Voor mensen zoals ik, lichtjaren, het uitdijende heelal en de oerknal maken deel uit van de dagelijkse taal.

Je zou deze kunnen zien als verre en abstracte concepten, het beste wordt overgelaten aan professionele astronomen met telescopen van miljoenen dollars.

Of misschien niet. Ik denk dat je kosmologie kunt ervaren vanuit je achtertuin, gewoon door naar de nachtelijke hemel te kijken of de telescoop van een amateurastronoom te gebruiken.

De ruimte kan onvoorstelbaar groot zijn, maar je kunt het zelf ervaren en meten. Je kunt zelfs de uitdijing van het heelal meten.

Hier zijn enkele tips om er te komen.

Tip 1:kijk omhoog, en stel je voor

Kijk naar de nachtelijke hemel. Er zijn sterren in overvloed, maar een groot deel van de lucht is donker en dit vertelt ons iets heel belangrijks.

Stel je een oneindig groot en oud universum voor vol sterren. Reis in elke richting en, eventueel, je zult een ster tegenkomen. In dit universum, een denkbeeldige nachtelijke hemel op aarde zou niet donker zijn - hij zou spectaculair helder zijn.

Dit is de paradox van Olbers, die verschillende ontsnappingsclausules heeft. Een eindig heelal is één. Een andere is een universum met een eindige leeftijd, zodat licht van verre objecten geen tijd heeft gehad om ons te bereiken.

Zonder zelfs maar een telescoop te grijpen, we hebben wat kosmologie in de achtertuin gedaan. De donkere lucht die we vanaf de aarde zien, verwijst naar de eindige leeftijd van het universum.

Tip 2:leg de sterren vast

Pak nu je telescoop. Met een telescoop en camera op een equatoriale montering kunnen prachtige beelden van sterren worden gemaakt, die sterren kan volgen terwijl ze door de lucht lijken te bewegen. Telescopen op equatoriale monturen kunnen minder dan A $ 1 kosten 000 (hoewel de lucht echt de limiet is met astronomische kit).

Een equatoriale montage is anders dan uw typische camerastatief, omdat het één as heeft die is uitgelijnd met de rotatieas van de aarde. De montering kan sterren volgen door slechts één as te draaien, en is letterlijk een mechanisch model van de draaiende aarde.

Vergeleken met uw oog bij het oculair, een telescoop en camera op een equatoriale montering kunnen meer van het universum onthullen. Met je ogen kun je zien, maar met een camera kun je meten, verander je telescoop in een kosmologische machine.

Tip 3:let op sterposities

Hoe ver zijn sterren verwijderd? Zelfs kleine telescopen geven aanwijzingen.

Terwijl de aarde om de zon draait, de richting naar nabije sterren zal veranderen. De dichtstbijzijnde sterren lijken heen en weer te bewegen ten opzichte van verder weg gelegen hemellichamen.

Dit is parallax, en het is een beetje alsof we onze twee ogen gebruiken om afstand waar te nemen, behalve met behulp van telescopische waarnemingen gescheiden door de diameter van de baan van de aarde rond de zon (300 miljoen km).

Als de dichtstbijzijnde sterren zich op 12 bevonden, 000 keer de afstand aarde-zon (1, 800 miljard kilometer), hun positie aan de hemel zou met een honderdste graad veranderen.

Dit klinkt klein, maar dit is ongeveer hetzelfde als de hoekgrootte van Jupiter, en zou gemakkelijk te zien zijn met een telescoop in de achtertuin. In plaats daarvan, zelfs de dichtstbijzijnde sterren zijn zo ver weg dat het voor astronomen in de achtertuin een echte uitdaging is om hun afstanden te meten.

Sommige van de dichtstbijzijnde sterren zijn gemakkelijk te vinden, maar toch onvoorstelbaar ver weg. Alpha Centauri, de helderste van "The Pointers" in de buurt van het Zuiderkruis, is een paar sterren waarvan de afstand van ons 270 is, 000 keer de afstand aarde-zon.

Sirius, de helderste ster aan de hemel, is een tikkeltje verder op 540, 000 keer de afstand aarde-zon.

Met een telescoop, camera, en een beetje geschiedenis, je kunt begrijpen dat sommige sterren nog verder staan.

Tip 4:kijk naar de helderheid van de ster

1908, De Amerikaanse astronoom Henrietta Swan Leavitt ontdekte dat sterren die bekend staan ​​als Cepheïden variëren in helderheid met een periode die afhangt van hun helderheid, of hoe helder ze zijn. Hoe langer de periode, hoe helderder de ster. Cepheïden werden het instrument waarmee astronomen afstanden tot sterrenstelsels konden meten.

Je kunt de helderste Cepheïden zien in de Grote Magelhaense Wolk, dat is 160, 000 lichtjaar verwijderd van de aarde, met telescoop en oculair. Met een fotocamera, je kunt na verloop van tijd foto's maken om te meten dat Cepheïden helderder en zwakker worden, net zoals Henrietta Swan Leavitt een eeuw geleden deed.

1923, Edwin Hubble ontdekte een Cepheïde in de Andromeda "nevel" en realiseerde zich dat Andromeda een ander sterrenstelsel is, met vele miljarden sterren. Hij concludeerde dat het universum enorm is en vol met dergelijke sterrenstelsels.

Met een telescoop, een moderne DSLR-camera (of CCD) en lange sluitertijden op een donkere locatie, je kunt de ster zien die Hubble gebruikte om zijn gedenkwaardige ontdekking te doen. Een ster zo ver weg, its light takes two million years to reach us.

Tip 5:measure shifted light

The expanding universe may be one of the strangest of cosmological discoveries. Most galaxies across the universe are rushing away from us and each other.

How can you measure the speed of galaxies across the vastness of space? With a speed camera, natuurlijk.

A speed camera on Earth measures the Doppler shift of light bounced off a speeding car. We cannot bounce light off a galaxy, but we can measure the Doppler shift of light emitted by particular elements and molecules.

Hydrogen is the most abundant element in the universe, and it produces a very distinctive spectrum of light. We can see this spectrum in celestial objects if we add a diffraction grating to our telescope.

If we take spectra of quasars, some of the most luminous yet distant of astronomical objects, we can see the spectrum of hydrogen. But the emission lines are Doppler-shifted to redder colours (wavelengths) by the expanding universe.

Quasar 3C 273 is so bright that a 15cm telescope can detect the hydrogen alpha line in its spectrum in one hour. On Earth the hydrogen alpha has a wavelength of 0.66 microns, but for 3C 273 this line is shifted to 0.76 microns.

So what speed does 3C 273 clock? 47, 000 kilometres every second!

You can observe the expanding universe, with your own telescope.

Cutting-edge cosmology may require the Hubble Space Telescope, LIGO and the Square Kilometre Array. But if you're organised, motivated, and have the budget for a few key items, you can be a backyard cosmologist.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.