Revisiting a 1958 Map of Space Mysteries / solsystemet

Et år etter at Sputnik lanserte seg i rommet, i 1957, spekulerte sizzling. Sikkert ville mennesker være der oppe for lenge, noe som igjen ville sette oss i stand til å svare på våre mange mange spørsmål om universet.

I 1958 lanserte American Oil Company (AMOCO) et billedkart som skisserte noen av de mest bedeviling-romrelaterte oppgavene i alderen, og forutsi hva som kunne skje når romforskerne klarte å ta en nærmere titt.

Noen av disse spørsmålene var bundet opp ganske raskt. Et tiår etter at kartets kartograf, Rudy de Reyna, musket om mennesker ville bane eller lande på månen, gjorde vi begge. De Apollo 8 mannskapet fløy innen 69 miles av månens ruttede overflate på julaften 1968. (Et sovjetisk fartøy hadde omkranset i løpet av 1.240 miles året før, men det var ikke mannskap. I stedet bar det skildpadder, fluer, melorm og bakterier, en mannequin ble også festet som et lavt vedlikeholdsforbud for en menneskelig passasjer.) Det følgende året på Apollo 11 oppdrag ble Neil Armstrong den første personen som ble bundet over månelandskapet.

Spurt og besvart.

Men resten av spørsmålene på de Reyna's kart er ikke så pent løst. Seksti år senere, Atlas Obscura sjekket inn med romeksperter å veie inn på som har blitt sprukket, og hva fortsetter å forvirre. Bruk zoomverktøyet nedenfor for å se nærmere på.

Mysteriet i det utvidende universet

1958 Spørsmål: "Var vårt univers født i en mektig eksplosjon noen tre til åtte milliarder år siden?"

2018 Svar: Det var sannsynligvis et bang-men det skjedde sannsynligvis mye tidligere.

For å måle universets alder som helhet, har forskere ofte startet med alder av ting inni den, spesielt de tidlige stjernene samlet seg i tette arrangementer kjent som globulære klynger. "På samme måte som arkeologer bruker fossiler til å rekonstruere jordens historie, bruker astronomer globulære klynger for å rekonstruere galaksens historie," som Andrea Kunder, professor i fysikk ved St. Martin University, forklarte Space.com i fjor. Globale klynger kan bidra til å etablere en grense - det yngste universet kan være - men de hjelper oss ikke nødvendigvis med å spre den øvre grensen.

Teamet bak NASAs Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), som startet i 2001 med sikte på å fylle ut flere detaljer om universets tidligste dager, analyserte målinger av kosmisk mikrobølgebakgrunnsstråling (det vil si Big Bangs etterglød), pluss data om sammensetning og hastigheten som universet utvider seg på. Deres beste gjetning: Universet ble trolig født rundt 13,77 milliarder år siden.

Mystiske skyer av galakser

1958 Spørsmål: "Hva skjer i mellomrom mellom stjerner?"

2018 Svar: Ganske mye.

Ved 1950-tallet hadde forskere innsett at rom ikke var en for det meste tom grense som ble tegnet av den enkelte planet. "De hadde kartlagt fordelingen av atomgass gjennom hele Melkeveien," men fokuserte hovedsakelig på atomgasser, sier Mark Heyer, en astronom ved University of Massachusetts Amherst som studerer galaktiske gasser.

Så i 1970 oppdaget forskere fra Bell Telephone Laboratories karbonmonoksidmolekyler i rommet og fikk ny innsikt i de stedene hvor, som Kjemisk Engineering News legg det på den tiden, "tynne kjemiske supper gir nye stjerner." Når astronomene observert disse molnene av molekylær gass, sier Heyer, "de kunne se ... det er reservoaret der nye stjerner dannes."

"Fysikk av molekylære skyer er virkelig stjernekunstens fysikk," legger Heyer til, og større, mer følsomme teleskoper gir astronomer et stadig nærmere utseende. Multi-teleskop-arrays og hulking, single-dish instrumenter i Chile, Mexico, Spania og Japan, for eksempel, tillater forskere å peer på små funksjoner som plater rundt nyfødte stjerner, eller undersøk tusenvis av stillinger på himmelen samtidig. "Du kan begynne å lage store kart eller undersøkelser av galaksen mye mer effektivt," sier Heyer.

Kartet beskriver "seething" skyer av gass, og de er faktisk svirlende flekker. Innvendig beveger partikler seg mange ganger raskere enn lydens hastighet. Churning-bevegelsen påvirker stjernedannelse, "som drev utviklingen av galakser - hvordan de kan oppstå i en milliard år eller 10 milliarder år, sier Heyer.

Men hva driver det med det? Supersonisk turbulens spredes over flere millioner år - det høres ut som en stund til du husker at disse skyene har en levetid på opptil 30 millioner år. Noen energikilder er å holde ting i bevegelse. Det kan være en kombinasjon av stråling, rotasjon og mer, men den presise mekanismen, sier Heyer, "er fortsatt et stort ubesvart spørsmål."

Sunspots mysterium

1958 Spørsmål: "Hvorfor har solstråler en 11-årig syklus?"

2018 Svar: De relaterer seg til Solens magnetfelt - men spørsmålene forblir.

Solens magnetiske poler har en tendens til å vende omtrent hvert 11. år, for en 22-årig syklus. Mørke, splotchy sunspots har en tendens til å kaste seg opp som følge av intens magnetisk aktivitet, og er et barometer av typen for hvor feisty en gitt syklus er. De har en tendens til å fregne vår stjerne like før en syklus ruller over. I det siste har ting vært roligere enn vanlig, og det er ikke helt klart hvorfor. Dessuten kan vår lyse nabo være uforutsigbar, som Alexei Pevtsov, en astronom ved National Solar Observatory i Boulder, fortalte nylig Vitenskapelig amerikansk: "Det er et element av tilfeldighet."

Mysteriet av interplanetære ekspedisjoner

1958 Spørsmål: "Hva skapte kanalene på Mars? Er livet skjult under Venus 'tette skyer? "

2018 Svar: Det er komplisert.

På slutten av 1800-tallet og tidlig på 20-tallet, da mennesker graver mange kanaler på jorden, insisterte noen astronomer på at de observert lignende egenskaper på Mars - helt ned til muldyr som kjører båter rundt planets vannveier. Senere forskning, inkludert bilder tatt ombord Mariner 4, i 1965, bestred nærværet av disse arteriene, og til slutt avviste dem. Tidlige observatører kan ha blitt forvirret av en optisk illusjon, villedet av støvutslipp, eller bare å se hva de håpet å finne.

Når det gjelder Venus, før astronomene fikk et nærbilde på den planeten, fant fantasier seg vill. Forskere og tegneseriefabrikker anså det at det kunne være store ørkener, hav eller regnskoger under planets tykke skydekke. Deretter, i 1962, et par år etter at AMOCO-kartet ble opprettet, var romproben Mariner 2 fløy 21,607 miles fra Venus og samlet inn målinger som indikerer at skyene var kule og bakken var brennende. I dag vet vi at planeten har trykk som er like i våre havs dypeste dyp, og temperaturer som vil redusere metaller til plasmer.

Men i flere årtier har noen forskere antydet at livsformer kunne ha eked ut en eksistens på planeten i løpet av en lang periode med fortiden, og at bakterier fortsatt kunne leve et sted i skyene. Carl Sagan foreslo først denne ideen i 1967. I april fortalte forskere som ble ledet av Sanjay Limaye, University of Wisconsin-Madisons Space Science and Engineering Center, i astrobiologi at Venus kanskje en gang har vært dekket med vann, lenge siden fordampet, og at mikrober fra den forsvunnet kroppen kanskje kan overleve som "splotches" høyt oppe i skyene, ligner hvordan noen mikroorganismer på jorden blomstrer i svært sure miljøer etter forbruker karbondioksid. "For å virkelig vite, vi trenger å gå dit og prøve skyene," forteller medforfatter Rakesh Mogul, professor i biologisk kjemi ved California State Polytechnic University, Pomona, Populær mekanikk. "Venus kan være et spennende nytt kapittel i astrobiologi leting."

Gravity Mystery

1958 Spørsmål: "Hvorfor faller ting ned, ikke opp, og vil det være annerledes i rommet?"

2018 Svar: Møt "mikrogravity."

Sikkert visste forskere mye om tyngdekraften på 1950-tallet. Som kartens forfattere påpeker, var det en trove av informasjon fra Galileo, Newton og Einstein. Vi hadde et godt håndtak på hvordan ting fungerte på jorden, i det minste. Gravity trekker på deg i alle retninger, til alle tider. Det er egentlig ikke et spørsmål om "ned" eller "opp", men av masse. Mer-massive gjenstander har sterkere gravitasjonskraft, og derfor - selv om du utøver en tyngdekraft også - vil du miste hverandre til jorden hver gang.

Men hva skjer i rommet? Astronautene ville snart finne ut det. I 1972 testet et oppdragsteam selv disse teoriene ut på månen, droppet en hammer og en falkfjær på månens overflate. Plassen er ikke en tyngdefri-fri sone: Ifølge NASA finnes det en liten grad av tyngdekraft over plassen, selv om den er svakere over større avstander. Gravity er også nøkkelen til baner.

Uttrykket "null tyngdekraften" er ganske vist en misnomer. NASA bruker uttrykket "mikrogravity" i stedet for å referere til vektløsheten som mannskap opplever i bane. Men det skjer bare fordi de beveger seg. "Hvis det var et supert høyt tårn som kom inn i rommet, ville de ikke flyte rundt", skrev fysikeren Rhett Allain for Wired tidligere i år. "Det" vektløse "miljøet er forårsaket av orbitalbevegelsen til menneskene i et romfartøy eller romstasjon."

Gravity eksisterer utenfor et romfartøy. Så, hvis du tilfeldigvis befinner deg på månen, som er mye mindre massiv enn vår planet, og omtrent en fjerdedel av sin størrelse, glir du rundt og nyt høyere flygende sprang!

Mysteriet av satellittområdet

1958 Spørsmål: “Hvorfor er ikke meteoroider knust inn i flere ting vi har sendt opp i rommet? "

2018 Svar: Det er ikke så mange av dem, i den store planen om rom.

Ved slutten av 1950-tallet hadde to menneskeskapte satellitter blitt lansert i jordens bane (Sovjetunionen ble lansert Sputnik i 1957, og USA sendte Explorer 1 neste år). AMOCO-kartets forfattere lurte på hvorfor de ikke ble stadig dinged av støv og meteoroider. Tross alt, for å legge observatører som ser himmelen fra Jorden, ser det ut til at det er zillioner ting som strekker seg rundt. Disse dager, selvfølgelig, er det mange flere satellitter som kretser jorden. Fra april 2018 følte Union of Concerned Scientists 1,886 av dem. Så hvorfor blir de ikke alltid smurt med ting?

Satellitt-tracker Marco Langbroek forklarer at meteoroider ikke er for truende fordi tverrsnittet er tett, selv ved toppen av en stor meteorregn.

Tenk på Perseids, en av de mest blendende meteorregnene i året. I løpet av denne dusjen, går bare en meteoroid gjennom et en kilometer kvadratplan av atmosfæren hver 32. time, forklarer Langbroek. Utenfor disse perioder er dette tallet mye lavere, legger han til - mer som en meteoroid per kvadratkilometer hver 10. eller 15. dag. Vi ser bare strømmer av meteorer på en gitt natt fordi vi kan undersøke millioner av kvadratkilometer atmosfære. "Satellitter i kontrast, har en liten overflate og er derfor svært små utvalgsområder," sier Langbroek.

Tenk på det når det gjelder å kjøre bil gjennom en ørken. Si at det ikke er mye fly rundt - kanskje en enkelt mygg per kvadratkilometer hver 10. dag. "Sjansen for at du vil kaste en mygg på frontruten, men ikke null, er likevel svært lav, selv om du kjører der i flere år av gangen, sier Langbroek.

Selv om en meteoroid gjør innvirkning, er mange av dem svært små, og satellitter er laget for å motstå de. Det betyr at sikkerhet er sjelden, selv når kollisjoner oppstår. "Selv under de meget sterke toppene av Leonid-meteorregnene i slutten av 1990-tallet, da foreldrekometen gikk forbi jorden, og Jorden gikk gjennom relativt svært tette partikkelspor med synlige timers mengde meteorer som nær tusenvis i timen, var det ikke dødelig innvirkning på satellitter, sier Langbroek.

De større truslene mot satellitter er støv-opp med andre satellitter og kollisjoner med romskrot, de avviklede satellittene, rakettfragmenter og andre kraftige avstøpninger som tetter opp bane med lav jordbunn. "Med et økende antall lanseringer, og økende antall ruskgenererende hendelser i rommet (for eksempel eksploderende gamle rakettfaser), vil risikoen øke, sier Langbroek. Det er en oppskrift på litt av en bilbilsscenario.

Magnetisme

1958 Spørsmål: "Hvorfor peker en kompassnål i forskjellige retninger hele dagen?"

2018 Svar: Det er noe galt med kompasset ditt.

Magneter i et kompass tvinger nålen til å reagere på jordens magnetfelt. Verktøyene vil peke deg i retning av magnetisk nord-omtrent i retning av den geografiske nordpolen, men ikke helt firkantet på den.

I årevis falt den magnetiske nord på Ellesmere Island, en del av den arktiske skjærgården i Nord-Canada. Nylig har forskere antydet at magnetisk nord langsomt migrerer, og noen av dem har lurt på om vi er i en flip. Polare reverseringer har skjedd gjennom jordens lange liv - vanligvis i løpet av tusenvis av år, men noen ganger tydeligvis mye raskere. Uansett skjer ikke switcheroen over en enkelt dag. Hvis kompasset ditt snurrer vilt, kan det trekkes til magnetiske materialer i nærheten - eller det kan bare bli busted.

Mysteriet i Nordlyset

1958 Spørsmål: "Hva forårsaker" auroral fyrverkeri? ""

2018 Svar: Partikler på farten.

AMOCO-kartens forfattere rapporterte at band av grønt, blått og gult - og noen ganger ros og ametystbølge i himmelen over jordens nord- og sørpoler "en dag eller to etter en storm på sola", nesten som hvis "solen hadde spytte ut"En" strøm "av dem.

Det er delvis sant. De fargerike bandene i Northern Lights er relatert til plasmapartiklene som sprenge fra solens overflate gjennom sollys og beeline mot jordens magnetfelt. Den uhyggelige glansen har en tendens til å være grønn eller gyllen gul når partiklene møter oksygen og rød, fiolett eller blå når de kolliderer med nitrogen. Mens borealisene smelter mest herlig når solfargene er travleste, forsvinner den ikke når de avtar. Din beste sjanse til å se dem dans er fra en nordlig utpost på en skarp, skyløs vinterkveld.

Mysteriet om natten Sky Glow

1958 Spørsmål: "Hva skjer med det svake lyset i den mørke himmelen?"

2018 Svar: Vi er ikke sikre.

Har du møtt Steve? Han har eksistert i årevis, men ble for det meste overset i vitenskapelige kretser til juli 2016, da en gruppe borgerforskere i Nord-Canada oppdaget et smalt band med lilla lys som skyte rett opp i himmelen over dem. De var befuddled og fortryllet av sin nabo, ga det en god moniker, og begynte å knuse forskere for å ta det på alvor. Det så litt annerledes ut enn nordlysene - i motsetning til de store bandene, var Steve smal og nesten vertikal - men observatørene regner med at det kan være relatert.

Ny forskning, publisert denne uken, foreslår noe annet. Skriver inn Geofysiske forskningsbokstaver, Forskere fra University of Calgary konkluderte med at uansett Steve, er han ikke en Aurora-han har ikke de samme ladede partiklene som Northern Lights gjør. For nå faller han under paraplykategorien skyglød. «Vi vet veldig lite om det,» sa lederforfatter Bea Gallardo-Lacourt, en romfysiker ved University of Calgary, i en uttalelse. Og det er det kule.

Mystikk av kosmiske stråler

1958 Spørsmål: "Hvor kommer disse" rare rangerne "fra?"

2018 Svar: Fortsatt litt uklart.

Vi vet at kosmiske stråler er deler av atomer, og at de kommer fra utenfor vårt solsystem - men vi vet fortsatt ikke nøyaktig hvor de kommer fra. I 2017 bestemte et forskergruppe ved Pierre Auger Observatory i Chile at partiklene reiste fra et sted utover Milky Way. Det etterlater mange kosmiske steiner unturned, men "vi er nå betydelig nærmere å løse mysteriet om hvor og hvordan disse ekstraordinære partikler er opprettet, et spørsmål av stor interesse for astrofysikere," sa teammedlem Karl-Heinz Kampert, professor ved universitetet av Wuppertal i Tyskland, i en uttalelse.

Selv om opprinnelsen er litt skummel, her på jorden, har også kosmiske stråler blitt rekruttert til å gjøre noe detektivarbeid. Ta for eksempel muonpartikler. De dannes når kosmiske stråler kommer inn i atmosfæren; når de faller til jorden, oppfører de seg på konsistente, forutsigbare måter. Muons taper damp når de tønner gjennom tette gjenstander, så ved å spore dem kan forskere estimere en objekts tetthet. Ett lag prøvde dette i fjor, med en roman, ikke-invasiv måte å visualisere tomrum i Den store pyramiden i Giza. Et lignende bildeprosjekt pågår i Firenze, Italia, hvor et lag håper å finne ut om Il Duomo's cracking kupler ble shored opp med noen jernforsterkninger.

Mystikk av Jet-strømmene

1958 Spørsmål: "Hva forårsaker disse" mystikkvindene? ""

2018 Svar: En temperaturgradient og andre ting.

AMOCO-kartets forfattere var forvirret av det de beskrev som "300 mil per timers usynlige bakvann av stratosfæren." Noen av dens mekanismer er ganske enkle å beskrive: "Jetstrømmene i atmosfæren er et rett og slett naturlig resultat av meridional (det vil si ekvator-til-pol) temperaturgradient i jordens atmosfære, "forklarer James Partin, vitenskaps- og driftsansvarlig ved Marine Prediction Center, Vitenskapelig amerikansk. Jordens atmosfære er en sandwich med mange lag, og forskere vet nå at jetstrømmene eksisterer under tropopausen (delen mellom troposfæren og stratosfæren). Jetstrømmenes maksimale hastighet skjer om vinteren, når det er en særlig stor avvik mellom temperaturene ved ekvator og polene.

Et nyere mysterium er imidlertid at jetstrømmen noen ganger støter opp. I et fenomen som kalles "blokkering", vandrer strømmen iblant; Når dette skjer, kan værsystemer ikke skryte østover. Tidligere i år begynte atmosfæriske forskere ved University of Chicago å knuse saken, og la merke til at ligningene de landde på ekko de som ingeniører hadde brukt til å se på trafikkork. Som en overbelastet asfaltarterie forekommer "blokkeringer" i stråleflommen når noe, det vil si et fjell eller en kyst, er i veien. Forskerne sier at deres modell, som ble publisert i Vitenskap, kan bidra til å forutsi fremtidige værmønstre.

Mystery of Lunar Expeditions

1958 Spørsmål: "Vil mennesker bane og lande på månen? Og kan vi sette opp leir der? "

2018 Svar: Det gjorde vi sikkert, og sannsynligvis!

Ett mysterium løst, en å gå.

Vi er ikke helt der ennå, men et oppgjør er i horisonten, forklarer Colin Stuart, en stipendiat av Royal Astronomical Society og forfatter av den nye boken, Hvordan å leve i rommet: Alt du trenger å vite for ikke-så fjern fremtid. "Jeg finner det veldig lite sannsynlig at vi kommer til slutten av dette århundret, og det er ikke noen form for semi-permanent menneskelig tilstedeværelse på månen," sier Stuart.

Så langt som kosmiske habitater går, er månen "relativt sikker, så trygg som plass kan få," tilføyer Stuart. Det er ingen kommunikasjonsforsinkelse å snakke om - et radiosignal kan hoppe til jorden innen omtrent to sekunder - og hvis du trenger å komme hjem, kan du ankomme innen tre dager.

Det europeiske romfartsselskapet (ESA) har satt et mål om å etablere en slags Månekoloni innen 2030-årene, og forskere har allerede begynt å prospektere for riktig lapp av månens eiendom og nudler over design. Satellittens sørpole er en forranger for plassering. Mens Månens vippe plunges mye av det i lange perioder med mørkhet som er tegnet av lysets uker, mottar dette stedet konsistent sollys, som kan utnyttes for energi; Det har også rikelig med vann, i form av is.

ESA rekrutterte arkitektfirmaet Foster + Partners for å skissere noen habitatprototyper. De ser litt ut som en hybrid av sandslott og igloo, og kan stole på 3D-utskrift og masser av jordmåner for å blokkere stråling fra solen og eksploderende stjerner. "Når astronauter gikk til månen, var de bare blinde heldige at de ikke ble rammet av en solstråle eller noe," sier Stuart. "På en 10-dagers Hopp til Månen, har du ganske gode muligheter for å dodging en slik ting. Hvis du snakker om en base hvor folk skal tilbringe måneder, må du sørge for at strålebeskyttelsen er opp til skrape. "Bygg hjemene i rommet, og stole delvis på materialer som allerede er der, ville slash drivstoff kostnader som ellers ville være nødvendig for å trekke forsyninger. Astronautene har allerede lykkes med 3D-trykte verktøy ombord på den internasjonale romstasjonen (ISS), men fullstendig konstruksjon er mye mer komplisert.

En annen hindring: den usikre følelsesmessige tollen. Fra ISS kan hjemrykk astronauter se ut av vinduet og se vår turf i ganske bemerkelsesverdig detalj. Ikke så på månen. "Hvis du er på månen, kan du se jorden, men det er ganske liten, og du vet at du er dager fra å komme tilbake," sier Stuart. "Vi må håndtere isolasjon på en måte som vi ennå ikke har i rommet." Til tross for simuleringer i svette, kalde og isolerte Antarktis-miljøer, er mulig emosjonell nedfall fortsatt litt av et jokertegn. Astronautene på Apollo 8 beskrevet "enormt ... awe-inspirerende" ensomhet, og Stuart foreslår at fremtidige oppdragsteam kan sende en psykolog sammen, eller stole på et AI-grensesnitt for å lindre spenninger eller ennui. "Resten er engineering," sier Stuart. "Vi har en god historie å overvinne ingeniørproblemer hvis vi kaster nok hjernekraft på det."

Så hvordan skal vi navigere våre rotete, kompliserte indre liv så langt fra kjent terreng? Det er en av de største mysteriene til alle - og vi vet ikke før vi kommer dit og ser ut på planeten som vi for øyeblikket ringer hjem.