Расплетая — bir gökkuşağı gibi gizem ışık yol açtı insanlık, keşif, karanlık madde?

Uzay gibi gösterdi bize bilim, çok daha загадочнее, daha biz hayal olabilir. Hatta gördüğümüz her gece tamamen yanlış bir şey gibi görünüyor. Işık, zaman, uzay ve yerçekimi oluşturmak gerçeklik ötesinde bizim anlayış. Ve yine bugün insan uygarlığının boyutlara ulaştı. Bize başarılı bir şekilde gitmek için antik kabileler avcı-toplayıcı ilk insan, sonrası için açık alan. Bu mümkün sayesinde çok sayıda faktör ve insanların yaşamış farklı zamanlarda, ama onsuz pek şimdi okudum bu yazıyı. Olma modern dünyanın mümkün разгаданным gibi , yaş ve büyüklük baskılı ona. Gördüğümüz her şey bugün şey biliyoruz Evren hakkında mümkün ışık gizler içinde kendine çok daha fazla gizem, daha ilk bakışta görünüyor.

Konum gökyüzünde bir “hayaletler”?

1802 yılında ingiliz astronom William Herschel sonucuna yıldız — bu aynı “güneş”, ama yer çok ve çok uzak yerden, çünkü hava bize крохотными. Işık bu yıldız çok hızlı hareket eder, ancak biraz zaman alır bize ulaşmak için. Yere ulaşmak için ışığa yakın yıldız, yıllar, ve ışık daha uzak yıldızlar — bütün bir yüzyıl. Bazı gök светилы yer kadar, ne zamana kadar, onların ışık gelene kadar bizi, onlar zaten ölecek. Çıkıyor, gökyüzünde, bazen gördüğümüz bir dolu “hayalet” ve teleskop — gerçek bir zaman makinesi. Ama bildiğimiz ışık hakkında?

Işık hareket ile 300 bin kilometre / saniye. Yaklaşık bu mesafeden yerden (uzaktan bir ışık saniye) yer alan Ay. Her zaman baktığımız zaman Ay'a, biz düzenli bir saniye geçmiş. Peki ya Güneş? Bize ulaşmak için, güneş ışığı gerekir yaklaşık 8 dakika. Yani, bir bizim ev bir yıldızın aniden söner, biz bu konuda sadece sekiz dakika sonra. İşte dünya'dan önce Neptün ile değişir ve karşılıklı konumu yörünge. Ortalama ışık aşar onun için dört saat. Çıkar, yerden görüyoruz Neptün şekilde o dört saat önce. Söylemeye gerek yok, ne kadar geçmişe bakabilirsiniz modern teleskoplar.

Eğer yavaş yavaş uzaklaşmaya Güneş sistemi, ışık izle dönüşür hafta, ay ve yıl. Mesafe uzayda bilim adamları ölçer ve ışık yılları. Bir ışık yılı, ışık geçer yaklaşık 10 trilyon kilometre. Yani, Proxima Centauri — bize en yakın yıldız — yer, dört ışık yılı uzaklıkta Dünya ve birikimi Ülker 400 ışıkyılı. 1609 yılında ilk kez baktım teleskop. İşte o zaman ışık Ülker ulaştı gezegen.

Крабовидная bulutsu bir mesafede 6 523 ışık yılı uzakta

Baktığımız Zaman Toprak üzerinde крабовидную bulutsu bir Boğa takımyıldızı, biz düzenli olarak daha uzak geçmişte. Bir zamanlar крабовидная bulutsu oldu dev bir yıldız, 10 kez büyük bizim Güneş, döndü sonra, сверхновую bilinen denilen SN 1054. Merkezinde bulutsu yer alan — сколапсировавшая yıldız şehir büyüklüğünde bir taahhüt, 30 devir / saniye. Girdaplar devir pulsar dağılım çevredeki elektronlar neredeyse ışık hızı. Sonuç olarak, onlar parlamaya başlar mavi ışık, подсвечивая akışları gaz, hala giden gelen bir süpernova.

Bu nedenle, daha büyük gök cisimlerini görmek bizim teleskoplar, uzak geçmişe gidebiliriz. En eski ışık, başarılı diziye uzay teleskop Hubble, 13,4 milyar yıl. Bu ışık en eski galaksi, hangi bize hiç görmek zorunda, ve bir yıldız çıktı zamanlarda ne Güneş, ne de gezegenimizin henüz yoktu. Bakan, daha kozmik bir derinlik, bize gelebilir, ne göreceğiz, Evrenin sonu. Ama aslında biz onu başlat — Büyük bir patlama meydana geldi 13,8 milyar yıl önce ve varlıkların başlangıcı ve tüm canlılar için. Ama ne oldu kimse bilmiyor.

Öyle görünüyor ışık en eski galaksinin yaşı 13,4 milyar yıl

neler yapabileceğini ışık?

Eski çinliler ve yunanlılar gördüm, ne tuhaf şeyler yapmaya ışık. Bunun kanıtı kamera obscura — basit görünümlü bir cihaz için izin almaya optik görüntü nesneleri. İlk kamera obscura temsil, ışık geçirmez kutu ile küçük bir delik bir duvar ve ekran — beyaz bir sayfa kağıt veya buzlu cam — karşı tarafta. Ne zaman ışık ışınları ile geçti ve küçük bir delik yapıyorlardı ters görüntü ekranında. İlk söz, kamera obscura kadar uzanmaktadır V. yüzyıla uzanan ve çin dikkate değer Mao-tzu. Ancak sorusuna cevap neden böyle oluyor insanlık beklemek zorunda kaldı bir süre daha.

Bin yıl önce bulunan Basra (Irak) yaşamış bir bilim adamı evrensel İbn-Хайсам. Fizikçi, matematikçi, mekanik ve astronom ilgi şeyler diğer insanlar tarafından algılanan ve hafife. Al-Хайсам anlamak istedim gördüğümüz gibi ve bir gizem ışık. O keşfetti, ışık, hareket, düz ve kısa bir süre yarattı kendi kamera obscura. Ama kamera obscura iyi çalışır , ve ışık, Ay ve yıldız yeterli değildir. İçingözden uzak gök cisimleri için gerekli başka bir şey. Bu bir şey olduğu optik lens. Ancak, önce Galileo Galilei ilk kez baktım teleskop 600 yıl geçti.

Расплетая gökkuşağı: spektrum ışık ve kızılötesi radyasyon

Bir Işık sahiptir ve inanılmaz özelliklere sahip benzer başka bir şey, tanıdık bir kişi. Temel parçacık ışık — foton, çıkan atom ya da molekül, “doğan” — eğer bu kelime uygun kullanmak — ışık hızında. Başka bir parçacık değil, yetenekli bir anda hızlanmak ışık hızı. Gerçekte, hiçbir şey daha hızlı hareket edemez. Ama ışık nedir?

Her Avcı Bilir Nerede Oturuyor Sülün

Gibi ve İbn-Хайсам, Isaac Newton istedim bu sorunun cevabını bilmek, en başından beri. 20 yaşında ilk kişi oldu, bir sırrını çözdüm gökkuşağı: Newton gördüm, ne güneş beyaz ışık — ne de başka bir şey bir karışımı gibi gökkuşağının tüm renkleri. Разложенное görüntü ışık tüm renkleri Newton denir . Bu şaşırtıcı bir keşif genç bir bilim adamı, ancak, eksik, çünkü ışık, bugün bildiğimiz gibi, anahtarıdır gizemleri, uzayın ve uzak dünyaların. Bir sonraki sefer hakkında en ilginç özelliklerine ışık dünya öğrenir gibi sonra 150 yıl. Bu atmadan bir kısmını başka bir bilim adamı, bir amel işlerse onların keşif, sık sık olduğu gibi, tamamen rastgele. Böyle bir bilim tarihi — birçok kahraman ortaya sırları varlığımızın bir asır boyunca yüzyıldan kalma.

1800 yılında ingiliz astronom William Гершел, bir ilki daha gerçekleştirdi bu gece gökyüzünde tam bir “hayalet” ana dil, bulutlu kullanarak, en modern teleskoplar için onun zaman. Göz önüne alındığında, gizem gökkuşağı istediğiniz çözdüm Isaac Newton, Herschel düşündü — olabilir herhangi bir renk olabilir daha sıcak veya daha soğuk diğer? Bu hipotezi test etmek için, Herschel yüklü üç termometre beyaz bir kağıda. Kontrol termometre dışında idi spektrum — yani kapalı olan güneş. Deney sonuçları gösterdi — gerçekten sıcak bir mavi. Ancak, göstergeler, kontrol termometre uzun süre verilmemiştir bilim dinlenme: mesele şu ki, o bulundu görünmeyen bir varlığı, bir gizli aşağıdaki kırmızı spektrumun bir parçası. Daha sonra onu aramaya başladı kızılötesi gibi ınfra latince “altında”. İnsan gözünün aksine, cilt, mümkün değil yakalamak için kızılötesi radyasyon. Ama hissettiğimiz o sıcaklık.

Neden ışık — anlamak için bir anahtar uzay?

Yaklaşık aynı zamanda, Уильем Herschel bulundu kızılötesi radyasyon, Josef Фраунгофер, kötü bir oğlu стекольщика, atölyesinde çalıştı, babasının. Ölümünden sonra genç Фраунгофер 12 yaşında girdi, eğitimli, ve sonra çalışmak стекольную atölye Münih. Sayesinde, bir dizi rastgele olaylar, gelecekteki fizikçi 1806 yılında ortalama matematik eğitimi ve asistanı oldu matematik ve optik enstitüsü, Münih. Orada yapılmıştır lens ve optik aletler. 27 yıl, Josef Фраунгофер oldu dünyanın önde yaratıcısı yüksek kaliteli lens ve optik ekipman.

Arama en iyi cam lens Фраунгофер tecrübe ile prizma. Bu yüzden ışık gibi — bu aynı anda parçacık ve dalga gibi dalga ses yüksekliğini belirtir bir ton duymak, dalga uzunlukları belirler bir renk görüyoruz. Ama bir prizma gibi parçaları renk, gizli güneşli bir ray? Ne zaman ışık hareket içinden hava ya da uzay, tüm renk ve hareket ile bir rüzgar. Ama karşı karşıya kalan cam bir açıyla ışık yavaşlar ve yön değişiklikleri. Yani, içinde ne prizmalar, her renk farklı hızlarda hareket eden.

ile Karşı karşıya kalan bir cam belli bir açıyla ışık yön değişiklikleri

Cam mor renk — onun ışık dalgaları en kısa — yavaşlar daha kırmızı olan bir dalga daha uzun sadece. Bu değişikliklerin hızı, paylaşmak renkler, böylece onlar hareket biraz farklı yönde. Bu keşif yapmış olabilir, Isaac Newton, ama yıldız emrini verir zaten. Açılış Fraunhofer başlangıcı oldu — bölüm astronomi okuyan bir fiziksel süreci astronomik nesneleri kullanarak, ilkeleri, fizik ve kimya. Ama nasıl? Фраунгофер gördüm ışığında baskılı dikey siyah çizgiler — en gerçek gizli kodu. Nasıl söyler bir astrofizikçi ve bilim yaygınlaşmasında Neil Degrasse Tyson dizisi , bu şifre bize geldi, “başka bir evren”. Şifresini çözmek için bir mesaj, bir mahkumun bu gizemli siyah çizgiler gitti olmadan, küçük bir 100 yıl.

Dikey siyah çizgiler — anlamak için bir anahtar, uzayın

Var mıdır bir renk aslında?

Hiç Merak ettiniz mi hiç hakkında nereden geldi tüm bu çarpıcı palette doğal renkler? Sırrı şudur: farklı uzunlukta Yere düşer. Yaprakları her bir çiçeğin, örneğin bakla, emer tüm низкоэнергетические kırmızı ışık dalgaları, ama yansıtmak için daha kısa ve güçlü bir mavi. Arasındaki etkileşim petal ve yıldızların ışığı — bu ne bir çiçek mavi. Bu aynı prensip geçerlidirher şeyin Yeryüzünde. Çıkıyor, renk — bu insan gözü görür, enerji, ışık dalgaları. Fazla usta bir yanılsama değil mi?

aslında люпины yok, belirli bir renk. Mavi görür gözlerimiz,

Nedir spektral hat?

Ama geri müşteriler Fraunhofer. Yaratan bu gizemli çizgiler? Çıktı, ortaya, zaman, ışık dalgaları belirli bir renk emilir. İşte bu tamamen farklı bir düzeyde gerçeklik — bu .

Karışık değil, hatırlayalım ki, kendilerini temsil eden atomlar. Yani, parçacık madde, mikroskobik boyutları ve ağırlığı — küçük bir kısmı kimyasal madde ve taşıyıcı özellikleri — atomu denir. Atomlar oluşur, çekirdek ve elektronlar, kendisi de bir atomun çekirdeğinin proton ve nötronlardan oluşan. Bu nötronlar çekirdek içinde değişebilir sıfırdan birkaç düzine. Daha az elektron, daha kolay bir atom. Bu arada, bir hidrojen atomu. Uzayda yaygındır, ve diğerleri oluşur bir elektron ve bir proton. Ama kuantum dünyasında öyle bir şey değil, bizim yaptığımız gibi. Yani, her bir elektron çekirdek etrafında döner, ama onun titreşimli zımpara ve boyut kesinlikle sınırlı için her bir kimyasal element. Tam da bu nedenle, bu maddenin bu kadar birbirinden farklı — enerji maddenin özelliklerini tanımlar орбиталями onun elektron. Daha orbital, daha fazla, daha fazla enerji bir elektron.

atomun Yapısı: elektron, “dans” ve орбиталям çekirdek etrafında

Zaman Фраунгофер düşündüğünü güneş ışığı bir prizmadan, o artmış sunan bir teleskop kullanarak. Yani bilim adamı çözdüm gizli şifre ışık — siyah çizgiler çıktı başka bir şey dans elektron, atom. Ne zaman bir elektron enerji düşer ve o baglanti koptu diyor orbital aşağıda bir ışık yayar, kaybolur. Siyah dikey çizgiler görünür spektrumunda, çünkü büyük bir kısmı ışık sadece bulmuyor bizi. Bazı koyu çizgiler — gölgede bıraktığı atomları hidrojen atmosferde Güneş. Diğer sol atomları, sodyum, demir, ı., vb. farklı kimyasal elementlerin salıncak farklı bir gölge olur ve bu miktarda elektron ve onların орбиталей.

Yani, eğer, bir göz yıldız spektrometre ile görebilirsiniz koyu çizgiler öğeleri içerir onun bir atmosferde. Ama spektrometre kullanarak izleyebilirsiniz değil sadece, yıldızı ve uzak gökadalar. Teknikleri spektroskopisi, bugün tanımlamak için izin verir bir şey. Sayesinde spektral çizgilere Fraunhofer öğrendik ki tüm galaksiler, yıldızlar ve tüm canlı varlıklar, gezegenimiz üzerinde oluşur aynı öğeleri. Her öğe, nerede ne oldu, sahip, kendi, benzersiz bir imza. Ancak en şaşırtıcı keşif biri spektroskopisi çıktı o mümkün değil görmek. Söz konusu karanlık maddenin. Kabul edilir, en gizemli şekli madde Evrende hiçbir elektromanyetik radyasyon. Bu durumda, o ise %85'ini madde. Bugün, bilim adamları karanlık madde parçacıklar oluşur, henüz bulunamadı. Ve olmasına rağmen, bugün daha fazla soru-cevap, hikaye bilim gösteriyor ki, biz doğru yolda.

Işık — hiçbir şey göründüğü gibi değil