¿Cuáles fueron los cuatro principales descubrimientos de la astronomía en la década de 1960?

En la década de 1960 se produjeron los logros conocidos como los "cuatro grandes descubrimientos de la astronomía": la radiación de fondo de microondas, los púlsares, los quásares y las moléculas orgánicas interestelares.

1. Radiación de fondo de microondas

La radiación de fondo de microondas también se llama radiación de fondo cósmica. La radiación de fondo cósmica proviene de la forma isotrópica o del cuerpo negro y de la anisotropía del fondo cósmico de microondas. Se caracteriza por las mismas características que la radiación de cuerpo negro con una escala de temperatura absoluta de 2,725 K y su frecuencia pertenece al rango de las microondas. La radiación cósmica de fondo de microondas se produjo 300.000 años después del Big Bang.

A principios de la década de 1960, los científicos estadounidenses Penzias y R.W. Wilson establecieron un sistema de antena receptora de tipo bocina de alta sensibilidad para mejorar las comunicaciones por satélite. En 1964, lo utilizaron para medir la intensidad de radio del gas del halo galáctico.

Para reducir el ruido, incluso quitaron los excrementos de pájaros de la antena, pero aún quedaba ruido de fondo que no se podía eliminar. Creen que estos ruidos de microondas con una longitud de onda de 7,35 centímetros del universo equivalen a 3,5K. En 1965 lo revisaron a 3K e hicieron público este descubrimiento, por el que ganaron el Premio Nobel de Física en 1978.

La opinión actual sobre la radiación de fondo de Weibo es que se originó en los primeros días del universo caliente. Este es un fuerte apoyo a la cosmología del Big Bang. La radiación de fondo de 3K es consistente con la teoría predicha por Gamow, Hellmann y Alfie en la década de 1940 basándose en la entonces conocida abundancia de helio y la constante de Hubble de que el universo está lleno de radiación residual con un espectro de cuerpo negro.

2. Pulsar

Pulsar es un tipo de estrella variable. Los púlsares fueron descubiertos por primera vez en 1967. En ese momento, Bell, que todavía era una estudiante de posgrado, descubrió que una estrella en la constelación de Vulpecula emitía una onda de radio periódica. Después de un análisis cuidadoso, los científicos creen que se trata de un cuerpo celeste desconocido. Debido a que este tipo de estrella emite continuamente señales de pulsos electromagnéticos, se le llama púlsar. Hasta ahora hemos encontrado nada menos que 1.620 púlsares y hemos sabido que son estrellas de neutrones que giran a altas velocidades.

Después de que se descubrió el púlsar, los cálculos demostraron que su intensidad y frecuencia de pulso sólo podrían ser alcanzadas por una estrella pequeña, densa y masiva como una estrella de neutrones. De esta manera, las estrellas de neutrones realmente pasan de ser una hipótesis a un hecho. Por lo tanto, el descubrimiento de los púlsares se considera uno de los cuatro descubrimientos importantes de la astronomía en la década de 1960.

Los púlsares tienen una característica extraña: un período de pulso corto y estable. El llamado pulso es una señal de radio corta que aparece una tras otra como un pulso humano. Por ejemplo, el primer púlsar descubierto por Bell tenía un intervalo de tiempo de 1,337 segundos entre dos pulsos, otros son tan cortos como 0,0014 segundos. PSR-J1748) -2446), el más largo es de sólo 11,765735 segundos (numerado PSR-J1841-0456).

Tras su detección e investigación, los astrónomos han llegado a la conclusión de que la formación del pulso se debe a la rotación a alta velocidad del púlsar. El principio es como los faros que vemos cuando navegamos en un barco en el mar. Imagine un faro que siempre está encendido y se mueve con regularidad. Cada vez que el faro gira, la luz de su ventana incide una vez en nuestro barco.

Girando continuamente, nos parece que la luz del faro se enciende y apaga continuamente. Lo mismo ocurre con un púlsar cada vez que gira una vez, recibimos las ondas electromagnéticas que irradia, formando así pulsos intermitentes. Este fenómeno del pulso también se llama "efecto faro". El período del pulso es en realidad el período de rotación del púlsar.

3. Cuásar

Cuásar es la abreviatura de objeto similar a una estrella, también conocido como cuásar, cuásar o fuente de radio de cuásar.

Los quásares son objetos muy distantes observados por los humanos. Los quásares de alto corrimiento al rojo pueden estar a más de 10 mil millones de años luz de la Tierra. Los cuásares son objetos de alta luminosidad que se observan a distancias extremadamente largas. Más del 80% de los cuásares son radiosilenciosos.

Los cuásares son mucho más pequeños que las galaxias, pero la energía que liberan es más de mil veces mayor que la de las galaxias. El extraordinario brillo de los cuásares permite observar su luz a una distancia de 10 mil millones de años luz. Se especula que hace 10 mil millones de años existían más cuásares.

En la década de 1960, los astrónomos descubrieron un extraño cuerpo celeste en el vasto mar de estrellas. Por las fotos, parecía una estrella pero definitivamente no era una estrella. nebulosa planetaria pero no era una nebulosa de radio (es decir, ondas de radio) es como una galaxia pero no es una galaxia, por eso se le llama "cuásar".

En los más de veinte años transcurridos desde el descubrimiento de los quásares, la gente ha tenido diferentes opiniones y ha propuesto varios modelos en un intento de explicar las dificultades energéticas de los quásares. Las más representativas son las siguientes:

Hipótesis del agujero negro: el centro del quásar es un enorme agujero negro que devora continuamente el material circundante e irradia energía.

Hipótesis del agujero blanco: Al igual que los agujeros negros, los agujeros blancos también son un tipo de cuerpo celeste predicho por la relatividad general. A diferencia de los agujeros negros que devoran continuamente materia, los agujeros blancos irradian continuamente energía y materia.

La hipótesis de la antimateria: Se cree que la energía de los quásares proviene de la aniquilación de la materia y la antimateria en el universo.

Hipótesis del púlsar gigante: Se cree que los quásares son púlsares gigantes, y la torsión de las líneas del campo magnético provoca la erupción de energía.

Hipótesis de objeto cercano: Se cree que los quásares no están ubicados en el borde del universo distante, sino que son cuerpos celestes que se mueven hacia afuera a gran velocidad en el borde de la Vía Láctea. por el efecto Doppler del movimiento relativo con la tierra causado.

Hipótesis de explosión en serie de supernova: Se cree que al principio, todas las estrellas del universo eran de gran masa y de vida corta, por lo que los fenómenos de supernova eran muy comunes La densidad de las estrellas en el núcleo. El número de galaxias era extremadamente alto, por lo que en el espacio se producen con frecuencia explosiones de supernovas en tamaños extremadamente pequeños.

Colisiones y explosiones de estrellas: Se cree que cuando el universo era pequeño al principio, la densidad de los núcleos galácticos era extremadamente alta, por lo que a menudo se producían colisiones y explosiones de estrellas.

4. Moléculas orgánicas interestelares

Las moléculas orgánicas interestelares son moléculas orgánicas que existen en el espacio interestelar. El descubrimiento de moléculas orgánicas interestelares ayuda a los humanos a comprender la evolución de las nebulosas y las estrellas, y también aumenta la posibilidad de la existencia de vida extraterrestre. Es la base de la química interestelar, una rama de la astronomía actual.

Desde el siglo XIX, los astrónomos han observado ciertos signos de que el espacio interestelar no es un vacío. En 1930, el astrónomo estadounidense Trumpler confirmó la existencia de materia interestelar entre las estrellas mediante su estudio de los cúmulos de estrellas de la Vía Láctea. Más del 90% de la materia interestelar es gas y el resto son partículas de polvo. La temperatura suele ser inferior a -200 grados centígrados y no se puede observar con telescopios ópticos.

En 1944, el astrónomo holandés Van der Huest infirió basándose en teorías relevantes que los átomos de hidrógeno interestelares emitirían ondas electromagnéticas con una longitud de onda de 21 centímetros. En 1951, esta radiación fue detectada mediante un radiotelescopio.

Debido a que la materia interestelar es muy delgada, los astrónomos inicialmente pensaron que los gases interestelares eran todos átomos o iones individuales y que las moléculas no podían existir en absoluto. En 1957, el físico estadounidense Townes señaló 17 tipos de moléculas interestelares que pueden existir en el universo y propuso métodos para detectarlas.

Posteriormente, los científicos detectaron hidroxilo (OH) en la constelación de Casiopea en 1963, amoníaco (NH3) y agua en la región central de la Vía Láctea en 1968, y formaldehído (HCHO) en 1969. En 1991, los científicos habían descubierto más de 100 tipos de moléculas interestelares.

Información ampliada

Estos cuatro descubrimientos son tan importantes como los cuatro inventos.

El descubrimiento de la radiación cósmica de fondo es de gran importancia en la astronomía moderna. Aportó pruebas contundentes de la teoría del Big Bang, ya que los púlsares se descubrieron en los restos de supernovas cada vez más reducidas y nos han ayudado a comprender qué sucede cuando. las estrellas se encogen. Los misterios del nacimiento y evolución del universo también pueden revelarse a través de su estudio.

Del hecho de que los quásares tienen un gran valor de corrimiento al rojo y están muy lejos, se puede inferir que los quásares que la gente ve son en realidad lo que parecían hace muchos años, y es probable que los propios quásares Es una etapa que se experimenta comúnmente en las primeras etapas de la evolución de las galaxias. Por tanto, los quásares son de gran importancia para estudiar la evolución de las galaxias; el descubrimiento de moléculas interestelares puede ayudar a los humanos a comprender en profundidad las características de las nebulosas y ayudar a descubrir el misterio del origen de la vida.