Historie astronomie od pravěku po 21. století

Prezentace na téma: "Historie astronomie od pravěku po 21. století"— Transkript prezentace:

1 Historie astronomie od pravěku po 21. století
Michael Prouza: Historie radioastronomie OAV září 2005 Historie astronomie od pravěku po 21. století aneb Ulicí Nikoly Tesly radioteleskop nesli Michael Prouza Fyzikální ústav AV ČR, Praha

2 Krátký sylabus dlouhé přednášky
Michael Prouza: Historie radioastronomie Krátký sylabus dlouhé přednášky • Teoretické uvedení • Prehistorie radioastronomie (objev vln, Nikola Tesla, (K. G. Jansky), Grote Reber) • Interferometrické intermezzo • Radioastronomické objevy (pulsary, kvasary, temná hmota, SETI) • (Malá) Přehlídka observatoří • Lahůdka na závěr: Mikrovlnné reliktní záření

3 Co je radioastronomie? • frekvence: 5 kHz – 300 GHz
Michael Prouza: Historie radioastronomie Co je radioastronomie? • frekvence: 5 kHz – 300 GHz • vlnové délky: 1 mm – 60 km • velká spousta pozemského balastu: rádio, televize, mobily, elektrické spotřebiče, … • ALE: zdroje mimo planetu Zemi • pásma:

4 Michael Prouza: Historie radioastronomie

5 • polarizace lineární • polarizace kruhová
Michael Prouza: Historie radioastronomie • polarizace lineární • polarizace kruhová

6 Michael Prouza: Historie radioastronomie

7 Michael Prouza: Historie radioastronomie

8 Michael Prouza: Historie radioastronomie

9 Michael Prouza: Historie radioastronomie

10 • ionosféra – odráží či tlumí delší vlny
Michael Prouza: Historie radioastronomie • ionosféra – odráží či tlumí delší vlny – vrstvy – místa s maximální hustotou volných nábojů; D (60-90 km), E (Heaviside-Kennelly, km), F (nad 200 km, během dne se štěpí na dvě)

11 Michael Prouza: Historie radioastronomie

12 Michael Prouza: Historie radioastronomie

13 Michael Prouza: Historie radioastronomie

14 Pionýři radioastronomie
Michael Prouza: Historie radioastronomie Pionýři radioastronomie • James Clerk Maxwell ( ) – elektromagnetické záření • Heinrich Hertz ( ) – první přenos rádiových vln • Thomas Alva Edison ( ) – pokus o detekci vln ze Slunce • Oliver J. Lodge ( ) – opět loví rádiové Slunce

15 Pionýři radioastronomie II
Michael Prouza: Historie radioastronomie Pionýři radioastronomie II • Wilsing, Scheiner a Nordman – další pokusy o detekci rádiové aktivity Slunce • Max Planck ( ) – záření černého tělesa • Oliver Heaviside ( ) a Edward Arthur Kennelly ( ) – existence ionosféry

16 Nikola Tesla • Nikola Tesla (1856-1943)
Michael Prouza: Historie radioastronomie Nikola Tesla • Nikola Tesla ( ) • Srb, narozen ve Smiljanu (nyní Chorvatsko) • studium na Polytechnice v Grazu, Rakousko • studium na Karlo-Ferdinandově univerzitě v Praze na jaře 1880 • od roku 1884 v USA • 1893 demonstroval bezdrátovou komunikaci • ve spolupráci s Georgem Westighousem prosadil střídavý proud • 1899 – 1901 experimenty v Colorado Springs

17 Colorado Springs • velmi citlivý přijímač vlastní konstrukce
Michael Prouza: Historie radioastronomie Colorado Springs • velmi citlivý přijímač vlastní konstrukce • ovšem frekvence ~ desítky kHz • mimo atmosférické rádiové okno • typické pro bouřky • Tesla: pravidelné, opakující se signály, řádově sekundy • při západu planety Mars • Corum & Corum 1996 – rádiové bouře na Jupiteru! • 1900 – sluneční minimum

18 Grote Reber • Grote Reber (1911 – 2002)
Michael Prouza: Historie radioastronomie Grote Reber • Grote Reber (1911 – 2002) • první parabolický radioteleskop (1937) • průměr ~ 8m, dvorek jeho matky

19 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Signály z vesmíru

20 První rádiová mapa oblohy (1941)
Michael Prouza: Historie radioastronomie První rádiová mapa oblohy (1941)

21 Pozdější léta - Tasmánie
Michael Prouza: Historie radioastronomie Pozdější léta - Tasmánie

22 Podivnůstky Groteho Rebera
Michael Prouza: Historie radioastronomie Podivnůstky Groteho Rebera

23 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Interferometrie • 1946 – nezávisle na sobě skupina v britském Cambridge, pod vedením Martina Ryleho a tým Josepha Pawseye z australského Sydney

24 Interferometrie II • aperturní syntéza
Michael Prouza: Historie radioastronomie Interferometrie II • aperturní syntéza

25 Kvasary • od počátku 50. let: podivné kvazi-stelární objekty
Michael Prouza: Historie radioastronomie Kvasary • od počátku 50. let: podivné kvazi-stelární objekty • katalog rádiových zdrojů 3C • Maarten Schmidt – 1963; změření červeného posuvu 3C273

26 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Kvasary

27 Pulsary • britská Cambridge: Interplanetary Scintillation Array
Michael Prouza: Historie radioastronomie Pulsary • britská Cambridge: Interplanetary Scintillation Array • Susan Jocellyn Bell Burnell (*1943) • Anthony Hewish (*1924) – Nobelova cena s M. Rylem, 1974

28 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Pulsary

29 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Pulsary

30 Temná hmota • Vera Rubin (*1943) • čára neutrálního vodíku
Michael Prouza: Historie radioastronomie Temná hmota • čára neutrálního vodíku • Vera Rubin (*1943)

31 SETI • 1960 – Projekt OZMA • 1974 – Zpráva z Areciba
Michael Prouza: Historie radioastronomie SETI • 1960 – Projekt OZMA • 1974 – Zpráva z Areciba • 1977 – Big Ear, Ohio State Univ., WOW! Signal • 80. a 90. léta – SERENDIP, META, BETA • 1992 – MOP, Project Phoenix • 1995 – SETI Institute

32 ATA & SETA • Allen Telescope Array; 42 antén do konce roku 2006 • SETA
Michael Prouza: Historie radioastronomie ATA & SETA • Allen Telescope Array; 42 antén do konce roku 2006 • SETA

33 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Přehlídka

34 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Přehlídka • Effelsberg

35 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Přehlídka • GBT, od roku 2000

36 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Přehlídka

37 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Přehlídka

38 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Reliktní záření

39 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Reliktní záření II Patrně největšího experimentálního pokroku v kosmologii během posledních 15 let bylo dosaženo na poli pozorování teplotních fluktuací reliktního záření; motivace:

40 Michael Prouza: Historie radioastronomie
Měření fluktuací CMB • fluktuace objevila družice COBE (družice, vypuštěna v roce 1989) • na ní navázaly po roce 1998 experimenty BOOMERANG (balón), MAXIMA (další balón) a DASI (interferometr na Amundsenově-Scottově základně na jižním pólu), jejichž týmy publikovaly v loňském roce souhrnné výsledky • od konce června 2001 je na oběžné dráze rovněž sonda MAP • do konce dekády by měla odstartovat ještě sonda PLANCK, která přinese opět další zpřesnění

41 Multipólový rozvoj • rozviňme do kulových funkcí:
Michael Prouza: Historie radioastronomie Multipólový rozvoj • rozviňme do kulových funkcí: • dvoubodová korelační funkce může být rozvinuta do Legendrových polynomů • kde platí vztah:

42 Multipólový rozvoj II • interpretace:
Michael Prouza: Historie radioastronomie Multipólový rozvoj II • interpretace: poloha prvního peaku koresponduje s úhlovou velikostí Hubblova poloměru v čase rekombinace (H-1CMB), která je přímo ovlivněna geometrií vesmíru – je-li vesmír otevřený (resp. uzavřený), budou se dráhy fotonů přibližovat (resp. vzdalovat), a to povede k menšímu (většímu) pozorovanému úhlu; kde zhruba platí lpeak ~ 220 W-1/2 poloha druhého peaku (kolem l ~ 600) je citlivá na hustotu baryonů

43 Michael Prouza: Historie radioastronomie
WMAP

44 WMAP & CBI • podivná odchylka pro nějvětší úhly
Michael Prouza: Historie radioastronomie WMAP & CBI • podivná odchylka pro nějvětší úhly • CBI – i Sunayevův-Zeldovičův efekt