Secolul cosmologiei
TLDR: Zece premiere observaționale ale cosmologiei au fost adăugate la setul de date istorice al PlayMemorize, completând secolul dintre rezultatul de extindere al lui Hubble din 1929 și prezent. Noile rânduri sunt relația perioadă-luminozitate a Henriettei Leavitt (1912), Cecilia Payne-Gaposchkin demonstrând că stelele sunt în mare parte hidrogen (1925), Karl Jansky detectând undele radio cosmice (1932), Penzias și Wilson găsind fondul cosmic de microunde (1965), curbele de rotație ale galaxiilor și materia întunecată ale Verei Rubin (1978), lansarea Telescopului Spațial Hubble (1990), prima exoplanetă în jurul unei stele de tip solar (Mayor și Queloz, 51 Pegasi b, 1995), descoperirea expansiunii accelerate / energiei întunecate (Perlmutter, Riess, Schmidt, 1998), prima detectare directă a undelor gravitaționale de către LIGO (2015) și prima imagine a unei găuri negre de către Event Horizon Telescope (M87*, 2019). Împreună duc cosmologia în When Did, Who Did și Ordering · history topic de la o singură ancoră (Hubble 1929) la unsprezece.
Cele zece evenimente acoperite mai jos sunt noile date care apar atunci când întrebi cine a măsurat prima dată dimensiunea universului?, când a fost descoperit fondul cosmic de microunde? sau în ce ordine s-au întâmplat aceste premiere ale cosmologiei?. Fiecare intrare este un singur an de publicare sau detectare citabil legat de un savant numit (sau de o mică echipă numită) acolo unde există unul, plus trei actori-colaborare pentru detectările care au fost cu adevărat realizate de sute de coautori. Toate cele zece sunt acum rânduri în fișierul partajat historical-events-data.ts, astfel încât cele trei jocuri istorice le preiau automat.
De ce aceste zece?
Regula de selecție este aceeași folosită pentru recenta extindere a zborului spațial cu echipaj uman: fiecare eveniment trebuie să fie o premieră pe care nimeni nu o poate lua. “Prima calibrare perioadă-luminozitate a stelelor variabile” este o premieră; “cea mai precisă măsurare a constantei Hubble” este un record care se sparge la câțiva ani. “Prima detectare directă a undelor gravitaționale” este o premieră; “cea mai puternică detectare de unde gravitaționale” este o curiozitate. Fiecare eveniment de mai jos satisface și un al doilea test: un singur an de publicare sau detectare convenit, cu lucrarea de descoperire sau evenimentul de detectare ca dată canonică. Acolo unde comunicatul de presă a fost cu luni mai târziu decât detectarea (CMB, GW150914, M87*), anul este anul detectării, nu al anunțului.
Un rând din acest arc era deja în setul de date înainte ca această extindere să apară: Dovezi publicate ale universului în expansiune (Hubble, 1929). Cele zece rânduri noi extind acea ancoră în ambele direcții, preluând scara de distanțe a Henriettei Leavitt cu șaptesprezece ani mai devreme și continuând prin fondul cosmic de microunde, materia întunecată, prima exoplanetă, energia întunecată, undele gravitaționale și prima imagine a umbrei unei găuri negre.
1912 · Relația perioadă-luminozitate a cefeidelor
În 1912, Henrietta Swan Leavitt a publicat o scurtă notă în Harvard College Observatory Circular, raportând că ciclurile de luminozitate a 25 de stele variabile cefeide din Norul Mic al lui Magellan urmau o relație liniară curată între perioada lor de pulsație și luminozitatea lor medie. Pentru că toate cele 25 de stele se aflau aproximativ la aceeași distanță de Pământ, orice diferență în luminozitatea lor aparentă trebuia să reflecte o diferență reală în lumina pe care o emiteau. Calibrarea unei singure cefeide din apropiere transforma apoi fiecare altă cefeidă de pe cer într-o lumânare standard. Rezultatul de extindere al lui Hubble din 1929, prima distanță fiabilă către galaxia Andromeda și fiecare măsurare modernă a constantei Hubble se bazează pe relația lui Leavitt.
Leavitt și Hubble formează o pereche “dacă-atunci”. Dacă grupul de epocă scoate la suprafață atât henrietta-leavitt, cât și edwin-hubble la dificultățile mai mari ale Who Did, regula este cine ce a măsurat: Leavitt a calibrat lumânarea standard (1912), Hubble a folosit lumânarea pentru a măsura îndepărtarea galaxiilor (1929). Decalajul de 17 ani este unul dintre cele mai curate lanțuri cauzale din știința secolului XX.
1925 · Stelele sunt făcute din hidrogen
Teza de doctorat de la Radcliffe a Ceciliei Payne-Gaposchkin, Stellar Atmospheres, a susținut că aparenta uniformitate a spectrelor stelare era un artefact al ionizării, mai degrabă decât al compoziției și că stelele erau de fapt făcute în mod covârșitor din hidrogen și heliu. Conducătorul ei de teză, Henry Norris Russell, a convins-o să atenueze concluzia ca “aproape sigur nereală” înainte de publicare; el și-a schimbat părerea patru ani mai târziu, iar rezultatul este acum standard. Teza este uneori numită cea mai strălucită vreodată scrisă în astronomie.
Anul descoperirii stocat în PlayMemorize este 1925 · anul susținerii tezei și al versiunii publicate. Dacă setul de distractori în When Did este aproape de acel an (1924, 1925, 1926, 1927), ancora este “același an în care Greva Generală era planificată în Marea Britanie și anul dinaintea filmului Crucișătorul Potemkin al lui Eisenstein”. Stelele-sunt-hidrogen este un rezultat din 1925.
1932 · Detectate undele radio cosmice
Karl Jansky era un inginer de 26 de ani de la Bell Telephone Laboratories, însărcinat să găsească interferența statică care perturba apelurile radiotelefonice transatlantice. A construit o antenă rotativă de 100 de picioare într-un câmp din New Jersey, a localizat partea cea mai puternică a staticii la un punct fix din constelația Săgetător și a publicat rezultatul în 1933. Punctul s-a dovedit a fi centrul Căii Lactee, iar Jansky întemeiase din întâmplare radioastronomia. Nu a urmărit niciodată acest lucru · Bell Labs l-a reasignat la alte proiecte · dar unitatea de densitate a fluxului radio se numește acum jansky.
Există doi candidați “cosmologie 1932” celebri. Statica lui Jansky urmărită până la Săgetător A este unul dintre ei. Descoperirea lui Carl Anderson a pozitronului în urmele camerei cu nori a razelor cosmice este celălalt. PlayMemorize stochează Jansky pentru 1932; dacă vezi karl-jansky în Who Did împotriva unui eveniment etichetat “Detectate undele radio cosmice”, răspunsul este lipsit de ambiguitate, dar în extragerile Ordering · history topic de dificultate mixtă, cele două premiere din 1932 pot sta la câteva rânduri distanță.
1965 · Fondul cosmic de microunde
Arno Penzias și Robert Wilson, ingineri Bell Labs ca Jansky cu trei decenii mai devreme, calibrau o antenă cornet în Holmdel, New Jersey, când au lovit un sâsâit uniform de 3,5 Kelvin pe care nu l-au putut explica. Au curățat antena, au evacuat o pereche de porumbei care se cuibăriseră acolo, și tot nu au putut scăpa de semnal. Un apel telefonic către Robert Dicke la Princeton la începutul anului 1965 a produs poanta: grupul lui Dicke se pregătea să caute exact acel semnal ca radiație relicvă a Big Bang-ului. Cele două lucrări au apărut una după alta în The Astrophysical Journal Letters mai târziu în acel an. Penzias și Wilson au împărțit Premiul Nobel pentru Fizică din 1978.
1965 este acum un an cu triplă ancoră. PlayMemorize stoca deja prima ieșire în spațiul cosmic a lui Aleksei Leonov (martie 1965). Lucrarea de detectare a fondului cosmic de microunde este din același an calendaristic. Ambele rânduri trăiesc în setul de date sub subiecte diferite · Leonov este la explorare, Penzias și Wilson sunt la știință · astfel încât o extragere filtrată după subiect va scoate la suprafață doar unul dintre ele, dar un Ordering · history topic de 5 evenimente “toate subiectele” poate pune ambele intrări din 1965 pe același ecran.
1978 · Curbele de rotație ale galaxiilor și materia întunecată
Vera Rubin, lucrând cu Kent Ford la Carnegie Institution, a folosit un spectrograf cu tub-imagine de înaltă rezoluție pentru a măsura rotația stelelor din galaxiile spirale ca funcție a distanței de la centru. Curbele de rotație plate pe care le-a publicat în 1978 (și, în colaborarea mai lungă, până la începutul anilor 1980) au arătat că stelele exterioare ale unei galaxii circulă cu aceeași viteză ca stelele interioare · ceea ce este imposibil dacă masa galaxiei este concentrată unde este lumina vizibilă. Sau legea gravitației lui Newton este greșită la scări galactice, sau există mult mai multă materie în galaxii decât stelele și gazul pe care le putem vedea. Patruzeci și opt de ani mai târziu, explicația materiei întunecate este consensul, iar curbele lui Rubin sunt dovada canonică.
Rubin este cea mai ușoară capcană “ea” din setul de date. Celelalte femei din arcul cosmologiei · Leavitt, Payne-Gaposchkin și (alăturându-se catalogului în același timp cu această extindere) colaborările LIGO și EHT · stau toate departe de 1978. Dacă grupul de epocă la dificultate ridicată scoate la suprafață un actor feminin din același deceniu ca distractor, va fi Sally Ride sau Tereshkova, ambele zboruri spațiale, mai degrabă decât știință. Grupul de distractori al cosmologiei din jurul lui 1978 este în mare parte Voyager (1977) și Apple (1976), niciuna dintre care nu este plauzibilă pentru o lucrare despre rotația galactică.
1990 · Lansarea Telescopului Spațial Hubble
Telescopul Spațial Hubble a urcat pe orbită cu misiunea STS-31 a Navetei Spațiale Discovery pe 24 aprilie 1990 și a fost desfășurat a doua zi. Oglinda sa primară de 2,4 metri fusese șlefuită la o formă greșită · aberația sferică era greșită cu 2,2 micrometri la margine · iar primele imagini au revenit neclare. Trei ani și jumătate mai târziu, STS-61 a montat COSTAR (un pachet de optică corectivă) și Wide Field Planetary Camera 2, iar Hubble a început să producă imaginile pentru care este acum faimos. Cinci misiuni de service pe parcursul a 19 ani l-au menținut în funcțiune; ultima service-are din 2009 a făcut să se aștepte să dureze până în anii 2030.
Câmpul actor stochează “NASA”, consecvent cu voyager-launch (1977) și james-webb-launch (2021). Toate cele trei sunt lansări cu sau fără echipaj de către aceeași agenție pe o cronologie comună · NASA în 1977, 1990 și 2021. În grupul de epocă al Who Did la dificultate ridicată, NASA poate apărea ca răspunsul corect pentru oricare dintre cele trei; modul de a dezambiguiza este după anul lansării din eticheta promptului, nu după actor.
1995 · Prima exoplanetă în jurul unei stele de tip solar
Pe 6 octombrie 1995, Michel Mayor și Didier Queloz de la Observatoire de Genève au anunțat descoperirea lui 51 Pegasi b, o planetă cu masa lui Jupiter pe o orbită de 4,2 zile în jurul unei stele de tip solar la 50 de ani-lumină distanță. Detectarea a fost făcută prin metoda vitezei radiale · urmărind steaua-gazdă oscilând spre și dinspre Pământ pe măsură ce gravitația planetei o trăgea · folosind un spectrograf la Observatoire de Haute-Provence din sudul Franței. Descoperirea a fost confirmată independent în decurs de o săptămână de către Geoffrey Marcy și Paul Butler. Mayor și Queloz au împărțit Premiul Nobel pentru Fizică din 2019.
Planetele pulsarului din 1992 sunt un distractor onest. Aleksander Wolszczan și Dale Frail au publicat doi însoțitori cu masă planetară ai pulsarului milisecundă PSR B1257+12 în 1992 · cu trei ani înainte de 51 Peg b · și sunt din punct de vedere tehnic primele exoplanete confirmate. Rândul PlayMemorize este în mod specific în jurul unei stele de tip solar; planetele pulsarului orbitează un cadavru stelar și trăiesc într-o categorie diferită de detectare. Dacă When Did oferă 1992 ca distractor împotriva promptului despre stea de tip solar, 1992 este greșit.
1998 · Expansiunea accelerată a universului
Două echipe independente · Supernova Cosmology Project al lui Saul Perlmutter și High-Z Supernova Search Team condusă de Brian Schmidt și Adam Riess · au măsurat vitezele de îndepărtare ale supernovelor de tip Ia distante și au constatat, spre surprinderea lor colectivă, că expansiunea universului nu încetinește sub gravitație, ci accelerează. Lucrarea lui Riess et al. a apărut în septembrie 1998; lucrarea lui Perlmutter et al. a urmat în 1999. Ambele echipe au primit împreună Premiul Nobel pentru Fizică din 2011. Cauza accelerației · “energia întunecată” · reprezintă aproximativ 68% din bugetul actual de energie al universului și, douăzeci și opt de ani mai târziu, este încă în mare parte misterioasă.
Trei nume împart un singur rând de actor. Actorul stocat în setul de date este perlmutter-riess-schmidt, afișat ca “Perlmutter, Riess și Schmidt”. Aceasta urmează modelul existent “Watson și Crick” / “Hillary și Norgay” / “Doudna și Charpentier” · o mică echipă numită primește o singură intrare combinată de actor, mai degrabă decât una pe persoană. Cele două rânduri din 2012 (CRISPR și Higgs) funcționează la fel. Dacă Who Did la dificultate ridicată trage Mayor și Queloz (1995) în același grup de epocă, regula este care lucrare · planeta în jurul unei stele de tip solar este intrarea cu două nume, expansiunea accelerată este cea cu trei nume.
2015 · Prima detectare directă a undelor gravitaționale
La 09:50:45 UTC pe 14 septembrie 2015, cele două detectoare LIGO de la Hanford, Washington și Livingston, Louisiana au înregistrat un ciripit de 0,2 secunde de la fuziunea a două găuri negre la aproximativ 1,3 miliarde de ani-lumină distanță. Semnalul · catalogat ca GW150914 · se potrivea cu șabloanele relativității generale într-o fracțiune de procent și a confirmat atât existența binarelor de găuri negre, cât și existența undelor gravitaționale, la o sută de ani după ce Einstein le prezisese. Colaborarea a stat pe rezultat timp de cinci luni cât a fost reverificat independent, apoi l-a anunțat pe 11 februarie 2016. Rainer Weiss, Barry Barish și Kip Thorne au împărțit Premiul Nobel pentru Fizică din 2017 pentru rolurile lor în construirea LIGO.
Anul detectării este 2015, nu 2016. O capcană obișnuită în When Did este să confunzi anul anunțului cu anul detectării. PlayMemorize stochează 2015 pentru că atunci a trecut unda prin Pământ · anunțul este timpul comunicatului de presă. Aceeași convenție se aplică fondului cosmic de microunde (detectare 1964 · 1965, anunț 1965) și imaginii M87* (observare 2017, anunț 2019, unde 2019 este ce stochează setul de date pentru că 2017 a fost o campanie de observare lungă).
2019 · Prima imagine a unei găuri negre
Event Horizon Telescope · o rețea care acoperă planeta de opt radiotelescoape sintetizate într-o singură antenă virtuală de dimensiunea Pământului folosind interferometria cu linie de bază foarte lungă · a lansat prima imagine rezolvată a umbrei unei găuri negre pe 10 aprilie 2019. Ținta a fost M87*, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei eliptice Messier 87, la 55 de milioane de ani-lumină distanță și aproximativ de 6,5 miliarde de ori masa Soarelui. Imaginea · un inel portocaliu strălucitor în jurul unui punct central întunecat · este proiecția orbitei fotonului chiar în afara orizontului de evenimente. O a doua imagine, a lui Săgetător A* din centrul propriei noastre galaxii, a urmat în 2022; PlayMemorize stochează doar prima.
Actorul este colaborarea, nu Katie Bouman. Tânăra informaticiană a cărei fotografie a devenit virală alături de imaginea M87* a fost una dintre peste 200 de coautori și principala dezvoltatoare a unuia dintre cei trei algoritmi independenți de imagistică folosiți pentru procesarea datelor EHT. Rezultatul este cu adevărat o realizare de colaborare, iar PlayMemorize îl atribuie lui eht-collab · “colaborarea Event Horizon Telescope” · în același mod în care rândul LIGO este atribuit lui ligo-collab, iar rândul Higgs din 2012 este atribuit lui cern · “oamenii de știință de la CERN”. Un grup de patru variante care amestecă un nume de colaborare cu astronomi numiți va sta confortabil alături de oricare dintre cele trei.
Cum să exersezi acestea în PlayMemorize
Deschide Ordering · history topic cu subiectul setat la Science & invention și numărul setat la 8 și arcul cosmologiei moderne devine o singură provocare de opt cărți: 1912 (Leavitt), 1925 (Payne-Gaposchkin), 1929 (Hubble · deja în setul de date), 1932 (Jansky), 1965 (Penzias și Wilson), 1978 (Rubin), 1995 (Mayor și Queloz), 1998 (energie întunecată). Adaugă numărul la 10, iar rândul Higgs din 2012 plus ciripitul LIGO din 2015 se încadrează la marginea dreaptă. Cele două grupuri care merită memorate sunt trio-ul 1912 → 1932 (cefeide · hidrogen · radio) și perechea 1965 → 1978 (CMB · materie întunecată); restul rândurilor cad la locul lor ca ancore solitare la 1995, 1998, 2012, 2015 și 2019.
Ancorează datele după anul Nobel, nu după anul lucrării. Câteva dintre noile rânduri au un an Nobel celebru, care este cu decenii în aval de descoperirea reală. Penzias și Wilson au detectat CMB în 1964 · 1965, Nobel 1978. Mayor și Queloz au publicat 51 Peg b în 1995, Nobel 2019 (același an ca imaginea M87*). Perlmutter, Riess și Schmidt au publicat în 1998, Nobel 2011. PlayMemorize stochează anul descoperirii pentru că acela este evenimentul științific citabil; anul Nobel este ceea ce îți vei aminti din acoperirea de presă. Dacă un distractor în When Did este aproape de anul Nobel în loc de anul descoperirii, anul Nobel este greșit.
Filtrarea pe subiecte menține concentrarea strânsă. Setul de date istorice cuprinde acum aproximativ 100 de evenimente, de la 1754 î.e.n. (Codul lui Hammurabi) până la 2021 (James Webb). Setarea subiectului la Science & invention filtrează grupul la rândurile despre descoperiri, teorii și invenții · inclusiv nouă dintre cele zece noi (Telescopul Spațial Hubble este clasificat sub Exploration pentru a se potrivi cu Voyager și James Webb). Acesta este cel mai mic grup care încă transportă fiecare actor numit din cosmologie și izolează curat arcul descoperirii de arcurile explorării polare și ale zborului spațial cu echipaj care împart același secol.
Aceste zece rânduri nu înlocuiesc intrările existente despre astronomie din historical-events-data.ts. Ele le extind, ducând amprenta cosmologiei de la o ancoră (Hubble 1929) la unsprezece, de la un capăt la altul, de la rigla din 1912 a Henriettei Leavitt până la prima imagine a umbrei unei găuri negre.
Christoffer De Geer
