Исторические истории

История телескопа и современной Вселенной

Наша жизнь наполнена технологиями. Они повсюду. Мы живем в них, пишем вместе с ними, играем с ними и переживаем через них. Наш мир во многом представляет собой искусственную среду; наши технологии и технологические системы формируют фон, контекст и среду нашей жизни. Трудно представить жизнь, в которой не использовались бы какие-либо инструменты, устройства или машины. Эволюция нашего человеческого существования основана на открытии инструментов и того, как они облегчают нашу жизнь. Инструменты переосмыслили наш взгляд на Вселенную и наше отношение к ней.

Выбор объектов, входящих в технологический класс, огромен. Оно включает в себя все:от низкотехнологичных ручных инструментов, таких как молотки, высокотехнологичные цифровые устройства, до очень сложных технологических систем. Философия технологии исследует природу технологий, а также влияние и трансформацию технологий на человеческие знания, деятельность, общество и окружающую среду. Цель философии технологии — оценить и критиковать способы, с помощью которых технологии отражают и меняют человеческую жизнь — индивидуальную, социальную и политическую. В этом разделе я проиллюстрирую это, рассмотрев развитие технологии — телескопа — и его огромное значение как инструмента познания и философской дискуссии.

Астрономия древней Земли

«Дело Галилея» — наиболее обсуждаемый случай конфликта между наукой и религией из-за технического прогресса. Конфронтация между Галилеем (1564-1642) и Римско-католической церковью была сосредоточена на состоянии научных дискуссий того времени о сравнительных преимуществах старых и новых представлений о структуре Вселенной и земель, лежащих в ней. Древняя геоцентрическая астрономия Клавдия Птолемея (второй век нашей эры) предусматривала фиксированную вселенную, в которой Земля была центром, а Солнце, Луна, планеты и звезды вращались вокруг Земли. Эта модель была принята на протяжении веков в западной мысли. За год до своей смерти Николай Коперник (1473-1543) опубликовал свой пожизненный труд О вращении небесных тел . Первые главы Революции заложить философскую основу движущейся Земли - неподвижного центрального солнца и направить солнце «как на царский трон, который управляет планетами, вращающимися вокруг него». Последующие главы включают теории базовой тригонометрии, каталог неподвижных звезд, теорию Солнца и теорию планетарных широт. Коперник так и не объяснил полностью причину рассмотрения гелиоцентрического события и не был подкреплен каким-либо четким научным обоснованием.

История телескопа и современной Вселенной

Галилео Галилей

Исторический и широко известный случай с Галилео Галилеем является одновременно трагичным и преобразующим. Его наблюдения с помощью новых технологий кардинально повлияли на астрономию и ее последствия. Во времена Галилея западноевропейская культура претерпела некоторые фундаментальные и тревожные изменения. Современная наука с ее упором на эксперименты и наблюдаемые результаты зародилась в первые десятилетия шестнадцатого века. Галилей принял метод наблюдения и проведения экспериментов над реальными объектами мира природы. До этого нового подхода наука в то время представляла собой аристотелевскую философию природы, методы исследования которой основывались на трудах Аристотеля для ответа на научные вопросы. В своем местном университете в Пизе Галлион начал свой новый подход к наблюдениям, сделав несколько новых открытий, противоречащих науке Аристотеля.

Например, Аристотель написал, что тела падают из-за веса, и пришел к выводу, что скорость падения пропорциональна весу. Таким образом, ядро ​​весом в десять фунтов упадет в десять раз быстрее, чем ядро ​​весом в один фунт. Легенда гласит, что Галилей проводил эксперименты, сбрасывая с Пизанской башни предметы разного веса, чтобы опровергнуть точку зрения Аристотеля. Важность этих открытий заключалась не только в новом рождении классической физики, но и в важном начале наблюдательных экспериментов.

История телескопа и современной Вселенной

Рождение наблюдения

В 1610 году Галилей узнал, что голландский шлифовщик линз Ганс Липперхей разработал оптический прибор, позволяющий удаленным объектам казаться наблюдателю гораздо ближе. Он сразу же увидел в этом изобретении инструмент новых наблюдений и разработал новый, улучшенный способ исследования нашей Вселенной — телескоп-рефрактор. Используя выпуклые линзы, он создал инструмент, который мог смотреть на предмет на расстоянии, и он казался больше.

Это привело его к ряду важных астрономических открытий; что на поверхности Луны есть кратеры и горы, а у Юпитера четыре спутника. Благодаря тщательным наблюдениям и недавно усовершенствованному прибору Галилей обнаружил признаки того, что Солнце изменчиво и вращается вокруг своей оси, опровергая давнюю идею о том, что Земля является центром нашей Вселенной. К сожалению, идеи Гайлео были отвергнуты Римско-католической церковью и получили широкое признание лишь спустя годы.

История телескопа и современной Вселенной

Преломляющий телескоп

Телескоп-рефрактор Галилея является прототипом современного телескопа-рефрактора. Чем больше телескоп, тем больше кажется объект. Однако до 20-го века размер рефракционного телескопа был ограничен из-за доступного в то время стекла. Стекло Pyrex было новым типом стекла в то время, которое можно было охлаждать равномерно и которое было лучшим и более эффективным стеклом для использования в телескопах.

Джордж Э. Хейл в начале 20-го века, решивший стать ведущим астрономом Соединенных Штатов, посвятил себя созданию самого большого телескопа всех времен. Обсерватория Йеркса, основанная Хейлом и Чарльзом Йерксами, имела телескоп с зеркалом диаметром сорок дюймов. Большие телескопы с большими стеклянными зеркалами начали революционизировать новые идеи, в том числе тот факт, что Вселенная намного больше, чем считалось ранее, и что она все еще расширяется.

История телескопа и современной Вселенной

Современный телескоп

С помощью современных телескопов в галактике были обнаружены туманности. Через телескоп туман превратился в размытые пятна света, но их открытие поставило вопрос о том, что это были за огни и каковы их причины. Спиральные туманности имеют более правильную форму, с плотным центром и спиральными рукавами. Эдвин Хаббл и обсерватория Маунт-Вильсон изучили эти спиральные туманности и обнаружили, что туманности представляют собой галактики за пределами Млечного Пути. Его наблюдения заставили его задаться вопросом, насколько яркие эти спиральные туманности и какие звезды ярче или дальше.

Хаббл далее заметил, что большинство звезд сияют с постоянной яркостью, определив эту теорию как переменную цефеид. Поскольку яркость этих звезд менялась равномерно, их можно было использовать для расчета астрономического расстояния из-за прямой корреляции между яркостью звезды и периодом. Спиральная туманность Хаббл заметил, что он также отождествил себя с галактикой Андромеды, самой большой и ближайшей к Млечному Пути галактикой. Хаббл обнаружил переменные цефеиды в Андромеде, находящиеся в 10 000 раз дальше, чем любая звезда в нашей галактике. Он пришел к выводу, что эти звезды не могли находиться в нашей галактике. Эти открытия резко увеличили размер понимаемой Вселенной и сделали Вселенную непостижимо большой.

История телескопа и современной Вселенной

Расширяющаяся Вселенная

Используя переменные цефеид и другие методы, Хаббл смог рассчитать расстояние до галактик и скорость их движения. Его теория, закон Хаббла, включает в себя красное смещение. Предполагается, что половина звезд удаляется от нашей галактики, а половина приближается, и мы являемся частью вращающейся плиты. Каждая галактика имеет красное смещение и удаляется от нашей галактики. В 1929 году Хаббл выдвинул теорию расширяющейся Вселенной. Он пришел к выводу, что чем ближе галактика, тем медленнее она движется от нашей галактики, а чем дальше, тем быстрее. Расширяющаяся Вселенная подразумевает, что должно было быть начало, когда Вселенная была меньше, что подтверждает теорию Большого Взрыва о ее происхождении.

Доказательство большого взрыва

Ральф Альфер и Джордж Гамов предположили, что это расширяющийся атом, который изначально был горячим, но со временем температура во Вселенной понизилась. Используя компьютеры нового поколения, Альфер и Гамов работали над сложной идеей о том, что Вселенная возникла из атома, утверждая, что атом имел плотное начальное состояние и что он очень быстро расширялся и вызвал Большой взрыв. Использование компьютера IBM и создание модели нашей Вселенной показало, что исходное горячее плотное состояние атома может создать Вселенную, подобную нашей.

В 1960 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон построили антенну для приема и передачи микроволновых сигналов. Их сигналы улавливали фоновый шум низкого уровня. В то же время Роберт Дике из Принстонского университета исследовал фоновое излучение, оставшееся после Большого взрыва. Их совместные усилия обнаружили космическое фоновое излучение, которое представляет собой электромагнитное излучение, оставшееся от ранней фазы Вселенной, Большого взрыва. После открытия ученые приняли Большой взрыв как вероятное происхождение Вселенной.

Радиотелескоп

Компания Bell Laboratories возникла в 19 веке как научно-исследовательское подразделение по улучшению телефона. В 1928 году Карл Янский спросил, что является статическим по природе и как этому противодействовать. В Bell Telephone Laboratories Янски построил антенну для приема радиоволн. Он обнаружил три типа помех:грозы, далекие грозы и постоянные неизвестные помехи, которые позже были обнаружены как радиоволны, исходящие из Млечного Пути.

После того, как Янский объявил о своем открытии радиосигналов в 1932 году, Гроте Ребер прочитал газету Янского о радиомощности и был вдохновлен на дальнейшие исследования. В 1937 году он установил в своем саду радиоантенну, которая использовалась как радиотелескоп. Позже радиотелескоп позволил открыть квазары, которые находятся чрезвычайно далеко от места возникновения Вселенной. Их открытие было отмечено как радиоисточники без соответствующего видимого объекта. Исследуя квазары в радиотелескопе, Джоселин Белл в 1967 году заметила повторяющийся, повторяющийся сигнал. Эти повторяющиеся сигналы были пульсарами, которые возникают, когда коллапсирующие звезды испускают лучи. Термин «пульсар» представляет собой аббревиатуру от «пульсирующая радиозвезда». Открытие импульсов оказалось важным для астрофизических исследований. Изучая радиоволны этих звезд, ученые теперь могли проверять основные теории физики, обнаруживать гравитационные волны и лучше ориентироваться в нашем космосе.

История телескопа и современной Вселенной

Антропология:технологии и их влияние на общество

Развитие телескопов положило начало более интенсивному изучению нашей Вселенной, а также галактик и звезд внутри нее. Развитие других технологий, таких как компьютеры и антенны, еще больше продвинуло понимание нашей Вселенной, включая признание Большого Взрыва как ее происхождения и того, что Вселенная не только непостижимо больше, чем считалось ранее, но и что она все еще расширяется. Технология передает и управляет обществом в сложной и сквозной системе открытий и адаптации. Почти за две тысячи лет до дела Галилея общепринятым взглядом на небо в западной культуре была геоцентрическая теория, предложенная Аристотелем. Католическая церковь в шестнадцатом веке имела консервативный взгляд на богословские и библейские вопросы. Важность наблюдений Галилея находилась в прямом противоречии с тем фактом, что Земля была неподвижным центром Вселенной. Католическая церковь восприняла свои теории как четкий сигнал о том, что эти идеи кощунственны и их следует отвергнуть. С течением поколений постепенно накапливались новые доказательства, и наблюдение стало более важным инструментом понимания, чем библейская литература.

Социальная конструкция технологии — это идея о том, что общество одновременно формирует технологию, как технология формирует общество. Таким образом, человечество и технологии находятся в круговой взаимосвязи, каждая из которых влияет друг на друга. По мере того как новые технологии стали возможными, появились и теории, которые на них опирались. Важность Галилея заключалась в введении наблюдения в эксперимент. Отвернувшись от старых теорий, основанных на церкви, он открыл новое понимание для других астрономов, физиков и современных мыслителей. Эти новые теории были бы невозможны без новых достижений в инструментах и ​​дизайне. Создание телескопа оказало, если хотите, эффект Большого взрыва на современные достижения в области технологий и их социальные последствия. В шестнадцатом веке мир был намного меньше. До телескопа Земля, то есть люди, рассматривалась как центральное место во Вселенной, которая буквально вращалась вокруг нее. С открытием обширной Вселенной социальные последствия для людей и их места во Вселенной изменились навсегда.