20和21世纪的发展和趋势

天文学

一些最壮观的现代的进步天文学来自研究的大型结构和发展宇宙。本研究可以追溯到威廉赫歇尔观测星云的18世纪的结束。一些天文学家认为他们是“世界岛”巨大的恒星系统之外的类似的到银河系,太阳系属于。赫歇尔自己的猜测后,其他人认为他们仅仅是气态clouds-relatively小补丁银河系内的扩散问题,这可能会发展成的过程中星星和行星系统中描述拉普拉斯星云假设。

1912年维斯托斯来福开始的洛厄尔天文台在亚利桑那州一个广泛的程序测量星云的速度,使用多普勒频移他们的谱线。(多普勒频移是观察到的变化波长的辐射从源的相对运动,结果后者沿着视线。)1925年,他曾研究过约40星云,其中大部分被发现是根据远离地球红移(位移向长波长)的光谱。

尽管星云显然是如此遥远,他们的距离不能直接测量的恒星视差方法,一种间接的方法是开发的基础上于1908年发现的亨丽埃塔天鹅莱维特哈佛大学天文台。莱维特的研究大小大量(明显的亮度)变星,包括被称为类型造父变星。他们中的一些人是足够接近可衡量的视差,这样他们的距离,因此内在亮度可以确定。她发现了一个亮度和之间的相关性变化的时期。假设相同的相关适用于所有这样的明星,他们观察到的震级和时间可以用来估计他们的距离。

1923年,美国天文学家埃德温·哈勃发现了一个造父变星在所谓的仙女座星云。使用莱维特的period-brightness相关性,哈勃估计其距离大约900000光年。因为这比银河系的大小更大的系统,似乎仙女座星云必须是另一个星系(宇宙岛)以外的自己的。

1929年哈勃望远镜结合来福的测量速度的星云进一步估计的平均距离,发现这些物体远离地球的速度与距离成正比。哈勃的速距关系表明,宇宙银河星云扩大大约二十亿年前,从一个初始状态的所有物质被包含在一个相当小的体积。修正距离的规模在1950年代和后来增加了“哈勃年龄“宇宙的超过100亿年。

的计算亚历山大·a·弗里德曼在苏联,威廉德西特在荷兰,和Georges Lemaitre在比利时,基于爱因斯坦的广义相对论表明,膨胀的宇宙可以解释的空间本身的进化。根据爱因斯坦的理论,所描述的空间非欧几里得的几何学在1854年提出的德国数学家G.F. Bernhard黎曼。它离开欧氏空间是衡量一个“曲率“这取决于密度的物质。宇宙可能是有限的,虽然无限,就像一个球体的表面。因此,宇宙的膨胀不仅指银河系外的恒星系统的运动空间,但空间本身的扩张。

的开始膨胀的宇宙的形成有关化学元素在1940年代的理论物理学家乔治•伽莫夫前弗里德曼曾移民的学生美国。伽莫夫提出,宇宙开始于一个特别的状态高温度和密度和所谓向外爆炸大爆炸。最初的形式中子很快,这腐烂的成质子和电子;这些组合形式氢和更重的元素。

埃尔弗尔伽莫夫的学生拉尔夫和罗伯特·赫尔曼估计1948年,宇宙大爆炸遗留的辐射应该现在已经冷却下来温度几度绝对零度(0K或−459°F)。1965年,预计宇宙背景辐射发现了阿诺·彭齐亚斯和罗伯特•威尔逊的贝尔电话实验室作为努力的一部分,构建敏感微波收到站卫星通信。他们的发现提供意想不到的证据,认为宇宙是在非常高的温度和密度138亿年前。

遥远星系的研究也显示,普通可见物质宇宙的个知识点的一小部分。1933年弗里茨发现后发座星系团的星系并没有足够的质量星星保持集群在一起。美国天文学家Vera Rubin和w·肯特福特证实这个发现在1970年代当他们发现一个星系的恒星质量是只有大约10%的需要保持恒星绑定到星系。这个质量“失踪”暗物质个知识点和占26.5%的宇宙。

宇宙的主要组成部分暗能量,这种排斥力加速宇宙的扩张。尽管宇宙73%的个知识点,自然是不清楚。暗能量被发现只有通过观测遥远的超新星在1990年代由两个由天文学家组成的国际团队,其中包括美国天文学家亚当·里斯和扫罗波尔马特和澳大利亚的天文学家布莱恩•施密特。