Revisiting a 1958 Map of Space Mysteries / solsystem

Ett år efter att Sputnik lanserades i rymden, 1957, spekulerade sizzling. Visst skulle människor vara uppe för länge, vilket i sin tur äntligen skulle ge oss möjlighet att svara på våra många, många frågor om universum.

År 1958 släppte American Oil Company (AMOCO) en bildkarta över några av de mest bedövande rymdrelaterade pusselarna i åldern och förutspådde vad som kunde hända när rymdforskare kunde titta närmare.

Några av dessa frågor var bundna ganska snabbt. Ett årtionde efter kartens kartograf, Rudy de Reyna, muserade om människor skulle bana eller landa på månen, gjorde vi båda. De Apollo 8 besättningen flög inom 69 miles av månens ruttade yta på julafton 1968. (En sovjetisk båt hade orbited inom 1.240 mil föregående år, men det var inte besättning. Istället bär den sköldpaddor, flugor, mjölmormar och bakterier, en mannequin var också fastsatt som en proxy för lågt underhåll för en passagerare.) Följande år, på Apollo 11 uppdrag blev Neil Armstrong den första personen som bundet över månlandskapet.

Frågad och besvarad.

Men resten av frågorna på Reyna's karta är inte så snyggt löst. Sextio år senare, Atlas Obscura incheckad med rymdexperter att väga in på vilka har knäckt, och vad fortsätter att förvirra. Använd zoomverktyget nedan för att titta närmare.

Mysteriet i det utvidgande universum

1958 Fråga: "Var vårt universum född i en mäktig explosion för tre till åtta miljarder år sedan?"

2018 Svar: Det var nog en bang-men det hände sannolikt mycket tidigare.

För att mäta universums ålder som helhet har forskare ofta börjat med åldern av sakerna inuti det - speciellt var de tidiga stjärnorna samlade i täta arrangemang som kallades globala kluster. "Precis som arkeologer använder fossiler för att rekonstruera jordens historia, använder astronomer globala kluster för att rekonstruera galaxens historia", som Andrea Kunder, professor i fysik vid St. Martin University, förklarade för Space.com förra året. Globala kluster kan bidra till att skapa ett tröskelvärde - det yngsta universum kan vara - men de hjälper oss inte nödvändigtvis att spricka den övre gränsen.

Teamet bakom NASAs Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), som inleddes 2001 med sikte på att fylla i mer detaljer om universums tidigaste dagar, analyserade mätningar av kosmisk mikrovågsugnbakgrundsstrålning (det vill säga storbens efterglöd) plus data om sammansättning och hastigheten vid vilken universum expanderar. Deras bästa gissning: Universum fanns förmodligen omkring 13,77 miljarder år sedan.

Mystiska moln i galaxerna

1958 Fråga: "Vad händer i rymden mellan stjärnor?"

2018 Svar: En hel del.

Vid 1950-talet hade forskare insett att rymden inte var en mestadels tom gräns som stod ibland av den enstaka planeten. "De hade kartlagt distributionen av atomgas genom Vintergatan" men fokuserade mest på atomgaser, säger Mark Heyer, en astronom vid University of Massachusetts Amherst som studerar galaktiska gaser.

Sedan 1970 upptäckte forskare från Bell Telephone Laboratories kolmonoxidmolekyler i rymden och fick ny inblick i de platser där, som Chemical Engineering News sätta det vid den tiden, "tunna kemiska soppor ger upphov till nya stjärnor." När astronomerna observerade dessa molar av molekylär gas, säger Heyer, "de kunde se ... det är reservoaren från vilken nya stjärnor bildas."

"De molekylära molns fysik är verkligen stjärnformets fysik", tillägger Heyer, och större, mer känsliga teleskop ger astronomer ett allt närmare utseende. Multi-teleskop-arrays och hulking, singeldiskinstrument i Chile, Mexiko, Spanien och Japan, till exempel, tillåter forskare att prata om små funktioner som skivor kring nyfödda stjärnor eller undersöka tusentals ställningar på himlen på en gång. "Du kan börja göra stora kartor eller undersökningar av galaxen mycket mer effektivt, säger Heyer.

Kartan beskriver "sugande" moln av gas, och de är verkligen virvlande fläckar. Inuti rör sig partiklarna många gånger snabbare än ljudets hastighet. Churning-rörelsen påverkar stjärnbildningen, "som sedan driver galaxernas utveckling - hur de kan förekomma i miljarder år eller 10 miljarder år", säger Heyer.

Men vad driver allt som surar? Supersonisk turbulens sprider sig över flera miljoner år, vilket låter ett tag tills du kommer ihåg att dessa moln har en livslängd på upp till 30 miljoner år. En del energikälla är att hålla sakerna i rörelse. Det kan vara en kombination av strålning, rotation och mer, men den exakta mekanismen, säger Heyer, "är fortfarande en stor obesvarad fråga."

Sunspots mysterium

1958 Fråga: "Varför har solstrålar en 11-årig cykel?"

2018 Svar: De relaterar till Solens magnetfält, men frågor kvarstår.

Solens magnetiska poler tenderar att vända ungefär vart 11 år, för en 22-årig cykel. Mörka, splotchy sunspots tenderar att skära upp som en följd av intensiv magnetisk aktivitet, och är en barometer av sorter för hur feisty en given cykel är. De tenderar att fregna vår stjärna precis innan en cykel rullar över. Men senast har saker varit lugnare än vanligt, och det är inte helt klart varför. Dessutom kan vår ljusa granne vara oförutsägbar, som Alexei Pevtsov, en astronom vid National Solar Observatory i Boulder, nyligen berättade Vetenskaplig amerikan: "Det finns ett element av slumpmässighet."

Mysteriet av interplanetära expeditioner

1958 Fråga: "Vad skapade kanalerna på Mars? Är livet dolt under Venus 'täta moln? "

2018 Svar: Det är komplicerat.

I slutet av 19 och början av 20-talet, när människor grävde många kanaler på jorden, insisterade några astronomer på att de observerade liknande egenskaper på Mars - ända ner till mulor som höll båtar runt planetens vattenvägar. Senare forskning, inklusive bilder som tagits ombord Mariner 4, år 1965, bestred närvaron av dessa artärer, och så småningom avskedade dem. Tidiga observatörer kan ha blivit förvirrade av en optisk illusion, vilseledas av dammsugare eller helt enkelt se vad de hoppades hitta.

När det gäller Venus, innan astronomer fick en närbild på den planeten, gick fantasierna vilda. Forskare och tecknade bokartister ansåg att det kunde finnas stora öknar, oceaner eller regnskogar under planetens tjocka molntäcke. Sedan, 1962, några år efter att AMOCO-kartan skapades, rymdesonden Mariner 2 flög 21 607 mil från Venus och samlade mätningar som indikerar att molnen var svala och marken var brännande. Idag vet vi att planeten har ett tryck som är relaterat till våra havs djupaste djup och temperaturer som skulle minska metaller till plasmer.

Men i flera årtionden har vissa forskare föreslagit att livsformer kunde ha eked ut en existens på planeten under en lång period av tidigare levnadsförmåga, och att bakterier fortfarande kunde leva någonstans i molnen. Carl Sagan föreslog först denna idé 1967. I april föreslog forskare som leddes av Sanjay Limaye, University of Wisconsin-Madison Space Science and Engineering Center, i Astrobiologi att Venus en gång har blivit täckt med vatten, sedan dess förångat och att mikrober från den försvunna kroppen kan överleva som "splotches" högt uppe i molnen, liknar hur vissa mikroorganismer på jorden blomstrar i mycket sura miljöer genom att konsumerar koldioxid. "För att verkligen veta, vi behöver gå dit och prova molnen", sa medförfattare Rakesh Mogul, en professor i biologisk kemi vid California State Polytechnic University, Pomona, Populär mekanik. "Venus kan vara ett spännande nytt kapitel i astrobiologiprospektering."

Gravity Mystery

1958 Fråga: "Varför faller saker, inte upp och kommer det att vara annorlunda i rymden?"

2018 Svar: Möt "mikrogravity".

Visserligen visste forskare mycket om gravitationen på 1950-talet. Som kartens författare påpekade, fanns en trove av information från Galileo, Newton och Einstein. Vi hade ett bra hand om hur sakerna fungerade på jorden, åtminstone. Gravity drar på dig i alla riktningar, hela tiden. Det handlar inte riktigt om "ner" eller "upp" utan av massa. Mer massiva föremål har ett starkare gravitationstryck, vilket är anledningen till, även om du också utövar en gravitationskraft, kommer du att förlora dig till jorden varje gång.

Men vad händer i rymden? Astronauterna skulle snart räkna ut det. 1972 testade ett uppdragsteam även dessa teorier ut på månen och släppte en hammare och en falkfjäder på månytan. Utrymmet är inte en tyngdfri zon: Enligt NASA finns en liten gravitation över rymden, trots att den är svagare över större avstånd. Gravity är också nyckeln till banor.

Uttrycket "noll gravitation" är visserligen en missnomer. NASA använder termen "microgravity" istället för att hänvisa till den viktlöshet som besättningen upplever i omloppsbana. Men det händer bara för att de rör sig. "Om det fanns ett supert högt torn som nåde ut i rymden, skulle de inte flyta runt", skrev fysikern Rhett Allain för Trådbunden tidigare i år. "Den" viktlösa "miljön är orsakad av orbitalrörelsen hos människorna inom en rymdfarkost eller rymdstation."

Gravity existerar utanför en rymdfarkost. Så, om du råkar hitta dig själv på månen, som är mycket mindre massiv än vår planet och ungefär en fjärdedel av sin storlek, skryta runt och njut av högre flygande språng!

Mysteriet om satellitområdet

1958 Fråga: ”Varför är inte meteoriderna krossade i fler av de saker vi har skickat upp i rymden? "

2018 Svar: Det finns inte så många av dem, i rymdens stora plan.

I slutet av 1950-talet hade två konstgjorda satelliter lanserats i jordens bana (Sovjetunionen lanserades Sputnik 1957, och USA skickade Explorer 1 det följande året). AMOCO-kartens författare undrade varför de inte ständigt blev dinged av damm och meteoroider. När allt kommer omkring för att lägga observatörer som tittar himmelrör från jorden, verkar det ofta som att det finns zillioner saker som sträcker sig runt. Dessa dagar är det naturligtvis många fler satelliter som kretsar runt jorden. Från och med april 2018 följde unionen av bekymrade forskare 1 886 av dem. Så varför blir de inte ständigt slagna med saker?

Satellitspåraren Marco Langbroek förklarar att meteoroider inte är så hotande, eftersom tätheten på detta damm är överst i rymden, även vid toppen av en stor meteorregn.

Tänk på Perseids, en av årets mest bländande meteorregnar. Under denna dusch passerar endast en meteoroid genom ett en kilometer kvadratiskt atmosfärsplan var 32: e timme, förklarar Langbroek. Utanför dessa perioder är detta nummer mycket lägre, tillägger han-mer som en meteoroid per kvadratkilometer var 10 eller 15 dagar. Vi ser bara strömmar av meteorer på en viss natt eftersom vi kan undersöka miljontals kvadratkilometer atmosfär. "Satelliterna däremot har en liten yta och därmed är mycket små provområden", säger Langbroek.

Tänk på det när det gäller att köra din bil genom en öken. Säg att det inte finns mycket kvar - kanske en enda mygg per kvadratkilometer var 10: e dag. "Chansen att du kommer att squash en mygga på vindrutan, men inte noll, är ändå väldigt låg, även om du kör det flera år i taget", säger Langbroek.

Även om en meteoroid har påverkan, är många av dem väldigt små, och satelliter är konstruerade för att motstå dem. Det betyder att säkerheter är sällsynta, även när kollisioner uppstår. "Även under de väldiga starka toppar av Leonid-meteorbrunnen under slutet av 1990-talet, när moderkornet passerade jorden, och jorden gick igenom relativt mycket täta partikelstigar med synliga timmarshastigheter av meteorer som kort sträckte sig tusentals per timme, fanns det ingen dödlig påverkan på satelliter, säger Langbroek.

De större hot mot satelliterna är dust-ups med andra satelliter och kollisioner med rymdskräp, de avvecklade satelliterna, fragment av raketer och andra kraftiga avstängningar som blockerar låga jordbana. "Med ett växande antal lanseringar och ett växande antal skräpgenererande händelser i rymden (t.ex. exploderande gamla raketstadier) kommer risken att öka, säger Langbroek. Det är ett recept på lite av ett biljardbilsscenario.

Magnetismens mysterium

1958 Fråga: "Varför pekar en kompassnål i olika riktningar hela dagen?"

2018 Svar: Något är fel med din kompass.

Magneter i en kompass tvinga nålen att svara på jordens magnetfält. Verktygen kommer att peka dig i riktning mot magnetiska norr-ungefär i riktning mot den geografiska nordpolen, men inte helt kvadratisk på den.

I åratal föll den magnetiska norra på Ellesmere Island, en del av den arktiska skärgården i norra Kanada. Nyligen har forskare föreslagit att magnetisk norr migrerar långsamt, och några av dem har undrat huruvida vi är ute efter en flip. Polära reverseringar har skett genom hela jordens långa liv - vanligtvis under tusentals år, men ibland tydligen mycket snabbare. Under alla omständigheter sker inte switcheroo över en enda dag. Om din kompass spinnar vildt kan det dras mot magnetiska material i närheten - eller det kan bara vara busted.

Mysteriet i norra lamporna

1958 Fråga: "Vad orsakar" auroral fyrverkerier? ""

2018 Svar: Partiklar på farten.

AMOCO-kartens författare rapporterade att band av grönt, blått och gult - och ibland ros och ametistvåg i himlen över jordens nord- och sydpolor "en dag eller två efter en" storm "på solen" nästan som om "solen hade spotta ut"En" ström "av dem.

Det är delvis sant. De nordliga ljusens färgstarka band är relaterade till plasmapartiklarna som spränger från solens yta genom solfläckar och beeline mot jordens magnetfält. Den kusliga glöden tenderar att vara grön eller en gyllen gul när partiklarna stöter på syre och rött, violett eller blått när de kolliderar med kväve. Medan borealisen hinner mest magnifikt när solstrålarna är mest trafikerade, försvinner det inte när de dämpar sig. Din bästa chans att se dem dansar är från en nordlig utpost på en skarp, molnfri vinternatt.

Mysteriet av Natt Sky Sky

1958 Fråga: "Vad händer med det svaga ljuset i den mörka himlen?"

2018 Svar: Vi är inte säkra.

Har du träffat Steve? Han har funnits i åratal men visste mestadels i vetenskapliga kretsar fram till juli 2016, när en grupp medborgareforskare i norra Kanada upptäckte ett smalt band med lila ljus som skjuter rakt upp i himlen ovanför dem. De var befuddled och förtrollad av sin granne, gav den en bra moniker och började knyta forskare att ta det på allvar. Det såg lite annorlunda ut än de norra lamporna - till skillnad från de stora banden, var Steve smal och nästan vertikal - men observatörerna tyckte att det kan vara relaterat.

Ny forskning, publicerad i veckan, föreslår annorlunda. Skriva i Geofysiska forskningsbrev, Forskare från University of Calgary konstaterade att vad som helst Steve är, han är inte en Aurora-han har inte samma laddade partiklar som Northern Lights gör. För nu faller han under paraplykategorin av himmelglöd. "Vi vet väldigt lite om det", säger lead författare Bea Gallardo-Lacourt, en rymdfysiker vid University of Calgary, i ett uttalande. "Och det är den coola grejen."

Mysteriet i kosmiska strålarna

1958 Fråga: "Var kommer dessa" främmande rymdresande "från?"

2018 Svar: Fortfarande lite oklart.

Vi vet att kosmiska strålar är delar av atomer, och att de kommer från utanför vårt solsystem - men vi vet fortfarande inte exakt var de kommer från. År 2017 bestämde ett team forskare på Pierre Auger Observatory i Chile att partiklarna reser sig någonstans bortom Vintergatan. Det lämnar många kosmiska stenar oturnerade, men "vi är nu betydligt närmare för att lösa mysteriet om var och hur dessa extraordinära partiklar skapas, en fråga av stort intresse för astrofysiker", säger teammedlem Karl-Heinz Kampert, professor vid universitetet av Wuppertal i Tyskland, i ett uttalande.

Även om deras ursprung är lite skumma, här på jorden, har kosmiska strålar också rekryterats för att göra vissa detektivarbete. Ta muonpartiklar, till exempel. De bildar när kosmiska strålar träder in i atmosfären; när de faller på jorden, uppför sig de på konsekventa, förutsägbara sätt. Muons förlorar ånga när de tränger igenom täta föremål, så genom att spåra dem kan forskare uppskatta ett objekts densitet. Ett lag försökte det här året, med ett nytt, icke-invasivt sätt att visualisera tomrum i Giza Great Pyramid. Ett liknande bildprojekt pågår i Florens, Italien, där ett lag hoppas att upptäcka huruvida Il Duomos sprickkupoler shored upp med några järnförstärkningar.

Jetströmmarnas mysterium

1958 Fråga: "Vad orsakar dessa" mystiska vindar? ""

2018 Svar: En temperaturgradient och andra saker.

AMOCO-kartens författare var förskräckta av vad de beskrev som "300-mil per timme osynliga bakvatten i stratosfären." Några av dess mekanismer är ganska lätta att beskriva: "Jetströmmarna i atmosfären är ett enkelt, naturligt resultat av meridionala (det vill säga ekvator-till-pol) temperaturgradienten i jordens atmosfär, "som James Partin, vetenskapsman och operatör på Marine Prediction Center, berättade Vetenskaplig amerikan. Jordens atmosfär är en många lager sandwich, och forskare vet nu att strålströmmarna finns under tropopausen (delen mellan troposfären och stratosfären). Jetströmmarnas maximala hastighet uppträder under vintern när det finns en särskilt stor skillnad mellan temperaturerna vid ekvatorn och polerna.

Ett nyare mysterium är dock varför strålströmmen ibland kollar upp. I ett fenomen som kallas "blockering" vandrar strömmen ibland; När detta händer kan väder- system inte springa österut. Tidigare i år började atmosfäriska forskare vid University of Chicago att knäcka fallet och märkte att ekvationerna de landade på echoed de som ingenjörer hade brukade titta på trafikstockningar. Liksom en överbelastad asfaltartär förekommer "blockeringar" i strålströmmen när något, exempelvis ett berg eller en kust, är i vägen. Forskarna säger att deras modell, som publicerades i Vetenskap, kan bidra till att förutsäga framtida vädermönster.

Mysteriet av Lunar Expeditions

1958 Fråga: "Kommer människor att bana och landa på månen? Och kan vi sätta upp läger där? "

2018 Svar: Det visste vi säkert och förmodligen!

Ett mysterium löst, en att gå.

Vi är inte riktigt där än, men en förlikning är i horisonten, förklarar Colin Stuart, en kamrat av Royal Astronomical Society och författare till den nya boken, Hur man bor i rymden: Allt du behöver veta för den inte så avlägsna framtiden. "Jag tycker det är osannolikt att vi kommer fram till slutet av detta århundrade och det finns ingen form av halvvarig mänsklig närvaro på månen, säger Stuart.

Såvitt kosmiska livsmiljöer går, är månen "relativt säker, så säker som utrymme kan få", tillägger Stuart. Det finns ingen kommunikationsfördröjning att tala om - en radiosignal kan studsa till jorden inom cirka två sekunder - och om du behöver återvända hem kan du anlända inom tre dagar.

Den europeiska rymdorganisationen (ESA) har satt upp ett mål att inrätta någon typ av månkoloni före 2030-talet, och forskare har redan börjat prospektera rätt plåster av månfastigheter och nudlar över design. Satellitens sydpol är en främre plats för platsen. Medan Månens lutning dämpar mycket av det i långa perioder av mörker, som uppspelas av ljusets veckor, får denna plats konsekvent solljus, vilket kan utnyttjas för energi. Det har också gott om vatten, i form av is.

ESA rekryterade arkitektfirmaet Foster + Partners för att skissa några habitatprototyper. De ser lite ut som en hybrid av sandslott och igloo, och kan förlita sig på 3D-utskrift och massor av månsmark för att blockera strålning från solen och exploderande stjärnor. "När astronauter gick till månen, var de bara blinda lyckliga att de inte ramlade med en solflamma eller något", säger Stuart. "På en 10-dagars hopp till månen fick du ganska bra odds att dodging sådan en sak. Om du pratar om en bas där människor ska spendera månader, måste du se till att ditt strålskydd är uppe i skrapet. "Bygga bostäderna upp i rymden och lita delvis på material som redan finns där skulle snedstegsbränslekostnader som annars skulle krävas för att transportera varor. Astronauterna har redan framgångsrikt 3D-skrivna verktyg ombord på Internationella rymdstationen (ISS), men fullbyggd konstruktion är mycket mer komplicerad.

En annan hindring: den osäkra känslomässiga vägtullen. Från ISS kan hemleds astronauter titta ut genom fönstret och se vår gräs i ganska anmärkningsvärda detaljer. Inte så på månen. "Om du är på månen kan du se jorden, men den är ganska liten, och du vet att du är dagar från att komma tillbaka", säger Stuart. "Vi skulle behöva hantera isolering på ett sätt som vi ännu inte har i rymden." Trots simuleringar i ljusharrade, kalla och isolerade Antarktismiljöer, är eventuellt känslomässigt fall fortfarande ett jokertecken. Astronauterna på Apollo 8 beskrev "enormt" awe-inspirerande "ensamhet, och Stuart föreslår att framtida uppdragsteam kan skicka en psykolog tillsammans eller lita på ett AI-gränssnitt för att lindra spänningar eller ennui. "Resten är teknik," säger Stuart. "Vi har en bra historia att övervinna tekniska problem om vi slänger tillräckligt med hjärnkraft på det."

Så hur ska vi navigera i våra röriga, komplicerade inre liv så långt från välbekant terräng? Det är en av de största mysterierna för alla - och vi kommer inte veta förrän vi kommer dit och tittar ut på planeten som vi för närvarande ringer hem.