Século da cosmologia
TLDR: Dez primeiros marcos de cosmologia observacional foram adicionados ao conjunto de dados históricos do PlayMemorize, preenchendo o século entre o resultado da expansão de Hubble em 1929 e o presente. As novas linhas são a relação período-luminosidade de Henrietta Leavitt (1912), Cecilia Payne-Gaposchkin demonstrando que as estrelas são compostas principalmente de hidrogênio (1925), Karl Jansky detectando ondas de rádio cósmicas (1932), Penzias e Wilson encontrando a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (1965), as curvas de rotação galáctica e a matéria escura de Vera Rubin (1978), o lançamento do Telescópio Espacial Hubble (1990), o primeiro exoplaneta em torno de uma estrela parecida com o Sol (Mayor e Queloz, 51 Pegasi b, 1995), a descoberta da expansão acelerada / energia escura (Perlmutter, Riess, Schmidt, 1998), a primeira detecção direta de ondas gravitacionais pelo LIGO (2015) e a primeira imagem de um buraco negro pelo Event Horizon Telescope (M87*, 2019). Juntas, elas levam a cosmologia em When Did, Who Did e Ordering · history topic de uma única âncora (Hubble 1929) a onze.
Os dez eventos cobertos abaixo são as novas datas que aparecem quando você pergunta quem mediu primeiro o tamanho do universo?, quando foi descoberta a radiação cósmica de fundo? ou em que ordem aconteceram esses primeiros marcos da cosmologia?. Cada entrada é um único ano de publicação ou detecção citável, ligado a um cientista nomeado (ou a uma pequena equipe nomeada) onde existe um, mais três atores-colaboração para as detecções que foram genuinamente alcançadas por centenas de coautores. Todas as dez são agora linhas no arquivo compartilhado historical-events-data.ts, então os três jogos de história as captam automaticamente.
Por que essas dez?
A regra de seleção é a mesma usada para a recente expansão dos voos espaciais tripulados: cada evento precisa ser um primeiro marco que ninguém pode tirar. “Primeira calibração período-luminosidade de estrelas variáveis” é um primeiro marco; “medição mais precisa da constante de Hubble” é um recorde que se quebra a cada poucos anos. “Primeira detecção direta de ondas gravitacionais” é um primeiro marco; “detecção de ondas gravitacionais mais alta” é trivialidade. Cada evento abaixo também satisfaz um segundo teste: um único ano de publicação ou detecção acordado, com o artigo de descoberta ou o evento de detecção como data canônica. Onde o comunicado à imprensa atrasou meses em relação à detecção (CMB, GW150914, M87*), o ano é o ano da detecção, não do anúncio.
Uma linha desse arco já estava no conjunto de dados antes desta expansão chegar: Evidência do universo em expansão publicada (Hubble, 1929). As dez novas linhas estendem essa âncora em ambas as direções, retomando a escada de distâncias de Leavitt dezessete anos antes e continuando pela radiação cósmica de fundo, matéria escura, primeiro exoplaneta, energia escura, ondas gravitacionais e a primeira imagem da sombra de um buraco negro.
1912 · Relação período-luminosidade das cefeidas
Em 1912, Henrietta Swan Leavitt publicou uma breve nota no Harvard College Observatory Circular relatando que os ciclos de brilho de 25 estrelas variáveis cefeidas na Pequena Nuvem de Magalhães seguiam uma relação linear limpa entre seu período de pulsação e sua luminosidade média. Como todas as 25 estrelas estavam aproximadamente à mesma distância da Terra, qualquer diferença em seu brilho aparente tinha de refletir uma diferença real na luz que emitiam. Calibrar então uma cefeida próxima transformava todas as outras cefeidas no céu em uma vela padrão. O resultado da expansão de Hubble em 1929, a primeira distância confiável até a galáxia de Andrômeda e cada medição moderna da constante de Hubble dependem da relação de Leavitt.
Leavitt e Hubble são um par “se-então”. Se o conjunto da era apresentar tanto henrietta-leavitt quanto edwin-hubble nas dificuldades mais altas de Who Did, a regra é quem mediu o quê: Leavitt calibrou a vela padrão (1912), Hubble usou a vela para medir o afastamento das galáxias (1929). O intervalo de 17 anos é uma das cadeias causais mais limpas da ciência do século XX.
1925 · As estrelas são feitas de hidrogênio
A tese de doutorado de Cecilia Payne-Gaposchkin em Radcliffe, Stellar Atmospheres, argumentava que a aparente uniformidade dos espectros estelares era um artefato da ionização e não da composição, e que as estrelas eram, de fato, feitas predominantemente de hidrogênio e hélio. Seu orientador de tese, Henry Norris Russell, convenceu-a a atenuar a conclusão como “quase certamente não real” antes da publicação; ele mudou de ideia quatro anos depois e o resultado é hoje padrão. A tese é por vezes chamada de a mais brilhante já escrita em astronomia.
O ano de descoberta armazenado no PlayMemorize é 1925 · o ano da defesa da tese e da versão publicada. Se o conjunto de distratores em When Did ficar próximo desse ano (1924, 1925, 1926, 1927), a âncora é “o mesmo ano em que a Greve Geral estava sendo planejada na Grã-Bretanha e o ano antes do Encouraçado Potemkin de Eisenstein”. As estrelas-são-hidrogênio é um resultado de 1925.
1932 · Ondas de rádio cósmicas detectadas
Karl Jansky era um engenheiro de 26 anos da Bell Telephone Laboratories designado para encontrar a estática que interferia em chamadas radiotelefônicas transatlânticas. Ele construiu uma antena rotativa de 30 metros em um campo de Nova Jersey, rastreou a parte mais alta da estática até um ponto fixo na constelação de Sagitário e publicou o resultado em 1933. O ponto acabou sendo o centro da Via Láctea e Jansky havia acidentalmente fundado a radioastronomia. Ele nunca deu seguimento ao trabalho · a Bell Labs o realocou para outros projetos · mas a unidade de densidade de fluxo de rádio é hoje o jansky.
Existem dois famosos candidatos à “cosmologia de 1932”. A estática de Jansky rastreada até Sagitário A é um deles. A descoberta do pósitron por Carl Anderson em rastros de câmara de nuvens de raios cósmicos é o outro. O PlayMemorize armazena Jansky para 1932; se você vir karl-jansky em Who Did contra um evento rotulado “Ondas de rádio cósmicas detectadas”, a resposta é inequívoca, mas em sorteios de Ordering · history topic de dificuldade mista os dois primeiros marcos de 1932 podem aparecer a poucas linhas de distância.
1965 · Radiação cósmica de fundo em micro-ondas
Arno Penzias e Robert Wilson, engenheiros da Bell Labs como Jansky três décadas antes, estavam calibrando uma antena de corneta em Holmdel, Nova Jersey, quando se depararam com um chiado uniforme de 3,5 Kelvin que não conseguiam explicar. Eles limparam a antena, expulsaram um casal de pombos que se aninhava nela, e ainda assim não conseguiam livrar-se do sinal. Um telefonema para Robert Dicke em Princeton no início de 1965 produziu o desfecho: o grupo de Dicke estava se preparando para procurar exatamente esse sinal, como a radiação relicta do Big Bang. Os dois artigos saíram lado a lado em The Astrophysical Journal Letters ainda naquele ano. Penzias e Wilson dividiram o Prêmio Nobel de Física de 1978.
1965 é agora um ano de tripla âncora. O PlayMemorize já armazenava a primeira caminhada espacial de Alexei Leonov (março de 1965). O artigo de detecção da radiação cósmica de fundo em micro-ondas é do mesmo ano calendário. As duas linhas vivem no conjunto de dados sob tópicos diferentes · Leonov é exploração, Penzias e Wilson são ciência · então um sorteio filtrado por tópico só vai expor uma das duas, mas um Ordering · history topic de 5 eventos em “todos os tópicos” pode colocar as duas entradas de 1965 na mesma tela.
1978 · Curvas de rotação galáctica e matéria escura
Vera Rubin, trabalhando com Kent Ford no Carnegie Institution, usou um espectrógrafo de tubo de imagem de alta resolução para medir a rotação de estrelas em galáxias espirais em função da distância ao centro. As curvas de rotação planas que ela publicou em 1978 (e, na colaboração mais longa, até o início dos anos 1980) mostraram que as estrelas externas de uma galáxia circulam à mesma velocidade que as estrelas internas · o que é impossível se a massa da galáxia estiver concentrada onde está a luz visível. Ou a lei da gravitação de Newton está errada em escalas galácticas, ou há muito mais matéria nas galáxias do que as estrelas e o gás que conseguimos ver. Quarenta e oito anos depois, a explicação da matéria escura é o consenso, e as curvas de Rubin são a evidência canônica.
Rubin é a armadilha “ela” mais fácil do conjunto de dados. As outras mulheres no arco da cosmologia · Leavitt, Payne-Gaposchkin e (entrando no catálogo ao mesmo tempo que esta expansão) as colaborações LIGO e EHT · estão todas longe de 1978. Se o grupo da era em alta dificuldade trouxer uma atriz feminina da mesma década como distrator, será Sally Ride ou Tereshkova, ambas do voo espacial, não da ciência. O conjunto de distratores cosmológicos em torno de 1978 é principalmente Voyager (1977) e Apple (1976), nenhum dos quais é plausível para um artigo sobre rotação galáctica.
1990 · Telescópio Espacial Hubble lançado
O Telescópio Espacial Hubble subiu à órbita a bordo do Ônibus Espacial Discovery na missão STS-31 em 24 de abril de 1990 e foi implantado no dia seguinte. Seu espelho primário de 2,4 metros havia sido polido com a forma errada · a aberração esférica estava deslocada em 2,2 micrômetros na borda · e as primeiras imagens voltaram borradas. Três anos e meio depois, a STS-61 instalou o COSTAR (um pacote de óptica corretiva) e a Wide Field Planetary Camera 2, e o Hubble começou a produzir as imagens pelas quais agora é famoso. Cinco missões de manutenção ao longo de 19 anos o mantiveram operacional; a manutenção final em 2009 deixou-o com expectativa de funcionar até a década de 2030.
O campo de ator armazena “NASA”, consistente com voyager-launch (1977) e james-webb-launch (2021). Os três são lançamentos tripulados ou não tripulados pela mesma agência em uma linha do tempo comum · NASA em 1977, 1990 e 2021. No grupo de era de Who Did em alta dificuldade, NASA pode aparecer como a resposta correta para qualquer um dos três; a forma de desambiguar é pelo ano de lançamento no rótulo do enunciado, não pelo ator.
1995 · Primeiro exoplaneta em torno de uma estrela parecida com o Sol
Em 6 de outubro de 1995, Michel Mayor e Didier Queloz, do Observatório de Genebra, anunciaram a descoberta de 51 Pegasi b, um planeta de massa de Júpiter em uma órbita de 4,2 dias em torno de uma estrela parecida com o Sol a 50 anos-luz de distância. A detecção foi feita pelo método da velocidade radial · observando a estrela hospedeira oscilar para e contra a Terra à medida que a gravidade do planeta a puxava · usando um espectrógrafo no Observatório de Haute-Provence no sul da França. A descoberta foi confirmada de forma independente em uma semana por Geoffrey Marcy e Paul Butler. Mayor e Queloz dividiram o Prêmio Nobel de Física de 2019.
Os planetas-pulsar de 1992 são um distrator honesto. Aleksander Wolszczan e Dale Frail publicaram dois companheiros de massa planetária do pulsar de milissegundo PSR B1257+12 em 1992 · três anos antes de 51 Peg b · e tecnicamente são os primeiros exoplanetas confirmados. A linha do PlayMemorize é especificamente em torno de uma estrela parecida com o Sol; os planetas-pulsar orbitam um cadáver estelar e vivem em uma categoria diferente de detecção. Se When Did oferecer 1992 como distrator contra o enunciado da estrela parecida com o Sol, 1992 está errado.
1998 · Expansão acelerada do universo
Duas equipes independentes · o Supernova Cosmology Project de Saul Perlmutter e a High-Z Supernova Search Team liderada por Brian Schmidt e Adam Riess · mediram as velocidades de recessão de supernovas distantes do Tipo Ia e descobriram, para sua surpresa coletiva, que a expansão do universo não está desacelerando sob a gravidade, mas acelerando. O artigo de Riess et al. apareceu em setembro de 1998; o de Perlmutter et al. veio em 1999. Ambas as equipes receberam conjuntamente o Prêmio Nobel de Física de 2011. A causa da aceleração · “energia escura” · responde por cerca de 68% do orçamento atual de energia do universo e, vinte e oito anos depois, ainda é em sua maior parte misteriosa.
Três nomes compartilham uma linha de ator. O ator armazenado no conjunto de dados é perlmutter-riess-schmidt, exibido como “Perlmutter, Riess e Schmidt”. Isso segue o padrão existente “Watson e Crick” / “Hillary e Norgay” / “Doudna e Charpentier” · uma pequena equipe nomeada recebe uma entrada de ator combinada em vez de uma por pessoa. As duas linhas de 2012 (CRISPR e Higgs) funcionam da mesma forma. Se Who Did em alta dificuldade colocar Mayor e Queloz (1995) no mesmo grupo da era, a regra é qual artigo · planeta em torno de uma estrela parecida com o Sol é a entrada de dois nomes, expansão acelerada é a de três nomes.
2015 · Primeira detecção direta de ondas gravitacionais
Às 09:50:45 UTC de 14 de setembro de 2015, os dois detectores do LIGO em Hanford, Washington, e Livingston, Louisiana, registraram um chirp de 0,2 segundo da fusão de dois buracos negros a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância. O sinal · catalogado como GW150914 · combinou com os modelos da relatividade geral em uma fração de porcento e confirmou tanto a existência de binárias de buracos negros quanto a existência de ondas gravitacionais cem anos depois de Einstein as ter previsto. A colaboração segurou o resultado por cinco meses enquanto era reconferido de forma independente, e então o anunciou em 11 de fevereiro de 2016. Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne dividiram o Prêmio Nobel de Física de 2017 por seus papéis na construção do LIGO.
O ano da detecção é 2015, não 2016. Uma armadilha comum em When Did é confundir o ano do anúncio com o ano da detecção. O PlayMemorize armazena 2015 porque foi quando a onda passou pela Terra · o anúncio é tempo de comunicado à imprensa. A mesma convenção se aplica à radiação cósmica de fundo (detecção 1964 · 1965, anúncio 1965) e à imagem de M87* (observação 2017, anúncio 2019, onde 2019 é o que o conjunto de dados armazena porque 2017 foi uma longa campanha de observação).
2019 · Primeira imagem de um buraco negro
O Event Horizon Telescope · uma rede de oito radiotelescópios que abrange o planeta, sintetizada em uma única antena virtual do tamanho da Terra usando interferometria de linha de base muito longa · divulgou a primeira imagem resolvida da sombra de um buraco negro em 10 de abril de 2019. O alvo foi M87*, o buraco negro supermassivo no centro da galáxia elíptica Messier 87, a 55 milhões de anos-luz de distância e com cerca de 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol. A imagem · um anel laranja brilhante em torno de um ponto central escuro · é a projeção da órbita dos fótons logo fora do horizonte de eventos. Uma segunda imagem, de Sagitário A* no centro da nossa própria galáxia, veio em 2022; o PlayMemorize armazena apenas a primeira.
O ator é a colaboração, não Katie Bouman. A jovem cientista da computação cuja foto viralizou junto à imagem de M87* foi uma de mais de 200 coautores e a desenvolvedora líder de um dos três algoritmos de imagem independentes usados para processar os dados do EHT. O resultado é genuinamente um feito de colaboração, e o PlayMemorize o atribui a eht-collab · “a colaboração Event Horizon Telescope” · da mesma forma que a linha do LIGO é atribuída a ligo-collab e a linha de Higgs de 2012 é atribuída ao cern · “cientistas do CERN”. Um grupo de quatro vias que misture o nome de uma colaboração com astrônomos nomeados se encaixará confortavelmente ao lado de qualquer um desses três.
Como treinar isto no PlayMemorize
Abra Ordering · history topic com o tópico ajustado para Ciência e invenção e a contagem definida em 8, e o arco da cosmologia moderna torna-se um único desafio de oito cartas: 1912 (Leavitt), 1925 (Payne-Gaposchkin), 1929 (Hubble · já no conjunto de dados), 1932 (Jansky), 1965 (Penzias e Wilson), 1978 (Rubin), 1995 (Mayor e Queloz), 1998 (energia escura). Aumente a contagem para 10 e a linha de Higgs de 2012 mais o chirp do LIGO de 2015 encaixam-se na borda direita. Os dois agrupamentos que valem ser memorizados são o trio 1912 → 1932 (cefeidas · hidrogênio · rádio) e o par 1965 → 1978 (CMB · matéria escura); o resto das linhas se encaixa como âncoras solitárias em 1995, 1998, 2012, 2015 e 2019.
Ancore as datas pelo ano do Nobel, não pelo ano do artigo. Várias das novas linhas têm um famoso ano de Nobel décadas posterior à descoberta real. Penzias e Wilson detectaram o CMB em 1964 · 1965, Nobel em 1978. Mayor e Queloz publicaram 51 Peg b em 1995, Nobel em 2019 (o mesmo ano da imagem de M87*). Perlmutter, Riess e Schmidt publicaram em 1998, Nobel em 2011. O PlayMemorize armazena o ano da descoberta porque esse é o evento científico citável; o ano do Nobel é o que você lembrará da cobertura jornalística. Se um distrator em When Did ficar próximo do ano do Nobel em vez do ano da descoberta, o ano do Nobel está errado.
Filtrar por tópico mantém o foco apertado. O conjunto de dados históricos agora abrange aproximadamente 100 eventos, de 1754 AEC (Código de Hamurabi) a 2021 (James Webb). Definir o tópico como Ciência e invenção filtra o grupo para as linhas sobre descobertas, teorias e invenções · incluindo nove das dez novas (o Telescópio Espacial Hubble está arquivado em Exploração para corresponder a Voyager e James Webb). Esse é o menor grupo que ainda traz cada ator nomeado da cosmologia, e isola o arco da descoberta de forma limpa dos arcos da exploração polar e do voo espacial tripulado que compartilham o mesmo século.
Estas dez linhas não substituem as entradas existentes de astronomia em historical-events-data.ts. Elas as expandem, levando a pegada da cosmologia de uma única âncora (Hubble 1929) a onze, de ponta a ponta, da régua de 1912 de Henrietta Leavitt à primeira imagem da sombra de um buraco negro.
Christoffer De Geer
