tydzień Ciemnego Nieba, Jennifer Barlow: "wszechświat jest widokiem na naszą przeszłość i przyszłość. Poprzez Tydzień Ciemnego Nieba chcemy pomóc w ochronie tego skarbu".

Tłumaczenie i opracowanie tekstu Agnieszka Zawada na podstawie materiałów: 1. Jennifer Barlow. Publikacja High School Virginia (USA) 2003. 2. Aneta Augustyn. Tenor w gwiazdach. Gazeta Wyborcza 05.07.2002. Informator wrocławskiego osiedla Huby.

Od czasu kiedy Hubble odkrył przesunięcie ku czerwieni czyli "poczerwienienie" (ang. Redshift) do ostatniej dekady sądzono, że ekspansja wszechświata może mieć stałą wartość (stała Hubble’a). Zakładając, że światło utrzymuje stałą szybkość wydawało się, że przybliżony wiek wszechświata to 9 miliardów lat. Później oceny formacji galaktyk i określonych typów gwiazd dały wynik przewidywanego wieku wszechświata na 15 miliard lat. Zewnętrzne ramiona galaktyk mogą wirować szybciej niż centrum, a nawet zbyt szybko, aby je zatrzymać w galaktyce grawitacją samego centrum.

Einstein starał się wyjaśnić, dlaczego wszechświat jest - jak sądzono w czasach, gdy pracował - statyczny. W gruncie rzeczy rozważał tylko wielkości sił w naszym układzie słonecznym oraz energię próżni. Oczywiście dopóki nie zostanie zebrana większa liczba danych, nie będziemy mieli dowodu ani na wiek ani kształt wszechświata. Na razie kilka teorii wskazuje na to, że miejscowy dostrzegalny wszechświat może mieć około 13 miliardów lat oraz że wielki wybuch był tylko wtórnym wybuchem albo jak wybuch łodzi podwodnej - eksplozją wewnątrz starszego zewnętrznego wszechświata.
Poczerwienienie to zjawisko polegające na tym, że linie widmowe docierające z niektórych gwiazd lub galaktyk są przesunięte w stronę większych długości fali (mniejszych częstotliwości). Przesunięcie ku czerwieni jest wywołane kilkoma przyczynami, między innymi właśnie rozszerzaniem się wszechświata oraz oddalaniem się od źródła światła. W kosmologii efekt poczerwienienia obserwowany jest dla źródeł światła leżących w znacznej odległości od Ziemi, np.: bardzo odległych galaktyk. Przesunięcie to jest proporcjonalne do odległości danego obiektu od Ziemi i jest obecnie podstawowym argumentem za modelem rozszerzającego się wszechświata (prawo Hubble’a). Przesunięcie ku czerwieni powoduje, że linię Lymana (nadfiolet) obserwuje się w oknie bliskiej podczerwieni.

Najnowsze badania pomiarów widm pokazują jednak interesujące wyniki, np. to, że dalekie gwiazdy wydają się mieć mniejsze przesunięcie ku czerwieni niż powinny, jeśli zakładamy, że ekspansja wszechświata naprawdę przyspiesza. Za wyjaśnienie możemy wziąć przykład z balonem, gdzie powierzchnia balonu reprezentuje dwuwymiarowy plasterek przestrzeni w danej chwili. Na powłoce balonu rozważamy tylko dwa wymiary.

Każdy punkt na dmuchanym balonie oddala się jednorodnie i we wszystkich kierunkach na raz, a prędkość oddalania się jest proporcjonalna do odległości. Jeśli z jednego punktu wysłano falę radiową, to w wyniku zwiększania się promienia krzywizny (dmuchania balonu), długość fali każdego fotonu ulega rozciągnięciu. Wniosek z tego taki, że jeśli dalekie gwiazdy mają mniejsze przesunięcie ku czerwieni niż powinny mieć, to oznacza że dla galaktyk z dużym poczerwienieniem prawa Hubble’a nie można stosować wprost do wyznaczenia odległości lub sam wszechświat ma inny kształt lub szybkość rozszerzania wszechświata jest inna niż myślimy.
W jednym z możliwych scenariuszy João Magueijo rozważa, że sama prędkość światła nie jest stała. Stworzona przez autora teoria zmiennej prędkości światła zakłada, że we wczesnym okresie istnienia wszechświata prędkość światła była większa niż obecnie, przez co kwestionuje dwie fundamentalne teorie wyjaśniające powstanie i istnienie wszechświata: teorię względności i kosmologiczną teorię inflacji.
Model wszechświata płaskiego jest przypadkiem pośrednim między wszechświatem otwartym a zamkniętym. Geometria tego wszechświata w ogóle nie jest zakrzywiona, lecz jest „płaska” lub euklidesowa. Musi on być przy tym nieskończenie wielki, aby nie miał brzegu, a odległość między dwiema liniami równoległymi jest wszędzie taka sama. Model tego Wszechświata głosi, że Wszechświat ten nie będzie się ani rozszerzał w nieskończoność ani się nie zapadnie. Grawitacja spowoduje, że opóźnienie i prędkość ekspansji osiągną wartość zerową w tym samym czasie. Ponieważ światło biegnie ze skończoną prędkością, obserwator w jednej chwili obserwuje różne części wszechświata takimi, jakie były w różnych momentach, im dalej od niego, tym wcześniejsze w czasie istnienia wszechświata i tym czerwieńsze. Odległe galaktyki są zawsze poczerwienione, światło pobliskich galaktyk zawsze jest przesunięte ku błękitowi. Metoda pomiaru promieniowania obiektów (pomiaru widma), a dokładniej rozmiarów odchylenia od wartości średnich promieniowania tych obiektów jest obecnie wystarczająco dokładna do sformułowania odważnych wniosków. Współczesna analiza widma rozmiarów fluktuacji (power spectrum) utwierdza naukowców w przekonaniu (z dokładnością do 2%), że globalnie geometria naszego wszechświata ma charakter bardziej euklidesowy, czyli nasz wszechświat jest bardziej "płaski".

Tłumaczenie i opracowanie tekstu Agnieszka Zawada na podstawie: Lew Bartek „Kosmologia fluktuacji promieniowania tła” 2005. Centrum Astronomii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Freedman, W.L., 2003. The Hubble Constant and the Expanding Universe, American Scientist volume 91: 36-43 Misner, C. W., et at., 1970. Gravitation, New York: W. H. Freedman and Company.