Kuvan luotto: Jason Ware
Amatööri tähtitiede ei ole kaikille. Mutta toisin kuin muut edut, se voi olla! Loppujen lopuksi on paljon taivasta kiertää. Ja taivaan nauttiminen ei vie paljon. Aloita vain ihmisen näkövoima ja kyky ”jatkaa etsimistä”.
Yötaivaan ja sen lukuisten asukkaiden arvostaminen on samanlainen kuin nauttia kaikista suurista taideteoksista. Kuka tahansa vangittu Van Goghin maalaukseen, Rodenin patsaaseen, Beethovenin sonaattiin, Shakespearen näytelmään tai Tennysonin runoon, voi varmasti arvostaa tähtikuviota, jonka luonnon kuvanveistäjä on tehnyt. Joten kuten niin suuria taideteoksia, myös yötaivaan hieno arvostaminen voidaan viljellä. Silti toisin kuin sellaisissa teoksissa, taivaissa on jotain paljon alkeellisempaa ja välittömästi herättävää - asia, joka ei sisällä mitään syvää tutkimuksen tai muiden ihmisten kasvattamisen tarvetta.
Vaikka on totta, että joitain nerokkaita laitteita (kuten kvadrantti) kehitettiin varhaisessa vaiheessa tähtitieteen historiaa, vasta Galileon aikaan (1700-luvun alkupuolella), tähtitieteilijät alkoivat tutkia maailmankaikkeutta yksityiskohtaisesti. Ennen sitä aikaa ihmisen silmä asetti rajoituksia näkemälle, että kaikki mitä taivaasta tiesimme, rajoittui kahteen suureen kirkkaaseen kehoon (aurinko ja kuu), lukuisiin heikkoihin valoihin (kiinteät tähdet ja harvinaiset novit) ja välituotteeseen ryhmä (planeetat ja satunnaiset komeetat). Käyttämällä instrumentteja, kuten kvadrantti (asentoon) ja vesikello (ajaksi), tuli mahdolliseksi ennustaa kaikkien tällaisten kappaleiden liikkeet. Ja ennustaminen - ei ymmärtäminen - johti havaitsemiseen yksin ihmisen silmällä.
Viime kädessä teleskooppi teki löytön - eikä mittauksen - tähtitieteen tieteen liikkeellepaneva voima. Sillä ilman kaukoputkea, maailmankaikkeus olisi paljon pienempi paikka ja asuttaisi paljon, paljon vähemmän asioita. Ajattele, että 2,3 miljoonalla valovuonna kaukaisinta taivaankappaletta, joka on näkyvissä ilman apua, - Andromedan suurta galaksia - ei olisi koskaan voinut olla niin kutsuttu. Itse asiassa se ei ehkä edes saanut vanhempaa nimeään: Suuri Tähtisumu kaupungissa: Andromeda. Ensin mainittiin 10. vuosisadan tekstissä “Kiinteiden tähtijen kirja”, teräväsilmäinen Abd-al-Rahman Al Sufi kuvasi suurta galaksia "pieneksi pilveksi". Ja se - ilman kaukoputkea - on kaikki mitä olemme koskaan nähneet tästä:
Teleskoopin ansiosta tiedämme nyt paljon enemmän Auringosta, Kuusta, planeetoista, komeetoista ja tähtiistä kuin pelkästään siitä, missä ne saattavat löytää taivaalta. Ymmärrämme, että aurinkomme on lähellä oleva tähti ja että maapallomme, planeettamme ja ne "tuomion tuomitsijat" - komeetat - ovat kaikki osa aurinkojärjestelmää. Olemme havainneet muita sellaisia tähtijärjestelmiä, jotka ovat omamme ulkopuolella. Tiedämme, että elämme galaksissa, joka - kahden miljoonan valovuoden etäisyydeltä - näyttäisi aivan kuten M31 -1. Olemme päättäneet, että tämän jälkeen useita miljardia vuotta galaksiamme ja M31 omaavat spiraalivarret. Ja tunnustamme, että maailmankaikkeus on poikkeuksellinen laajuudeltaan, monimuotoisuudeltaan, kauneudeltaan ja toistensa yhteyksien harmonialla.
Tiedämme kaiken tämän, koska meillä on kaukoputki - ja vastaavat instrumentit -, jotka voivat äänittää kosmoksen syvyydet lukuisten spektrivirran oktaavien läpi.
Mutta kaikki alkaa ihmisen silmästä ...
Ihmisen silmän toiminta perustuu kolmeen neljästä valon pääominaisuudesta. Valo voi olla taittuva, heijastunut, diffrogoitunut tai absorboitunut. Valo tulee silmään yhdensuuntaisina säteinä etäisyydeltä. Koska sen aukko on rajoitettu, silmä pystyy keräämään vain hyvin pienen osan säteistä, jotka tulevat mistä tahansa asiasta. Tämä keräyspinta - noin 38 neliö millimetriä (täysin laajentunut ja pimeään sopeutettu) antaa silmälle normaalisti nähdä tähdet noin suuruusluokkaan 6. Muinaiset tähtitieteilijät - ilman modernien ilmakehän lähteiden (valon pilaantumisen) vaikutuksia - pystyivät luetteloida noin 6000 yksittäistä tähteä (sirotella muita esineitä). Heikoimmat näistä luokiteltiin luokkaan “kuudes suuruusluokka” ja kirkkain “ensimmäisestä”.
Mutta silmää rajoittaa myös diffraktion periaate. Tämä periaate estää meitä näkemästä erittäin hienoja yksityiskohtia. Koska silmän aukko on rajoitettu, yhdensuuntaiset valonsäteet alkavat “levitä” tai leviää iiriksen saapumisen jälkeen. Tällainen diffuusio tarkoittaa, että fotonit voivat tulla vain niin lähekkäin - huolimatta refraktion käytöstä keskittymiseen. Tästä syystä on lopullinen raja siihen, kuinka paljon yksityiskohtia mikä tahansa aukko voi nähdä - ja siihen sisältyy silmä itse.
Silmä tietysti hyödyntää taittumisen periaatetta valonsäteiden järjestämiseksi. Fotonit tulevat sarveiskalvoon, taipuvat ja kulkevat sen takana olevaan linssiin. (Sarveiskalvo suorittaa suurimman osan tarkennuksesta ja jättää noin kolmanneksen linssiin asti.) Linssi itse säätää säteen kulmat saadakseen asiat - lähellä tai kaukana - tarkentamaan. Se tekee tämän muuttamalla kaarevuussädettä. Tällä tavalla etäisyyden suuntaiset säteet tai läheisyydessä olevat erilaiset säteet voivat heijastaa kuvan verkkokalvolle, missä pienet neuronit muuttavat valoenergian signaaleiksi aivojen tulkitsemista varten. Ja aivot - lähinnä pään takana olevat takarauhasleikat - suorittavat ”kuvankäsittelyn”, joka tarvitaan johdonmukaisuuden tarjoamiseksi silmästä saapuvien hermosignaalien tasaiselle virralle.
Valon havaitsemiseksi verkkokalvo käyttää absorptioperiaatetta. Fotonit aiheuttavat aistihermojen depolarisoitumisen. Depolarisaatio projisoi kemoelektriset signaalit aksoneista dendriitteihin syvemmälle aivoihin. Verkkokalvon hermosolut voivat olla sauvan muotoisia tai kartiomaisia. Vavat havaitsevat minkä tahansa värisen valon ja ovat herkempiä valolle kuin käpyjä. Kartio havaitsee vain tietyt värit ja havaitaan suuremmassa konsentraatiossa silmän pääakselilla. Samaan aikaan sauvat hallitsevat akselin ulkopuolella. Kääntynyt silmä voi nähdä tähtiä suunnilleen kaksi ja puoli kertaa kevyemmin kuin suorat.
Vastenmielisyyden lisäksi verkkokalvosta kulkevat hermosignaalit ( optinen chiasm) käsittelee ensin ylivoimainen collicus. Kolliksi antaa meille visuaalisen ”välkkyvän” vasteemme - mutta mikä vielä tärkeämpää - se suodattaa vähemmän näkökenttää kuin niskakyhmyt. Tämän takia kolliksi voi havaita jopa heikommat valonlähteet - mutta vain silloin, kun ne ovat näkyvässä liikkeessä. Täten tarkkaavainen havaitsija voi havaita heikot tähdet - ja heikosti hehkuvat esineet - noin neljä kertaa heikompana kuin tavallisen suoraviivaisen katselun kautta. (Tämä tapahtuu pyyhkäisemällä silmä yötaivaan tai kaukoputken näkökentän yli.)
Vastenmielisyyden ja silmien liikkumisen lisäksi silmät lisäävät herkkyyttä sopeutumalla heikkoon valoon. Tämä tehdään kahdella tavalla: Ensinnäkin hienot lihakset vetävät iiriksen (sijaitsevat sarveiskalvon ja linssin välissä), niin että he pääsevät sisään mahdollisimman paljon valoa. Toiseksi, noin 30 minuutin kuluessa pimeydelle altistumisesta verkkokalvon sauvojen ”visuaalinen violetti” (rodopsiini) saa läpäisevän ruusunpunaisen värin. Tämä muutos lisää tankojen herkkyyttä pisteeseen, joka on tasainen yksi näkyvän valon fotoni voidaan havaita.
Diffraktion asettamien rajoitusten lisäksi on toinen luonnollinen raja siihen, kuinka paljon yksityiskohtia silmä voi nähdä. Neuroneja varten voidaan tehdä vain niin pieniä ja sijoittaa vain niin lähelle toisiaan. Sillä välin, kun polttoväli on noin 25 mm, silmä näkee vain ”1x”. Lisää tämä tosiasiaan, että silmän (sisäänkäynnin pupillin) saavuttama suurin aukko on 7 um ja ihmisen silmistä tulee tosiasiallinen vastine parille "1x7 mm" kiikaria.
Kaikki nämä tekijät rajoittavat silmän - jopa parhaimmissa havainnointiolosuhteissa (kuten avaruuden tyhjiössä) - näkemästä kahdeksannen suuruusluokan tähtiä (suoraa näkymää käyttämällä) (1500 kertaa kevyempi kuin kirkkaimmat tähdet) ja läheisten parien erottelemalla noin 2 kaariin - minuutin kulmaerottelu (1/15 Kuun näennäisestä koosta).
Havaintoastronomia alkaa silmistä. Mutta uusi instrumentointi kehittyi, koska joillakin silmillä on vaikeuksia keskittyä valoon. Ihmisen läheisen ja kaukonäköisyyden vuoksi ensimmäiset silmälasilinssit hiottiin. Ja se oli vain kokeilun asia, ennen kuin joku yhdisti yhden kunkin tyyppisistä linsseistä yhdessä muodostamaan ensimmäisen kaukoputken tai ”pitkän näkemisen instrumentin”.
Nykypäivän tähtitieteilijät kykenevät parantamaan ihmisen silmän kapasiteettia siihen pisteeseen, että voimme melkein vertaa takaisin ajan alkuun. Tämä tehdään käyttämällä kemiallisia ja kiinteiden olosuhteiden periaatteita, jotka sisältyvät valokuvaukseen ja latauskytkettyihin laitteisiin (CCD). Tällaiset työkalut pystyvät keräämään fotoneja tavalla, jota silmä ei pysty. Näiden ”visuaalisten apuvälineiden” tuloksena olemme löytäneet asioita, joita ei koskaan ole kuvitellut maailmankaikkeudesta. Monet näistä löytöistä olivat meille tuntemattomia - jopa viime aikoina kuin Suurten observatorioiden aikakauden alku (kahdennenkymmenennen vuosisadan alku). Nykypäivän tähtitiede on laajentanut kosmisen visioalueen lukuisilla sähkömagneettisen spektrin kaistoilla - radiosta röntgensäteisiin. Mutta meillä on paljon muutakin kuin kuin vain löytää juttuja ja mitata sijainteja. Pyrimme ymmärtämään enemmän kuin valoa - mutta myös ymmärrystä ...
Nykypäivän amatööritähtitieteilijät - kuten kirjailija - käyttävät käsin ja massavalmistettuja kaukoputkia kaikkialta maailmasta vertaakseen miljardeja valovuosia maailmankaikkeuden syvyyksiin.-2 Tämäntyyppinen pitkäaikainen näkeminen on mahdollista, koska silmä ja kaukoputki voivat työskennellä yhdessä kerätäkseen "enemmän ja hienompaa valoa" korkealta.
Kuinka kauas voit nähdä?
-1NASA: n mukaan Linnunradan galaksi näyttäisi hyvin samanlaiselta kuin 15,3 MLY kaukana estetty spiraali M83, joka löytyi Hydran tähdistöstä (oikealta nähtynä). Avaruudessa oleva ihminen kykenee vain pitämään tämän 8,3-magnitudin galaksin kirkkaan keskiosan ”sumeaisena tähtenä” kääntyneen näön avulla. M83 on helposti löydettävissä matalan tehonkiikarilla.
-2Koska muuttuva visuaalinen voimakkuus on 12,8, 2 miljardin valovuoden kaukainen kvartaari 3C273 voidaan pitää vain suoraan ihmisen silmässä, kun sitä on täydennetty kuuden tuuman / 150 mm: n aukon kaukoputkella 150x: n läpi öisin taivaalla, joka on 5,5 ilman rajoitettua raja-arvoa ja 7 / 10p nähdä vakautta. Pari 10x50 mm kiikaria paljastaisi 3C273: n heikkona tähtenä maan kiertoradalta.
1900-luvun alun mestariteoksen innoittamana: “Taivas kolmen, neljän ja viiden tuuman teleskooppien läpi”, Jeff sai aloittaa tähtitieteen ja avaruustieteen seitsemän vuotiaana. Tällä hetkellä hän viettää huomattavasti aikaa Astro.Geekjoy-verkkosivuston ylläpitämiseen.
