ระยะทางสู่ดวงดาว. ดวงดาวอยู่ไกลจากเราไหม? ดวงดาวอยู่ห่างจากเราแค่ไหน

และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เมื่อมองไปที่ท้องฟ้าพวกเขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าดวงจันทร์เคลื่อนผ่านท้องฟ้าบดบังดาวดวงหนึ่งหรืออีกดวงหนึ่ง แต่ดวงดาวนั้นไม่เคยอยู่ข้างหน้า บางครั้งดาวเคราะห์ก็บดบังดวงดาว นี่แสดงว่าดวงดาวอยู่ไกลกว่าดาวเคราะห์

แต่สิ่งที่ต่อไป? ถึงกระนั้นเขาก็ชี้ให้เห็นว่าดวงดาวอยู่ไกลจากโลกมาก ดังนั้นเราจึงไม่สามารถสังเกตการกระจัดของตำแหน่งของดวงดาวได้ แต่จำเป็นต้องเกิดจากการเคลื่อนที่ของโลกพร้อมกับดวงดาวในอวกาศโลก

นักดาราศาสตร์ไม่สามารถเห็นการเคลื่อนที่ของดาวดังกล่าวได้ในอีกสามศตวรรษต่อมา แม้ว่าในช่วงเวลานั้นจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในการประดิษฐ์เครื่องมือสำหรับสังเกตท้องฟ้ารวมถึงความแม่นยำในการสังเกต ในช่วงกลางของศตวรรษที่สิบแปด แบรดลีย์นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง (ในอังกฤษ) และแลมเบิร์ต (ในเยอรมนี) พบว่าระยะทางไปยังดวงดาวที่อยู่ใกล้เรามากที่สุดนั้นมากกว่าระยะทางจากโลกถึงหลายเท่า แต่พวกเขาไม่ประสบความสำเร็จในการรู้ระยะทางไปยังดวงดาวอย่างแน่ชัด

เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ V. Ya. Struve วัดได้ . เขาวัดตำแหน่งของ Vega หลายครั้งและได้ข้อสรุปว่า Vega จะถูกแทนที่ในครึ่งปีด้วยมุมประมาณ 1/4 ของส่วนโค้งวินาที ที่มุมเล็ก ๆ จาก Vega ควรมองเห็นเส้นผ่านศูนย์กลางของวงโคจรของโลก - กล่าวอีกนัยหนึ่งคือระยะทางสองเท่าจากโลกถึงดวงอาทิตย์และระยะห่างนี้เอง - ที่มุม 1/8 ของส่วนโค้งวินาที

เป็นที่ทราบกันดีว่าวงกลมแบ่งออกเป็น 360 องศาโดยมีส่วนโค้ง 60 นาทีในแต่ละองศา แต่ละนาทีคือ 60 วินาที ซึ่งหมายความว่ามี 1,296,000 อาร์ควินาทีในวงกลม

ถ้ารัศมีวงโคจรของโลกจากเวก้าทำมุมประมาณ 1/8 ของวินาที หรือประมาณ 1/10,000,000 ของวงกลม (นักดาราศาสตร์เรียกมุมนี้ว่าพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ที่กำหนด) ดังนั้นระยะทางถึงดาวดวงนี้คือ เกือบ 250 ล้านล้านกิโลเมตร

แน่นอนว่าหมายเลขดังกล่าวไม่สะดวกในการใช้งาน โดยปกติแล้ว ในกรณีเช่นนี้ นักดาราศาสตร์จะใช้หน่วยความยาวที่มากกว่า ตัวอย่างเช่น ปีแสง. นี่คือระยะสั้นสำหรับระยะทางที่ลำแสงเดินทางในช่วงเวลาเท่ากับปีโลกด้วยความเร็วประมาณ 300,000 กม. / วินาที ปีแสงประมาณ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร เขียนพอสังเขปได้ดังนี้ 9.5 x 10 ยกกำลัง 12 กม.

นักดาราศาสตร์ยังใช้ระบบอื่นในการวัดระยะทางไปยังดวงดาว ถ้าวงกลมประกอบด้วย 1,296,000 ส่วนโค้งวินาที ดังนั้น เรเดียนจะเท่ากับ 206,265 ส่วนโค้งวินาที (57°.3) หากรัศมีของวงโคจรของโลกมองเห็นได้จากเทห์ฟากฟ้าบางส่วนที่มุม 1 วินาทีของวงกลม แสดงว่าระยะห่างจากเทห์ฟากฟ้าถึงวัตถุดังกล่าวนั้นไกลกว่ารัศมีวงโคจรของโลกถึง 206,265 เท่า และเท่ากับ ประมาณ 31 ล้านล้านกิโลเมตร หรือ 374 ปีแสง ค่านี้เรียกว่าพารัลแลกซ์วินาทีหรือ พาร์เซก.

เวก้าอยู่ห่างจากเรา 8 พาร์เซก หรือ 26.5 ปีแสง เพื่อที่จะบินได้ไกลขนาดนั้น เครื่องบิน TU-154 ต้องใช้เวลาถึงสี่สิบล้านปี

เวก้าเป็นหนึ่งในดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างใกล้เรา แต่ไม่ใช่ดาวฤกษ์ที่ใกล้เคียงที่สุด ในบรรดาดาวที่สว่างที่สุด ดาวที่อยู่ใกล้เรามากที่สุดคือดาวอัลฟาในกลุ่มดาว Centaurus ซึ่งมองไม่เห็นจากดินแดนของรัสเซีย สามารถพบเห็นได้ในประเทศทางตอนใต้ แสงจากมันใช้เวลา 4.3 ปีกว่าจะมาถึงเรา

จนถึงปัจจุบัน ระยะทางถึงดวงดาวหลายพันดวงถูกกำหนดด้วยวิธีนี้

แต่ด้วยความแม่นยำทั้งหมดที่นักดาราศาสตร์ทำได้ในการวัดพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ วิธีนี้ใช้ได้กับการกำหนดระยะทางไปยังดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างใกล้เท่านั้น สำหรับดาวที่อยู่ห่างไกลซึ่งอยู่ห่างจากเรานับแสนนับหมื่นปีแสงนั้นไม่เหมาะ: มุมกลายเป็นน้อยมาก (หนึ่งในร้อยและพันของวินาที) จนไม่สามารถวัดได้ นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบวิธีอื่นที่ค่อนข้างน่าเชื่อถือในการวัดระยะทางของดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไป เป็นผลให้ทราบระยะทางที่แน่นอนถึงดาวฤกษ์หลายหมื่นดวงและสามารถประมาณดาวได้มากขึ้น

หากสามารถมองเห็นดวงดาวได้จากระยะไกลอย่างเหลือเชื่อ พวกมันจะต้องมีความสว่างมาก (ความส่องสว่าง) ดวงดาวเป็นดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกลจากเรามาก บางส่วนเปล่งแสงมากกว่าของเรามาก

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2558 กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลบันทึกการปะทุของดาราจักรที่อยู่ไกลที่สุด และเป็นดาราจักรที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักจนถึงปัจจุบัน การแผ่รังสีใช้เวลามากถึง 13.1 พันล้านปีแสงเพื่อมาถึงโลกและถูกบันทึกโดยอุปกรณ์ของเรา ตามที่นักวิทยาศาสตร์ กาแล็กซีถือกำเนิดขึ้นหลังจากบิกแบงประมาณ 690 ล้านปี

ใครจะคิดว่าถ้าแสงจากกาแลคซี EGS-zs8-1 (กล่าวคือชื่อที่สง่างามดังกล่าวได้รับจากนักวิทยาศาสตร์) บินมาหาเราเป็นเวลา 13.1 พันล้านปี ระยะทางถึงมันจะเท่ากับระยะทางที่แสงนั้น จะเดินทางใน 13,100 ล้านปีนี้

แต่เราต้องไม่ลืมคุณสมบัติบางอย่างของโครงสร้างโลกของเราซึ่งจะส่งผลอย่างมากต่อการคำนวณระยะทาง ความจริงก็คือจักรวาลกำลังขยายตัวและขยายตัวด้วยความเร่ง ปรากฎว่าในขณะที่แสงเดินทางมายังโลกของเราเป็นเวลา 13,100 ล้านปี อวกาศก็ขยายตัวมากขึ้น และกาแล็กซีก็เคลื่อนออกจากเราเร็วขึ้นและเร็วขึ้น กระบวนการแสดงภาพแสดงในรูปด้านล่าง

จากการขยายตัวของอวกาศ กาแลคซีที่ห่างไกลที่สุด EGS-zs8-1 ในปัจจุบันอยู่ห่างจากเราประมาณ 30,100 ล้านปีแสง ซึ่งถือว่ามากเป็นประวัติการณ์เมื่อเทียบกับวัตถุอื่นๆ ที่คล้ายกันทั้งหมด น่าสนใจ จนกว่าจะถึงจุดหนึ่ง เราจะค้นพบกาแลคซีที่ห่างไกลมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งแสงของกาแล็กซียังมาไม่ถึงโลกของเรา กล่าวได้อย่างปลอดภัยว่าบันทึกของกาแลคซี EGS-zs8-1 จะถูกทำลายในอนาคต

มันน่าสนใจ: มักมีความเข้าใจผิดเกี่ยวกับขนาดของเอกภพ ความกว้างของมันเทียบกับอายุของมันซึ่งเท่ากับ 13.79 พันล้านปี นี่ไม่ได้คำนึงถึงว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยความเร่ง จากการประมาณคร่าวๆ เส้นผ่านศูนย์กลางของจักรวาลที่มองเห็นคือ 93 พันล้านปีแสง แต่ยังมีส่วนที่มองไม่เห็นของจักรวาลซึ่งเราจะไม่มีวันมองเห็น อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับขนาดของเอกภพและกาแลคซีที่มองไม่เห็นได้ในบทความ ""

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+Enter.

ทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีที่โลกตั้งอยู่
ดวงดาวทุกดวงในระบบสุริยะและทุกดวงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
ภาพพาโนรามาของทางช้างเผือกที่ถ่ายในหุบเขามรณะ สหรัฐอเมริกา พ.ศ. 2548
รูปถ่าย: กรมอุทยานฯ
มวลของดาวฤกษ์ Deneb มีมวลเป็น 200 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ โลกอยู่ห่างออกไปกว่าพันปีแสง ซึ่งหมายความว่าแสงสว่างของเดเนบที่เราเห็นนั้นถูกเปล่งออกมาที่ไหนสักแห่งระหว่างการกำเนิดของสาธารณรัฐโรมันและการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันตะวันตก ข้อเท็จจริงที่สนุกสนานจากชีวิตของรายการดาว KIRI2LL. บนอินเทอร์เน็ตอันกว้างใหญ่ไร้ขอบเขต ฉันสะดุดเข้ากับรูปภาพต่อไปนี้
แน่นอน วงกลมเล็กๆ ตรงกลางทางช้างเผือกนี้น่าทึ่งและทำให้คุณคิดถึงหลายสิ่งหลายอย่าง ตั้งแต่ความเปราะบางของสิ่งมีชีวิตไปจนถึงขนาดที่ไร้ขอบเขตของเอกภพ แต่ก็ยังมีคำถามเกิดขึ้น: ทั้งหมดนี้เป็นความจริงมากแค่ไหน?

น่าเสียดายที่คอมไพเลอร์ของรูปภาพไม่ได้ระบุรัศมีของวงกลมสีเหลือง และการประมาณค่าด้วยตานั้นเป็นแบบฝึกหัดที่น่าสงสัย อย่างไรก็ตาม ทวีตเตอร์ของ @FakeAstropix ถามคำถามเดียวกับฉันและอ้างว่าภาพนี้ถูกต้องสำหรับประมาณ 99% ของดวงดาวที่มองเห็นในท้องฟ้ายามค่ำคืน
อีกคำถามคือ มีกี่ดวงที่สามารถมองเห็นได้บนท้องฟ้าโดยไม่ใช้เลนส์? เชื่อกันว่าสามารถสังเกตดาวได้มากถึง 6,000 ดวงจากพื้นผิวโลกด้วยตาเปล่า แต่ในความเป็นจริงจำนวนนี้จะน้อยกว่ามาก - ประการแรกในซีกโลกเหนือเราจะสามารถมองเห็นได้ไม่เกินครึ่งหนึ่งของจำนวนนี้ (เช่นเดียวกันกับผู้อยู่อาศัยในซีกโลกใต้) และประการที่สองเรากำลังพูดถึง เกี่ยวกับเงื่อนไขการสังเกตในอุดมคติซึ่งในความเป็นจริงแล้วเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าถึง เพียงอย่างเดียวก็คุ้มค่ากับมลพิษทางแสงบนท้องฟ้า และเมื่อพูดถึงดวงดาวที่มองเห็นได้ไกลที่สุด ในกรณีส่วนใหญ่ เพื่อที่จะสังเกตเห็นพวกมัน เราจำเป็นต้องมีสภาวะที่เหมาะสมที่สุด

แต่ถึงกระนั้น จุดเล็ก ๆ บนท้องฟ้าจุดใดที่อยู่ไกลจากเรามากที่สุด? นี่คือรายการที่ฉันสามารถรวบรวมได้จนถึงตอนนี้ (แม้ว่าฉันจะไม่แปลกใจถ้าฉันพลาดไปมาก ดังนั้นอย่าตัดสินรุนแรงเกินไป)

เดเนบ- ดาวที่สว่างที่สุดในกลุ่มดาว Cygnus และดาวที่สว่างที่สุดอันดับที่ 20 ในท้องฟ้ายามค่ำคืนด้วยขนาดปรากฏที่ +1.25 (เชื่อกันว่าขีดจำกัดการมองเห็นของสายตามนุษย์คือ +6 สูงสุด +6.5 สำหรับผู้ที่มี สายตาดีจริงๆ) มหายักษ์สีน้ำเงิน-ขาวนี้อยู่ห่างจากเราระหว่าง 1,500 (ประมาณการล่าสุด) และ 2,600 ปีแสง ดังนั้นแสงของเดเนบที่เราเห็นจึงถูกฉายออกมาที่ไหนสักแห่งระหว่างการกำเนิดของสาธารณรัฐโรมันและการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันตะวันตก
ที่นี่และด้านล่างควรระลึกไว้เสมอว่าเนื่องจากพารัลแลกซ์ขนาดเล็กจึงค่อนข้างยากที่จะคำนวณระยะทางที่แน่นอนไปยังวัตถุที่อยู่ห่างไกลดังกล่าว เนื่องจากแหล่งที่มาที่แตกต่างกันสามารถให้ตัวเลขที่แตกต่างกันได้

มวลของดาวเดเนบมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 200 เท่า และความส่องสว่างเกินกว่าดวงอาทิตย์ขั้นต่ำ 50,000 เท่า ถ้าเขาอยู่ในตำแหน่งของซิริอุส เขาคงจะเปล่งประกายบนท้องฟ้าของเราสว่างกว่าพระจันทร์เต็มดวง

วีวี เซเฟย เอเป็นหนึ่งในดาวที่ใหญ่ที่สุดในกาแลคซีของเรา จากการประมาณการต่าง ๆ รัศมีของมันเกินกว่าดวงอาทิตย์ตั้งแต่ 1,000 ถึง 1,900 เท่า ตั้งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 5,000 ปีแสง VV Cepheus A เป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ - เพื่อนบ้านของมันกำลังดึงเรื่องของดาวข้างเคียงมาที่ตัวมันเอง โชติมาตรดาวฤกษ์ปรากฏ VV ของ Cepheus A มีค่าประมาณ +5
พี ซิกนัสตั้งอยู่ห่างจากเรา 5,000 ถึง 6,000 ปีแสง มันเป็นไฮเปอร์ไจแอนต์แปรผันสีน้ำเงินสว่างที่มีความส่องสว่าง 600,000 เท่าของดวงอาทิตย์ เป็นที่ทราบกันดีว่าในช่วงเวลาของการสังเกตการณ์ ขนาดปรากฏของมันเปลี่ยนไปหลายครั้ง ดาวดวงนี้ถูกค้นพบครั้งแรกในศตวรรษที่ 17 เมื่อมองเห็นได้ทันใด - จากนั้นขนาดของมันคือ +3 หลังจากผ่านไป 7 ปี ความสว่างของดาวก็ลดลงมากจนไม่สามารถมองเห็นได้อีกต่อไปหากไม่มีกล้องโทรทรรศน์ ในศตวรรษที่ 17 มีการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอีกหลายรอบจากนั้นความส่องสว่างก็ลดลงอย่างรวดเร็วเช่นเดียวกันซึ่งเรียกว่าโนวาคงที่ด้วยซ้ำ แต่ในศตวรรษที่ 18 ดาวฤกษ์สงบลงและตั้งแต่นั้นมาขนาดของมันก็อยู่ที่ประมาณ +4.8

P Cygnus สวมชุดสีแดง

มู่เซเฟยมีชื่อเรียกอีกอย่างว่า Herschel's Garnet Star เป็นดาวยักษ์แดง บางทีอาจเป็นดาวดวงใหญ่ที่สุดที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ความส่องสว่างของมันมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 60,000 ถึง 100,000 เท่า และตามการประมาณการล่าสุด รัศมีอาจเป็น 1,500 เท่าของดวงอาทิตย์ Mu Cephei ตั้งอยู่ห่างจากเรา 5,500-6,000 ปีแสง ดาวดวงนี้สิ้นสุดเส้นทางชีวิตแล้ว และในไม่ช้า (ตามมาตรฐานทางดาราศาสตร์) จะกลายเป็นซูเปอร์โนวา ขนาดปรากฏแตกต่างกันไปตั้งแต่ +3.4 ถึง +5 เชื่อกันว่าเป็นหนึ่งในดาวที่มีสีแดงที่สุดในท้องฟ้าทางเหนือ

ดาวของ Plaskettตั้งอยู่ห่างจากโลก 6600 ปีแสงในกลุ่มดาว Monoceros และเป็นหนึ่งในระบบดาวคู่ที่มีมวลมากที่สุดในทางช้างเผือก ดาวฤกษ์ A มีมวล 50 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และมีความส่องสว่าง 220,000 เท่าของดาวฤกษ์ของเรา ดาวฤกษ์ B มีมวลเท่ากัน แต่ความส่องสว่างน้อยกว่า - มีเพียง 120,000 ดวงเท่าดวงอาทิตย์ โชติมาตรปรากฏของดาว A คือ +6.05 ซึ่งหมายความว่าในทางทฤษฎีสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
ระบบ กระดูกงูนี้ตั้งอยู่ที่ระยะทาง 7,500 - 8,000 ปีแสงจากเรา ประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวงซึ่งส่วนใหญ่เป็นตัวแปรสีฟ้าสดใสเป็นหนึ่งในดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดและไม่เสถียรที่สุดในกาแลคซีของเราโดยมีมวลประมาณ 150 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ซึ่ง 30 ดวงได้ลดลงแล้ว ในศตวรรษที่ 17 Eta Carina มีขนาดที่สี่ ในปี 1730 มันกลายเป็นหนึ่งในกลุ่มดาว Carina ที่สว่างที่สุด แต่ในปี 1782 มันก็จางมากอีกครั้ง จากนั้นในปี พ.ศ. 2363 ความสว่างของดาวฤกษ์เริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและในเดือนเมษายน พ.ศ. 2386 มันถึงโชติมาตรปรากฏที่ −0.8 กลายเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดเป็นอันดับสองในท้องฟ้ารองจากดาวซิริอุส หลังจากนั้นความสว่างของ Eta Carina ก็ลดลงและในปี 1870 ดาวดวงนั้นก็มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
อย่างไรก็ตาม ในปี 2550 ความสว่างของดาวเพิ่มขึ้นอีกครั้ง ถึงโชติมาตร +5 และมองเห็นได้อีกครั้ง ความส่องสว่างของดาวฤกษ์ในปัจจุบันคาดว่าจะมีอย่างน้อยหนึ่งล้านเท่าของดวงอาทิตย์ และดูเหมือนว่าจะเป็นตัวเลือกหลักสำหรับชื่อของซูเปอร์โนวาถัดไปในทางช้างเผือก บางคนเชื่อว่ามันได้ระเบิดไปแล้ว
โร แคสสิโอเปียเป็นดาวที่อยู่ไกลที่สุดดวงหนึ่งซึ่งมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เป็นดาวยักษ์สีเหลืองที่หายากมาก มีความส่องสว่างกว่าดวงอาทิตย์ครึ่งล้านเท่า และมีรัศมีมากกว่าดาวฤกษ์ของเราถึง 400 เท่า ตามการประมาณการล่าสุด มันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 8200 ปีแสง โดยปกติขนาดของมันคือ +4.5 แต่โดยเฉลี่ยทุกๆ 50 ปี ดาวฤกษ์จะหรี่แสงเป็นเวลาหลายเดือน และอุณหภูมิของชั้นนอกของมันจะลดลงจาก 7,000 ถึง 4,000 องศาเคลวิน กรณีดังกล่าวครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อปลายปี 2543 - ต้นปี 2544 ตามการคำนวณ ในช่วงไม่กี่เดือนนี้ ดาวฤกษ์ได้ปลดปล่อยสสารออกมา ซึ่งมีมวลถึง 3% ของมวลดวงอาทิตย์
V762 แคสสิโอเปียน่าจะเป็นดาวที่อยู่ไกลที่สุดที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าจากโลก - อย่างน้อยก็ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่มีอยู่ในปัจจุบัน ไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับดาวดวงนี้ เป็นที่รู้กันว่าเป็นยักษ์แดง ตามข้อมูลล่าสุดอยู่ห่างจากเรา 16,800 ปีแสง โชติมาตรปรากฏอยู่ในช่วง +5.8 ถึง +6 คุณจึงมองเห็นดาวได้ในสภาวะที่เหมาะสม

โดยสรุป เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่ามีหลายกรณีในประวัติศาสตร์ที่ผู้คนสามารถสังเกตเห็นดวงดาวที่อยู่ไกลออกไปได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น ในปี 1987 ในเมฆแมกเจลแลนใหญ่ซึ่งอยู่ห่างจากเรา 160,000 ปีแสง ซูเปอร์โนวาแตกออกมาซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า อีกประการหนึ่งก็คือ มันสามารถสังเกตเห็นได้ในระยะเวลาที่สั้นกว่ามาก ซึ่งไม่เหมือนกับซุปเปอร์ยักษ์ทั้งหมดที่ระบุไว้ข้างต้น

มากกว่าหกพันปีแสงจากพื้นผิวโลกคือดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว - พัลซาร์แม่ม่ายดำ เธอมีเพื่อนเป็นดาวแคระน้ำตาลซึ่งเธอดำเนินการอย่างต่อเนื่องด้วยรังสีอันทรงพลังของเธอ พวกมันโคจรรอบกันทุกๆ 9 ชั่วโมง เมื่อดูพวกเขาผ่านกล้องโทรทรรศน์จากโลกของเรา คุณอาจคิดว่าการเต้นรำที่อันตรายถึงตายนี้ไม่เกี่ยวข้องกับคุณแต่อย่างใด โดยที่คุณเป็นเพียงพยานภายนอกที่ล่วงรู้ถึง "อาชญากรรม" นี้ อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่ ผู้เข้าร่วมทั้งสองในการกระทำนี้ดึงดูดคุณให้เข้าหาพวกเขา

และคุณก็ดึงดูดพวกมันเช่นกัน ห่างออกไปหลายล้านล้านกิโลเมตรด้วยความช่วยเหลือของแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงคือแรงดึงดูดระหว่างวัตถุสองชิ้นที่มีมวล ซึ่งหมายความว่าวัตถุใด ๆ ในจักรวาลของเราจะดึงดูดวัตถุอื่นใดในนั้น และในขณะเดียวกันก็ถูกดึงดูดเข้าหาวัตถุนั้นด้วย ดวงดาว, หลุมดำ, ผู้คน, สมาร์ทโฟน, อะตอม - ทั้งหมดนี้มีปฏิสัมพันธ์อย่างต่อเนื่อง เหตุใดเราจึงไม่รู้สึกถึงแรงดึงดูดนี้จากหลายพันล้านทิศทาง

มีเพียงสองเหตุผล - มวลและระยะทาง สมการที่สามารถใช้ในการคำนวณแรงดึงดูดระหว่างวัตถุสองชิ้นได้รับการคิดค้นขึ้นเป็นครั้งแรกโดย Isaac Newton ในปี 1687 ความเข้าใจเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงได้พัฒนาขึ้นบ้างตั้งแต่นั้นมา แต่ในกรณีส่วนใหญ่ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกของนิวตันยังคงใช้คำนวณแรงของมันได้ในปัจจุบัน

สูตรนี้มีลักษณะดังนี้ - เพื่อหาแรงดึงดูดระหว่างวัตถุสองชิ้น คุณต้องคูณมวลของวัตถุหนึ่งด้วยมวลของอีกวัตถุหนึ่ง คูณผลลัพธ์ด้วยค่าคงที่แรงโน้มถ่วง แล้วหารทั้งหมดนี้ด้วยกำลังสองของระยะทาง ระหว่างวัตถุ ทุกอย่างอย่างที่คุณเห็นนั้นค่อนข้างง่าย เราสามารถทดลองได้เล็กน้อย ถ้าคุณเพิ่มมวลของวัตถุหนึ่งเป็นสองเท่า แรงโน้มถ่วงจะเพิ่มเป็นสองเท่า หากคุณ "ผลัก" วัตถุออกจากกันสองครั้งเท่าเดิม แรงดึงดูดจะเท่ากับหนึ่งในสี่ของที่เคยเป็นมา

แรงโน้มถ่วงระหว่างคุณกับโลกกำลังดึงคุณไปยังจุดศูนย์กลางของโลก และคุณรู้สึกว่าแรงนี้เป็นน้ำหนักของคุณเอง ค่านี้คือ 800 นิวตัน ถ้าคุณยืนอยู่ที่ระดับน้ำทะเล แต่ถ้าคุณไปที่ทะเลเดดซี มันจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยร้อยละ หากคุณทำสำเร็จและปีนขึ้นไปบนยอดเขาเอเวอเรสต์ มูลค่าจะลดลง - อีกครั้งเล็กน้อยมาก

แรงโน้มถ่วงของโลกกระทำต่อสถานีอวกาศนานาชาติซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 400 กิโลเมตร โดยมีแรงเกือบเท่ากับบนพื้นผิวโลก ถ้าสถานีนี้ถูกติดตั้งบนเสาคงที่ขนาดใหญ่ ฐานของสถานีนั้นจะอยู่บนโลก แรงโน้มถ่วงบนสถานีนั้นจะอยู่ที่ประมาณ 90% ของสิ่งที่เรารู้สึก นักบินอวกาศอยู่ในภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ด้วยเหตุผลง่ายๆ ที่สถานีอวกาศนานาชาติตกลงบนโลกของเราอย่างต่อเนื่อง โชคดีที่สถานีเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่หลีกเลี่ยงการชนกับพื้นโลกในเวลาเดียวกัน

เราบินต่อไป - สู่ดวงจันทร์ ซึ่งอยู่ห่างจากบ้านไปแล้ว 400,000 กิโลเมตร แรงโน้มถ่วงของโลกที่นี่มีเพียง 0.03% ของต้นฉบับ แต่รู้สึกได้ถึงแรงโน้มถ่วงของดาวเทียมของเราอย่างเต็มที่ซึ่งน้อยกว่าที่เราคุ้นเคยถึงหกเท่า หากคุณตัดสินใจที่จะบินให้ไกลยิ่งขึ้น แรงโน้มถ่วงของโลกจะตกลงมา แต่คุณจะไม่สามารถกำจัดมันออกไปได้เลย

เมื่อคุณอยู่บนพื้นผิวโลกของเรา คุณจะรู้สึกถึงแรงดึงดูดของวัตถุมากมาย ทั้งที่อยู่ไกลมากและอยู่ใกล้กัน ตัวอย่างเช่น ดวงอาทิตย์ดึงคุณเข้าหาดวงอาทิตย์ด้วยแรงครึ่งนิวตัน หากคุณอยู่ห่างจากสมาร์ทโฟนของคุณเป็นระยะทางหลายเมตร คุณไม่เพียงถูกดึงดูดด้วยความปรารถนาที่จะตรวจสอบข้อความที่ได้รับเท่านั้น แต่ยังถูกดึงดูดด้วยแรงหลายพิโคนิวตัน ซึ่งมีค่าโดยประมาณเท่ากับแรงดึงดูดระหว่างคุณกับกาแล็กซีแอนโดรเมดา ซึ่งอยู่ห่างออกไป 2.5 ล้านปีแสง และมีมวลเป็นล้านล้านเท่าของดวงอาทิตย์

หากคุณต้องการกำจัดแรงโน้มถ่วงอย่างสมบูรณ์คุณสามารถใช้เคล็ดลับที่ยุ่งยากมาก มวลทั้งหมดที่อยู่รอบตัวเราดึงเราเข้าหาพวกมันตลอดเวลา แต่พวกมันจะทำตัวอย่างไรถ้าคุณขุดหลุมที่ลึกมากจนถึงใจกลางโลกและลงไปที่นั่น ยังไงก็ตามหลีกเลี่ยงอันตรายทั้งหมดที่อาจเกิดขึ้นในระยะยาว เส้นทาง? หากเราจินตนาการว่ามีโพรงอยู่ภายในโลกทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ แรงดึงดูดที่ผนังจะเท่ากันจากทุกด้าน และทันใดนั้นร่างกายของคุณก็จะพบว่าตัวเองอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก อยู่ในสภาพถูกระงับ - อยู่ตรงกลางโพรงนี้พอดี ดังนั้นคุณอาจไม่รู้สึกถึงแรงโน้มถ่วงของโลก - แต่สำหรับสิ่งนี้คุณต้องอยู่ภายในนั้น นี่คือกฎของฟิสิกส์และไม่สามารถทำอะไรกับมันได้

เมื่อมองดูท้องฟ้าในคืนเดือนมืดที่อากาศแจ่มใส คุณจะเห็นดวงดาวมากมาย อย่างไรก็ตามเกือบทั้งหมดอยู่ในกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา แม้แต่สิ่งที่อยู่ไกลที่สุดที่คุณมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ก็ยังอยู่ห่างจากโลกไม่ถึงสองหมื่นปีแสง อาจดูเหมือนระยะทางที่กว้างใหญ่ แต่เอกภพนั้นกว้างใหญ่กว่าสิ่งรอบข้างของเรามาก มันใหญ่มาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์จึงศึกษาดวงดาวนอกกาแลคซีของเราได้ยากอย่างไม่น่าเชื่อ ดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลที่สุดซึ่งถูกแยกออกจากแสงภายนอกที่ล้อมรอบอยู่นั้นอยู่ห่างจากเราเพียง 55 ล้านปีแสง

ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์

อย่างไรก็ตาม หากนักดาราศาสตร์จำไม่ผิด สถิตินี้เพิ่งถูกทำลายไปเมื่อไม่นานมานี้ ตามบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy เมื่อเดือนมีนาคมปีนี้ เขาถูกทุบจนแหลกละเอียด ถูกกวาดออกไป และถูกเหยียบย่ำ เขาย้ายไปยังดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างจากเรา 14 พันล้านปีแสง! ควรสังเกตว่านักดาราศาสตร์มักจะมองเห็นวัตถุที่อยู่ไกลจากโลกของเรา ด้วยกล้องโทรทรรศน์ พวกเขาสามารถมองเห็นซูเปอร์โนวาที่สว่างที่สุดซึ่งอยู่ห่างออกไป 10 พันล้านปีแสง อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถมองเห็นดวงดาวธรรมดาได้แม้ในระยะทางที่เล็กกว่าหลายร้อยเท่า และในที่นี้ขอกล่าวถึง "เลนส์ความโน้มถ่วง" ก่อน

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อมวลมหาศาลของดาราจักร หรือแม้แต่กระจุกดาราจักร โค้งงอ บิดเบือน และขยายแสงเบื้องหลัง ปรากฏการณ์นี้เป็นไปได้เนื่องจากวัตถุดังกล่าวโค้งงอพื้นที่รอบตัว กาแลคซีที่สร้างเอฟเฟกต์ของเลนส์ความโน้มถ่วง "ขยาย" ความสว่างโดยเฉลี่ย 50 เท่า

ดวงดาวที่ห่างไกล

ดาวฤกษ์ที่เรากำลังพูดถึงในวันนี้อยู่เบื้องหลังกระจุกดาราจักรที่อยู่ห่างออกไป 6 พันล้านปีแสง และแสงของมันถูกขยายมากกว่า 2,000 เท่า! ในแคตตาล็อกทางวิทยาศาสตร์ มันถูกระบุว่าเป็น MACS J1149 Lensed Star 1 อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบมันยังให้ชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า Icarus ขอบคุณมากสำหรับสิ่งนี้ มันสะดวกกว่าสำหรับเราเช่นกัน

อิคารัสถูกพบโดยบังเอิญ เมื่อนักวิจัยดูภาพซูเปอร์โนวาที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี 2559 และ 2560 ไม่ไกลจากเธอ พวกเขาสังเกตเห็นจุดสว่างเล็กๆ มันเปลี่ยนความสว่างเมื่อเวลาผ่านไป แต่ไม่ใช่ในลักษณะเดียวกับที่ซุปเปอร์โนวาทำ รูปแบบสีของแสงที่มาจากวัตถุนี้ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลาหลายเดือน การวิเคราะห์เพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าเรากำลังเผชิญกับยักษ์สีน้ำเงิน

ดาวเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่า มวลมากกว่า ร้อนกว่าดวงอาทิตย์ และสว่างกว่ามันหลายแสนเท่า นี่เป็นเครื่องเตือนใจเล็กน้อยว่าปรากฏการณ์ใด ๆ ในอวกาศสามารถเป็นระดับจักรวาลได้อย่างแท้จริง supergiants สีน้ำเงินทั้งหมดมีลักษณะคล้ายคลึงกันดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบแสงของอิคารัสกับแสงของวัตถุเดียวกันในกาแลคซีของเรา นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณระยะทางได้ ปรากฎว่าดาวฤกษ์มีอายุ 9 พันล้านปี และเนื่องจากจักรวาลกำลังขยายตัว ปัจจุบันเหล่าผู้ส่องสว่างโดยทั่วไปมีอายุ 14 พันล้านปีแสงก่อนหน้านั้น

Icarus สามารถขยายภาพของเขาได้ถึง 2,000 เท่าได้อย่างไรเมื่อค่าความโน้มถ่วงของเลนส์ปกติอยู่ที่ 50 เท่านั้น คำตอบคือเลนส์ไมโคร นี่คือวัตถุขนาดเล็กภายในเลนส์ขนาดใหญ่ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นดาวแต่ละดวง ซึ่งให้ค่าประมาณเพิ่มเติมของ "รูปภาพ" เลนส์ภายในเลนส์ ผลกระทบนี้ไม่นานเนื่องจากเลนส์ไมโครจะเคลื่อนที่จากตำแหน่งที่ต้องการอย่างต่อเนื่องและกลับมาที่ตำแหน่งนั้นอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม หากเราติดตามสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างระมัดระวัง โอกาสมากมายก็เปิดรอเราอยู่ ด้วยความช่วยเหลือของไมโครเลนส์ นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบดาวเคราะห์นอกทางช้างเผือกได้สำเร็จ!

ดวงดาวที่อยู่ไกลที่สุด

โดยวิธีการอิคารัสจะมีประโยชน์ไม่เพียง แต่ในฐานะเจ้าของบันทึกที่ระบุไว้ในหนังสือที่เกี่ยวข้อง จากการศึกษาว่าผลกระทบจากการเข้าใกล้มีผลอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป นักดาราศาสตร์หวังว่าจะสร้างแบบจำลองการกระจายของสสารในกระจุกกาแลคซี "เลนส์" ที่ถูกต้อง ซึ่งอาจรวมถึงสสารมืดที่เรายังค้นหา ตรวจสอบ และสัมผัสไม่ได้ แต่มีผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงต่อวัตถุอวกาศอื่นๆ ด้วยวิธีนี้ Icarus สามารถช่วยให้เราเพิ่มพูนความรู้ของเราเกี่ยวกับจักรวาลได้อย่างมาก คนชื่อกรีกโบราณของเขายังเป็นตัวละครที่ดี แม้ว่าเขาจะไม่ได้เป็นแชมป์ ไม่ว่าเขาจะพยายามมากแค่ไหนก็ตาม เราหวังว่าอิคารัสของเราจะไม่ทำให้เสียชื่อเสียง