Совет 1: Что такое трехмерная карта галактик

Бурное развитие компьютерных технологий дало ученым, работающим в самых разных отраслях науки, великолепный новый инструмент. Новые возможности получили в том числе и астрономы. Компьютер позволил им создать уникальную модель Вселенной. Наблюдатель может увидеть на экране великое множество космических объектов, в реальном мире невидимых не только невооруженным глазом, но даже и в мощный телескоп.



Основой для создания трехмерной карты стала американская научно-исследовательская программа «Цифровой обзор неба Слоана». Данные для создания карты собирали независимо друг от друга две группы исследователей.

Пространственное расположение люминесцентных красных галактик известно давно. Астрономы располагали сведениями о приблизительно десяти тысячах таких космических объектов. Самые дальние из известных тогда галактик находились на расстоянии 600 световых лет от Земли.

Компьютер позволил проанализировать известные данные и установить определенные закономерности. Так и была получена первая трехмерная карта галактик. Фактически она являет собой 3D- модель Вселенной.

Над созданием самой крупной на сегодняшний день трехмерной карты галактик ученые трудились около десяти лет. Она стала результатом работы над проектом «Изучение красного смещения и обзор неба на длине волны два микрона». Для получения данных понадобились два мощнейших телескопа, установленных в разных полушариях. Пунктами наблюдений стали Аризона, где находится телескоп имени Лоуренса, и обсерватория «Серра-Тололо» в Чили. Кроме того, использовалось оборудование, работающее в инфракрасном диапазоне. С его помощью астрономы смогли «увидеть» находящиеся в плоскости Млечного Пути космические объекты, находящиеся вне видимого диапазона.

Трехмерная космическая карта галактик позволяет не только увидеть отдаленные космические объекты, но и дает возможность оценить, какое значение для развития астрономии имеют компьютерные технологии. На этой карте уже не 10 тысяч галактик, а 45. Самые дальние из них находятся на расстоянии 380 миллионов световых лет.

Карта галактик дает представление не только о пространственном их расположении, но и о том, из чего состоит Вселенная. Основная ее часть — темная материя. В разных местах она имеет разную плотность. Эта плотность тем выше, чем больше скопление галактик.


Совет 2: Как устроена самая большая космическая карта мира

В августе 2012 года на сайте проекта Sloan Digital Sky Survey появилось сообщение о публикации очередного блока данных, представляющих собой треть карты звездного неба, которая будет создана по результатам шестилетнего проекта. Объем информации, полученный со времени создания предыдущей версии, позволил расширить и уточнить крупнейшую в мире космическую трехмерную карту.



Проект Sloan Digital Sky Survey, или «Слоуновский цифровой обзор неба», целью которого было создание детализированной карты вселенной, стартовал в 1998 году. В 2001 был опубликован первый отчет, содержавший информацию о четырнадцати миллионах космических объектах. В обнародованном в 2012 году девятом отчете, известном как Data Release 9, или DR9, говорится о более чем девятистах миллионах каталогизированных объектах, среди которых звезды, квазары и галактики.

Данные для проекта поступают с телескопа-рефлектора, находящегося в американской обсерватории Апачи-Пойнт. Телескоп оборудован зеркалом, диаметр которого составляет 2,5 метра и камерой с тридцатью ПЗС-матрицами разрешением 2048×2048 пикселей. Графическая информация, на основе которой создается карта звездного неба, представляет собой длинные узкие полосы шириной в 2,5 и длиной в 120о, каждая из которых фотографируется в два прохода. Полученные изображения анализируются, среди них выделяются отдельные объекты, которые становятся целью последующего спектроскопического анализа. Исследование частоты излучения зафиксированных объектов дает возможность вычислить их степень удаленности от наблюдателя.

Информация, на основе которой строится трехмерная карта звездного неба, доступна на интернет-ресурсе SkyServer, который является основным сайтом проекта. Данные включают в себя графические файлы формата jpg и информацию, сохраненную в виде использующихся в астрономических исследованиях файлов fits. Этот формат позволяет включить в файл метаданные с привязкой к системе координат или результатами спектрографического анализа. Данные о спектрах излучения зафиксированных объектов также доступны в двух видах: как графические файлы png и метаданные формата fits.

Используя инструменты интерфейса SkyServer, можно просмотреть галерею снимков, отыскать изображение космического объекта с известными координатами или названием, отдалить или приблизить картинку, сместить изображение в сторону севера, юга, запада или востока. Интернет-ресурс также позволяет вывести дополнительную информацию о найденном объекте и сохранить результаты поиска. SkyServer рассчитан на пользователей с разным уровнем подготовки, а потому работать с его базой данных можно не только с помощью визуального интерфейса, но и посредством SQL-запросов, командной строки и программного обеспечения, доступного на сайте проекта.


Видео по теме
Источники:
  • Часто задаваемые вопросы о проекте Digital Sky Survey

Совет 3: Что такое лента Мёбиуса и зачем ее надо резать

В математике часто встречается парадоксальная ситуация: усложнив метод решения можно сделать задачу куда более простой. А иногда и вовсе достичь физически, казалось бы, невозможного. Отличным примером тому является лента Мёбиуса, которая наглядно показывает, что, действуя в трех измерениях, можно достичь невероятных результатов на двумерной конструкции.

Лента Мёбиуса – достаточно сложная для мнемонического объяснения конструкция, к которой при первом знакомстве лучше притронуться самостоятельно. Поэтому, прежде всего, возьмите лист A4 и отрежьте от него полосу шириной примерно 5 сантиметров. Затем соедините концы ленты «крест накрест»: так, чтобы у вас в руках оказался не круг, а некоторое подобие серпантина. Это и есть лента Мёбиуса. Чтобы понять главный парадокс незамысловатой спирали попробуйте поставить в произвольном месте ее поверхности точку. Затем, от точки рисуйте линию, которая прошла бы по внутренней поверхности кольца – до тех пор, пока вы не вернетесь к началу. Окажется, что нарисованная вами линия прошла по ленте не с одной, а с обеих сторон, что, на первый взгляд, невозможно. На самом деле у конструкции теперь физически нет двух «сторон» - лента Мёбиуса это самая простая из возможных односторонних поверхностей. Интересные результаты получаются, если начать разрезать ленту Мёбиуса вдоль. Если разрезать её точно посередине, поверхность не разомкнется: вы получите круг вдвое большего радиуса и вдвое закрученней. Попробуйте сделать это еще раз – получится уже две ленты, но переплетенные друг с другом. Интересно, что расстояние от края разреза серьезно влияет на результат. Например, если исходную ленту делить не посередине, а ближе к краю, получится два сплетенных между собой кольца, обладающих разной формой – двойной закрученности и обычной. Математический интерес конструкция обладает на уровне парадокса. До сих пор остается открытым вопрос: можно ли описать такую поверхность формулой? Сделать это в рамках трех измерений достаточно легко, ведь то, что вы видите, является трехмерной конструкцией. Но проведенная по листу линия доказывает, что фактически в ней всего два измерения, а значит решение должно существовать.

Видео по теме
Видео по теме
Источники:
  • как работать в галактике
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500