26E: Galaxies (Mazoezi)

Kwa ajili ya utafutaji zaidi

Makala

Andrews, B. “Ni nini Galaxy Kujaribu kutuambia?” Astronomia (Februari 2011): 24. Utangulizi wa ufahamu wetu wa maumbo na mageuzi ya aina tofauti za galaxi.

Bothun, G. “Zaidi ya mlolongo wa Hubble.” Sky & Darubini (Mei 2000): 36. Historia na uppdatering wa mpango Hubble uainishaji.

Christianson, G. “Kujifunza Ulimwengu.” Astronomia (Februari 1999): 60. Utangulizi mfupi wa maisha ya Hubble na kazi.

Dalcanton, J. “Galaxies kupuuzwa.” Sky & Darubini (Aprili 1998): 28. Juu ya galaxi za chini za mwangaza, ambazo zimekuwa rahisi kukosa.

Freedman, W. “Kiwango cha Upanuzi na Ukubwa wa Ulimwengu.” Scientific American (Novemba 1992): 76.

Hodge, P. “Kiwango cha Umbali wa Extragalactic: Mkataba Mwisho?” Sky & darubini (Oktoba 1993): 16.

Jones, B. “Urithi wa Edwin Hubble.” Astronomia (Desemba 1989): 38.

Kaufmann, G. na van den Bosch, F. “Mzunguko wa Maisha ya Galaxies.” Scientific American (Juni 2002): 46. Juu ya mageuzi ya galaxy na jinsi inaongoza kwa aina tofauti za galaxi.

Martin, P. na Friedli, D. “Katika mioyo ya galaxies zilizozuiliwa.” Sky & Darubini (Machi 1999): 32. On spirals kuzuiliwa.

Osterbrock, D. “Edwin Hubble na Ulimwengu wa Kupanua.” Scientific American (Julai 1993): 84.

Russell, D. “Kisiwa Universes kutoka Wright kwa Hubble.” Sky & Darubini (Januari 1999) 56. Historia ya ugunduzi wetu wa galaxi.

Smith, R. “Mjadala Mkuu upya.” Sky & darubini (Januari 1983): 28. Katika mjadala wa Shapley-Curtis kuhusu kiwango cha Milky Way na kuwepo kwa galaxi nyingine.

Websites

ABC ya Umbali: http://www.astro.ucla.edu/~wright/distance.htm. Muhtasari mafupi na mwanaastronomia Ned Wright wa mbinu zote tofauti tunazozitumia kupata umbali katika astronomia.

Cosmic Times 1929: http://cosmictimes.gsfc.nasa.gov/onl...mic/index.html. Mradi wa NASA unaelezea kazi ya Hubble na uvumbuzi wa jirani kama ungekuwa unasoma makala za gazeti.

Edwin Hubble: Mtu Nyuma ya Jina: https://www.spacetelescope.org/about...hind_the_name/. Maelezo mafupi kutoka kwa watu katika Hubble Space Telescope.

Edwin Hubble: http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee...ge_hubble.html. Makala juu ya maisha na kazi ya Hubble na mwanafunzi wake na mrithi, Allan Sandage. Kidogo kiufundi katika maeneo, lakini kutoa picha halisi ya mtu na sayansi.

NASA Sayansi: Utangulizi wa Galaxies: http://science.nasa.gov/astrophysics... -ni-galaxies/. maelezo mafupi na viungo kwa kurasa nyingine, na hivi karibuni Hubble Space Telescope uvumbuzi.

National Optical Astronomy Observatories Nyumba ya sanaa ya Galaxies: www.noao.edu/image_gallery/ Mkusanyiko wa picha na habari kuhusu galaxi na makundi ya galaxi ya aina tofauti. Archive nyingine ya kuvutia inaweza kupatikana katika tovuti ya Ulaya Kusini Observatory: https://www.eso.org/public/images/ar...gory/galaxies/.

Sloan Digital Sky Survey: Kuanzishwa kwa Galaxy: http://skyserver.sdss.org/dr1/en/ast...s/galaxies.asp. Mwingine maelezo mafupi.

Ulimwengu Upanuzi: http://hubblesite.org/newscenter/arc...leases/1999/19. Nyenzo za nyuma hapa hutoa muda mzuri wa jinsi tulivyogundua na kupima upanuzi wa ulimwengu.

Video

Edwin Hubble (Hubblecast Episode 89): http://www.spacetelescope.org/videos/hubblecast89a/. (5:59).

Galaxies: Utangulizi: https://www.youtube.com/watch?v=HYYgangrkZg. Mkusanyiko wa video kadhaa fupi za Ulaya zinazoelezea galaxi kwa ujumla na kisha kuzingatia galaxi katika picha za darubini za Hubble (12:48).

Hubble ya Maoni ya Ulimwengu Deep: https://www.youtube.com/watch?v=argR2U15w-M. Majadiliano ya umma ya 2015 na Brandon Lawton wa Taasisi ya Sayansi ya Darubini ya Nafasi kuhusu galaxi na kwingineko (1:26:20).

Shughuli za Kikundi cha

1. Katika sehemu kubwa ya karne iliyopita, 100-inch darubini juu ya Mlima. Wilson (kukamilika mwaka 1917) na darubini ya inchi 200 kwenye Mlima wa Palomar (iliyokamilishwa mwaka 1948) zilikuwa zile pekee kubwa za kutosha kupata spectra ya galaksi zenye kukata tamaa. Ni wachache tu wa wanaastronomia (wote wanaume—tangu, hadi miaka ya 1960, wanawake hawakupewa muda kwenye darubini hizi mbili) waliruhusiwa kutumia vituo hivi, na kwa jumla waangalizi hawakushindana lakini walifanya kazi katika matatizo mbalimbali. Sasa kuna darubini nyingine nyingi, na makundi kadhaa tofauti hufanya kazi mara nyingi juu ya tatizo moja. Kwa mfano, makundi mawili tofauti yamejenga mbinu za kutumia supernovae kuamua umbali wa galaxi kwenye mabadiliko ya juu. Ni mbinu gani unadhani ni bora kwa uwanja wa astronomia? Ambayo ni gharama nafuu zaidi? Kwa nini?
2. Jamaa wa mbali, ambaye unamalika kwenye chakula cha jioni ili uweze kushiriki mambo yote ya kusisimua uliyojifunza katika darasa lako la astronomia, anasema haamini kwamba galaxi nyingine zimeundwa na nyota. Unarudi kwenye kikundi chako na uwaombe kukusaidia kujibu. Ni vipimo gani ambavyo ungependa kufanya ili kuonyesha kwamba galaxi nyingine zinajumuisha nyota?
3. Angalia sura thumbnail na kikundi chako. Je, tofauti kati ya rangi kati ya silaha za ond na bulge ya Andromeda inakuambia kuhusu tofauti katika aina za nyota zinazojaa mikoa hii miwili ya galaxy? Ni upande gani wa galaxi ulio karibu nasi? Kwa nini?
4. Je, ni majibu yako ya kusoma kuhusu ugunduzi wa ulimwengu unaoenea? Jadili jinsi wanachama wa kikundi wanavyohisi kuhusu ulimwengu “katika mwendo.” Einstein hakuwa na furaha na wazo la ulimwengu ambao ulikuwa na harakati za jumla, badala ya kupumzika. Aliweka aina ya “fudge factor” katika equations yake ya relativity ya jumla kwa ulimwengu kwa ujumla ili kuizuia kusonga (ingawa baadaye, kusikia kuhusu kazi ya Hubble na Humason, aliiita “kosa kubwa zaidi” alizowahi kufanya). Je, unashiriki maana ya awali ya Einstein kwamba hii sio aina ya ulimwengu unaojisikia vizuri? Unafikiri nini ingeweza kusababisha nafasi ya kupanua?
5. Katika uongo wa sayansi, wahusika wakati mwingine huzungumzia kutembelea galaxi nyingine. Jadili na kikundi chako jinsi wazo hili ni kweli. Hata kama tulikuwa na spaceships haraka (kusafiri karibu na kasi ya mwanga, kikomo kasi ya ulimwengu) ni uwezekano gani sisi kuwa na uwezo wa kufikia galaxy nyingine? Kwa nini?
6. Pamoja na msisimko wa mwanawe na astronomia chuoni, baba yake Edwin Hubble hakutaka aende katika astronomia kama taaluma. Kweli alitaka mwanawe awe mwanasheria na kumsukumia kwa bidii ili ajifunze sheria aliposhinda ushirika wa kusoma nje ya nchi. Hubble hatimaye alimchukia baba yake na akaingia katika astronomia, na kuwa, kama ulivyojifunza katika sura hii, mmoja wa wanaastronomia muhimu zaidi wakati wote. Baba yake hakuishi ili kuona mafanikio ya mwanawe ya ajabu. Je, unadhani angeweza kujipatanisha mwenyewe na uchaguzi wa kazi ya mtoto wake ikiwa angekuwa na? Je, wewe au mtu yeyote katika kikundi chako au miongoni mwa marafiki zako anapaswa kukabiliana na uchaguzi kati ya shauku ndani ya moyo wako na kile ambacho wengine wanataka kufanya? Jadili jinsi watu wa chuo kikuu leo wanashughulika na uchaguzi huo.

Mapitio ya Maswali

1. Eleza sifa kuu za kutofautisha za galaxi za ond, elliptical, na zisizo za kawaida.
2. Kwa nini ilichukua muda mrefu ili kuwepo kwa galaxi nyingine kuanzishwa?
3. Eleza uwiano wa wingi hadi mwanga ni nini na kwa nini ni ndogo katika galaxi za ond na maeneo ya kuunda nyota kuliko katika galaxi za elliptical.
4. Ikiwa sasa tunatambua ellipticals kibete ni aina ya kawaida ya galaxy, kwa nini waliepuka taarifa yetu kwa muda mrefu?
5. Ni njia gani mbili bora za kupima umbali wa galaxi iliyo karibu na ond, na ingewezaje kupimwa?
6. Ni njia gani mbili bora za kupima umbali wa galaxi iliyo mbali, ya pekee, na ingewezaje kupimwa?
7. Kwa nini sheria ya Hubble inachukuliwa kuwa moja ya uvumbuzi muhimu zaidi katika historia ya astronomia?
8. Ina maana gani kusema kwamba ulimwengu unapanua? Ni kupanua nini? Kwa mfano, darasa lako la astronomia linapanua? Je! Mfumo wa jua ni? Kwa nini au kwa nini?
9. Je, makadirio ya awali ya Hubble ya umbali wa galaxy ya Andromeda yalikuwa sahihi? Eleza.
10. Je, galaxy ya elliptical inazunguka kama galaxy ya ond? Eleza.
11. Kwa nini disk ya galaxy ya ond inaonekana giza wakati inatazamwa makali?
12. Ni nini kinachosababisha uwiano mkubwa wa molekuli hadi mwanga: gesi na vumbi, jambo la giza, au nyota zilizochomwa moto?
13. Njia muhimu zaidi ya bulb ya kawaida ya kuamua umbali wa galaxies ni nini?
14. Unapolinganisha galaxi mbili za pekee za ond zilizo na mwangaza sawa, lakini zinazunguka kwa viwango tofauti, unaweza kusema nini kuhusu mwanga wao wa jamaa?
15. Ikiwa galaxi zote za mbali zinaenea mbali na sisi, je, hii inamaanisha kuwa tuko katikati ya ulimwengu?
16. Je Hubble mara kwa mara kweli mara kwa mara?

Maswali ya mawazo

1. Gesi na vumbi vinaweza kutoka wapi katika galaxi ya duaradufu?
2. Kwa nini hatuwezi kuamua umbali wa galaxi kwa njia ile ile inayotumiwa kupima parallaxes ya nyota?
3. Ambayo ni nyekundu-galaxy ya ond au galaxi ya duaradufu?
4. Tuseme nyota katika galaxi ya duaradufu zote ziliundwa ndani ya miaka milioni chache muda mfupi baada ya ulimwengu kuanza. Tuseme nyota hizi zina wingi wa watu, kama vile nyota zilizo kwenye galaxi yetu wenyewe zinavyofanya. Je! Rangi ya elliptical itabadilikaje zaidi ya miaka bilioni kadhaa ijayo? Je! Mwangaza wake ungebadilikaje? Kwa nini?
5. Kuanzia na uamuzi wa ukubwa wa Dunia, muhtasari mlolongo wa hatua zinazohitajika ili kupata umbali wa nguzo ya mbali ya galaxi. (Kidokezo: Tathmini sura ya umbali wa Mbinguni.)
6. Tuseme Galaxy ya Milky Way ilikuwa imetengwa na kwamba hakuna galaxi nyingine zilizopo ndani ya miaka ya nuru milioni 100. Tuseme kwamba galaxi zilionekana kwa idadi kubwa katika umbali mkubwa zaidi ya miaka ya mwanga milioni 100. Kwa nini itakuwa vigumu zaidi kuamua umbali sahihi wa galaxi hizo kuliko kama kulikuwa na galaxi zilizo karibu sana?
7. Tuseme ulikuwa Hubble na Humason, unafanya kazi kwa umbali na mabadiliko ya Doppler ya galaxies. Ni mambo gani unayohitaji kufanya ili kujihakikishia (na wengine) kwamba uhusiano ulioona kati ya kiasi hicho mbili ulikuwa kipengele halisi cha tabia ya ulimwengu? (Kwa mfano, data kutoka galaxi mbili zitatosha kuonyesha sheria ya Hubble? Je, data kutoka galaxi zilizo karibu—katika kile wanaastronomia wanaiita “Kikundi cha Mitaa” -inatosha?)
8. Ina maana gani ikiwa galaxi moja ya elliptical ina mistari ya wigo mpana kuliko galaxi nyingine ya elliptical?
9. Kulingana na uchambuzi wako wa galaxi\(26.3.1\) katika Jedwali katika Sehemu ya 26.3, kuna uwiano kati ya idadi ya nyota na wingi wa gesi au vumbi? Eleza kwa nini hii inaweza kuwa.
10. Je, uwiano wa juu wa molekuli hadi mwanga unamaanisha kuwa kuna gesi na vumbi vilivyopo katika mfumo unaochambuliwa?

Kujihesabu mwenyewe

1. Kwa mujibu wa sheria ya Hubble, ni kasi gani ya kupumzika ya galaxy iliyo\(10^8\) mbali na miaka ya nuru? (Kudhani mara kwa mara Hubble ya 22 km/s kwa miaka milioni mwanga.)
2. Kundi la galaxi linazingatiwa kuwa na kasi ya kupumzika ya kilomita 60,000 km/s. Pata umbali wa nguzo. (Kudhani mara kwa mara Hubble ya 22 km/s kwa miaka milioni mwanga.)
3. Tuseme tunaweza kupima umbali wa galaxi kwa kutumia moja ya mbinu za umbali zilizoorodheshwa\(26.4.1\) katika Jedwali katika Sehemu ya 26.4 na inageuka kuwa miaka ya nuru milioni 200. Redshift ya galaxi inatuambia kasi yake ya kupumzika ni 5000 km/s. ni mara kwa mara ya Hubble nini?
4. Tumia uwiano wa wingi hadi mwanga kwa nguzo ya globular yenye mwanga wa 106\(L_{\text{Sun}}\) na\(10^5\) nyota. (Fikiria kwamba molekuli wastani wa nyota katika nguzo hiyo ni 1\(M_{\text{Sun}}\).)
5. Tumia uwiano wa wingi hadi mwanga kwa nyota ya mwanga wa 100\(M_{\text{Sun}}\) kuwa na mwanga wa\(10^6\)\(L_{\text{Sun}}\).