"Finding Our Place in the Universe" door Hélène Courtois
(Afbeelding: © MIT Press)
Het nieuw vertaalde boek "Onze plaats vinden in het universum, "vandaag (21 mei), beschrijft hoe wetenschappers de enorme supercluster van sterrenstelsels die de Melkweg bevatten ontdekten - met behulp van nauwkeurige berekeningen om de ingewikkelde, gevederde vorm van de supercluster te onthullen.
In 2014 maakte de Franse astrofysicus Hélène Courtois deel uit van een onderzoeksteam dat de supercluster ontdekte, die bekend staat als Laniakea ("onmetelijke hemel" in het Hawaïaans). Laniakea heeft een diameter van meer dan 500 miljoen lichtjaar en bevat ongeveer 100.000 sterrenstelsels, waarvan de helderste onze eigen Melkweg is. Die sterrenstelsels lijken te bewegen in de richting van wat bekend staat als de 'Grote Aantrekker', een ongeziene kracht op 160.000 miljoen lichtjaar afstand die sterrenstelsels binnen Laniakea er onverbiddelijk naar toe trekt.
Om de omvang van Lanaikea te bepalen, heeft het onderzoeksteam de afstand van de aarde tot andere sterrenstelsels gemeten en vervolgens de bewegingen van elk sterrenstelsel gemeten vanwege de zwaartekracht van andere objecten. De wetenschappers ontdekten dat sommige sterrenstelsels de neiging hadden om in de ene richting te bewegen, sommige in een andere - maar aangezien elk sterrenstelsel naar een plek beweegt die de Grote Attractor wordt genoemd, is er zelfs voor zoiets groots als Lanaikea een buitenste grens. Vanaf 2014 weten we waar die buitengrens ligt. Nu Laniakea is geïdentificeerd, concentreert Courtois zich op het vinden van de oorzaken van een voortdurende, versnelde uitbreiding van sterrenstelsels.
Courtois, professor aan de Universiteit van Claude Bernard Lyon 1 in Frankrijk, schreef een Frans verslag over de ontdekking van Laniakea in 2016. Nu heeft MIT Press een Engelse versie gepubliceerd met de titel 'Finding Our Place in the Universe'. Het boek beschrijft Courtois 'eigen reis als astrofysicus en vertelt tegelijkertijd het verhaal van meer dan twee decennia werk dat culmineerde in de ontdekking van Laniakea. Het is een toegankelijk en boeiend boek, licht op vergelijkingen maar wemelt van persoonlijke anekdotes. Space.com sprak onlangs met Courtois om de zoektocht naar Laniakea te bespreken, wat er nu gebeurt en waarom de wetenschap nooit plechtig zou moeten zijn.
Space.com: Waarom heb je ervoor gekozen om het verhaal te vertellen over het ontdekken van Laniakea als een zoektocht?
Hélène Courtois: Ik hou van verhalen vertellen. Toen ik als student een college bijwoonde, vond ik het erg leuk als de persoon het als een verhaal zou laten klinken. Ik dacht dat het beter was om het verhaal te geven zoals ik het op tijd heb ervaren, in plaats van een hoofdstuk te geven over hoe je astrostatistiek doet, hoe je observeert, hoe je het doet ...
Het is misschien een beetje minder gebruikelijk om het op deze manier te doen. Dus ik wilde het graag als een verhaal proberen.
Space.com: Je vermeldt aan het begin van het boek dat je in sommige gevallen wiskundige precisie of zeer nauwkeurige wetenschap opgeeft om begrijpelijk te zijn. Waarom heb je die beslissing genomen?
Courtois: Ik kon deze beslissing gemakkelijk nemen, omdat ik eigenlijk graag met het grote publiek over wetenschap praat. Ik begreep heel snel dat je eigenlijk geen vergelijkingen nodig hebt als je mensen een gevoel van natuurkunde geeft. Naar mij, wiskunde is een taal, dus ik kan dingen uitleggen met wiskunde, maar ik kan dezelfde dingen ook uitleggen met woorden. Wiskunde is gewoon een andere taal waarmee je wat meer abstracte concepten kunt gebruiken, maar je hebt ze niet nodig om het grote plaatje van een verhaal te begrijpen.
Ik wil deze wetenschap graag kunnen uitleggen aan een 6-jarig kind, een tiener en iemand die al veel weet - en ik kan me aanpassen.
Space.com: Je belicht niet-erkende vrouwen in de geschiedenis van de astrofysica door het hele boek. Denk je dat astrofysica meer waardering heeft gekregen voor de bijdragen van vrouwen in je leven?
Courtois: In Frankrijk is slechts 9% van de hoogleraren in de deeltjesfysica of astrofysica vrouw, terwijl er aan de universiteit 25% van de meisjes in de natuurkunde is. Er moet minstens 25% vrouwelijke hoogleraren zijn. Mijn idee om vrouwelijke astronomen te benadrukken, was om te laten zien dat het mogelijk is. Het was niet echt een groot probleem, want mijn mannelijke collega's zijn superaardig, supercool. Ik hou van ze. We hebben geen problemen. Maar we zien niet genoeg meisjes in STEM. En ik weet niet echt waarom. ... Het is geen probleem tussen meisjes en jongens. Het is iets anders.
Space.com: een ander thema van uw boek is dat wetenschap een proces is van voortdurend ontdekken en leren en bereid zijn van gedachten te veranderen als er nieuwe gegevens naar voren komen. Waarom heb je ervoor gekozen om dat te benadrukken?
Courtois: Als studenten bij mij komen om stage te lopen, denken ze dat ik ze een heel specifiek onderwerp ga geven en dat ik weet wat ze gaan doen Week 1, Week 2, Week 3, Week 4.… Ik vertel ze dat ik ze een vraag zal stellen , en we gaan aan deze vraag werken, en aan het einde van 2-3 maanden zullen we meer vragen hebben dan aan het begin. Maar ze zijn zo blij, want hoe meer vragen je hebt, dat betekent dat je onderweg een klein beetje van het antwoord hebt gevonden en dat de vraag steeds interessanter wordt. De eerste vraag is soms erg breed, maar dan zijn het allemaal de kleine vragen die het interessantst zijn. Ik wilde dit uitleggen.
Space.com: Dus om bij de wetenschap van het boek te komen, was je ontdekking van onze supercluster afhankelijk van iets dat de Grote Attractor wordt genoemd. Wat is het?
Courtois: The Great Attractor is een plek in het universum, niet ver van ons. Alle sterrenstelsels [in onze supercluster], inclusief de onze, komen in deze richting samen. Maar het is een plek die we niet kunnen observeren. [The Great Attractor ligt in de "Zone of Avoidance", waarin een overvloed aan gas en stof het onmogelijk maakt om iets te zien.] Bijvoorbeeld [stel je voor] dat je de woonkamer van je buurman in wilt kijken omdat het erg interessant - maar je hebt een boom voor je raam, dus je kunt de woonkamer niet direct observeren. Het is een beetje vervelend. We noemen het de Grote Aantrekker omdat de sterrenstelsels zich heel snel in deze richting bewegen.
Soms vroegen mensen me waar ik met mijn verrekijker of mijn telescoop kon kijken om Laniakea te zien. En ik zou ze vertellen dat het overal om je heen is - Noordelijk halfrond, zuidelijk halfrond. Als je naar Laniakea wilt kijken, is het het moeilijkst te vinden, omdat we erin zitten.
Space.com: je bespreekt ook een concept dat "eigenaardige snelheid" heet. Wat zijn eigenaardige snelheden en hoe hielpen ze Laniakea te identificeren?
Courtois: Bijzondere snelheden zijn de snelheden van sterrenstelsels die het gevolg zijn van gravitatie. Massa trekt een andere massa aan. Een eigenaardige snelheid is de snelheid als gevolg van de massa die is verdeeld over een sterrenstelsel in het universum. En we moeten voorzichtig zijn, want het universum breidt zich uit - maar het is geen echte snelheid wanneer een sterrenstelsel door expansie weggaat van een ander sterrenstelsel.
Laten we bijvoorbeeld zeggen dat je een geruit tafelkleed hebt in het bistro-café, en je hebt twee pils bier op het tafelkleed, en als je het tafelkleed uitrekt zodat alle vierkanten uitzetten en de twee pinten van elkaar weggaan omdat je het tafelkleed uitrekt. Dit is dus uitbreiding - maar eigenlijk geven we hier niets om. Het is heel gemakkelijk om deze snelheid te verwijderen, omdat alleen de ruimtetijd van het raster eronder uitbreidt. Het is eigenlijk geen fysieke snelheid. Maar met de twee pinten bier hebben ze een massa en willen ze dichter bij elkaar komen, dus worden ze aangetrokken. We willen deze zeer kleine aantrekkingssnelheid meten - dit is de eigenaardige snelheid. [Onderzoekers hebben eigenaardige snelheden berekend voor elk sterrenstelsel in ons supercluster ten opzichte van de aarde. Zoals de onderzoekers opmerkten bij de aankondiging van Laniakea, "een kaart van bijzondere snelheden kan worden vertaald in een kaart van de verspreiding van materie." Dit is wat ze hebben gedaan om de omvang van Laniakea te ontdekken.]
Bij het schrijven van het boek dacht ik dat ik "zwaartekrachtsnelheid" zou moeten schrijven, maar eigenaardige snelheid is de term die we in de wetenschap gebruiken.
Space.com: wat is het meest opwindende aan je horizon voor je onderzoek?
Courtois: Wanneer u slechts één supercluster vindt, is er natuurlijk één vraag: hebben we gelijk of hebben we ongelijk? We hebben nu 10 superclusters gevonden, dus we zijn er zeker van dat wat we doen correct is.
Nu is de grote vraag die ik met mijn team heb: wat is zwaartekracht en waarom vliegen sterrenstelsels in andere superclusters zo snel? Mogelijk moeten we de taal wijzigen waarin we snelheid beschrijven - mogelijk moeten we de vergelijkingen van de zwaartekracht wijzigen.
Op dit moment vindt 50% van de natuurkundigen dat we naar onzichtbare materie moeten zoeken. Ik noem het nooit "donkere materie, "want als het donker was, zouden we het kunnen zien. We willen niet alleen de zwaartekracht begrijpen, we willen de versnelling van de uitzetting van sterrenstelsels begrijpen. Ik zeg altijd versnelling van de uitzetting in plaats van" donkere energie "omdat het niet donker is - als het donkere energie was, zouden we het zien. Voor nu is de beste term versnelling van de expansie.
Space.com: Tegen het einde van het boek zeg je: "Wetenschap is niet plechtig." Ga daar alstublieft op in.
Courtois: Je kunt blij zijn met dit werk. Mensen denken dat wetenschap zo serieus is, en dat is niet de manier waarop ik mijn werk leef, en het is niet de manier waarop mijn collega's hun werk leiden. Mijn collega Brent Tully van de University of Hawaii zegt dat we 'serieus spelen'. Het universum is zo mooi en ik kan begrijpen hoe deze schoonheid in elkaar zit - het is speels, het is vreugdevol, veel geluk met wetenschap.
Als je iets begrijpt en het blijft in je la liggen, is het hetzelfde als het niet begrijpen als het alleen voor jou is. Als je sterft, is het geen nieuwe kennis voor de mensheid. De enige manier om de wetenschap vooruit te helpen, is door het iedereen te vertellen!
Dit interview is voor lengte en duidelijkheid bewerkt. Jij kan koop "Finding Our Place in the Universe" op Amazon.com.
- Deze 3D-kleurenkaart van 1,7 miljard sterren in de Melkweg is de beste ooit
- Maak kennis met Hyperion: Colossal Supercluster in the Early Universe
- Supercluster van Galaxy Space Wallpaper
