Излучающая Вселенная

Но такое понятие, как свет, играет исключительно важную роль в изучении Астрономии. Как вы думаете, как мы узнаём о планетах, звёздах, галактиках – далёких небесных телах необъятной Вселенной, на которых нельзя побывать? Такую возможность даёт изучение испускаемого небесными телами света. Свет может поведать удивительно много информации. Однако какой свет? Под светом понимается не только видимый свет, который воспринимает наше зрение, но и все виды электромагнитного излучения.

Излучение – это способ перемещения энергии сквозь пространство. Как я уже упоминала на прошлой лекции, видимый свет, как и другие виды электромагнитного излучения, ведёт себя как волны. В каком-то смысле свет, что освещает страницы ваших конспектов, и радиоволны, благодаря которым на радио транслируются передачи – одно и то же. Все виды электромагнитной энергии, или же света, движутся с постоянной скоростью – 299 792 458 метров в секунду. На плакате вы можете увидеть своеобразную шкалу, где волны разделены на диапазоны по характеру взаимодействия с веществом, в порядке увеличения длины волны: гамма-излучение, рентген, ультрафиолет, видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны. Видимый свет, то есть тот, что воспринимают наши глаза, занимает среднюю часть спектра – на плакате он представлен своеобразной радугой. Да, наш глаз воспринимает в качестве света электромагнитные волны в очень узком диапазоне из всего спектра. Длины волн видимого света составляют доли сантиметра – примерно от 380 (фиолетовый) до 760 (красный) нанометров. Ученые часто называют короткими волны в синей части спектра, а длинными – в красной его части.

Приборы, в отличие от глаза, могут обнаружить все виды излучений, каждый из которых расскажет астрономам много интересного об объекте, от которого пришёл. Холодные облака газа испускают невидимые

инфракрасные волны. Вещество вокруг чёрных дыр испускает интенсивное рентгеновское излучение – свидетельство высокой активности. Крохотные звёзды, называемые пульсарами, излучают радиоволны. Свет может дать информацию о том, из чего состоит источник излучения, как быстро и в каком направлении относительно земли он перемещается.

Откуда астрономы узнают, из чего состоит некая звезда, если она находится так далеко? Всё дело в том, что они изучают излучаемый звездой свет. Прибор, называемый спектрографом, который присоединён к телескопу, фиксирует свет, идущий от звезды, и раскладывает его в спектр с помощью призмы. Спектр каждого из химических элементов имеет собственный рисунок.

- Атмосфера нашей планеты поглощает значительную часть из всего диапазона поступающего к нам космического излучения. Вы можете подумать, что это так досадно для астрономических исследований – однако поверьте, если бы этого не происходило, жизнь на Земле была бы невозможна. А чтобы улавливать и изучать излучение из космоса, наблюдательные приборы выводят на земную орбиту.

*Виктория взглянула на свои часы – время ещё оставалось. Она встала со своего стула и стала прохаживаться по классу, жестикулируя по ходу своего рассказа.*

- Итак, какой мы можем подвести итог? Я хотела бы провести некоторую аналогию между познанием человеком окружающего мира своими органами чувств на Земле и возможностям познания человеком Вселенной с помощью всех доступных нам приборов.

Благодаря зрению человек получает значительную часть информации – около девяноста процентов. Это значит, улавливание электромагнитного излучения в достаточно узком диапазоне видимого света с помощью такого оптического прибора, как глаз, даёт человеку бóльшую часть информации о происходящем вокруг. Астрономы получают подавляюще большую часть информации благодаря всё тому же спектру электромагнитного излучения, но доступный спектр шире на много порядков. Об этом мы сегодня говорили. Но не только благодаря электромагнитному излучению можно познавать космос.

Человек ощущает тепло от находящихся рядом горячих предметов. Астрономические приборы регистрируют нейтрино – еле уловимые незаряженные частицы, рождаемые в недрах звёзд в огромных количествах.
Человек обладает обонянием – то есть воспринимает запахи, которые переносят летучие вещества. Аналогом летучих веществ в астрономии можно назвать космические лучи. Это элементарные частицы – как правило, протоны, или же ядра атомов. Они рождаются где-то далеко во Вселенной, разгоняются до невероятных скоростей во всевозможных космических катаклизмах, а затем долетают и до Земли.
Человек обладает осязанием. Астрономы тоже могут познать «на ощупь» космическое вещество – изучая упавшие на Землю метеориты, исследуя грунт на соседних планетах или же просто частицы пыли и газа, собранные в космосе.
Ну и вскоре астрономы надеются «отрастить уши», то есть обрести аналог слуха – научиться регистрировать гравитационные волны, порождаемые объектами с высокими массами – например, чёрными дырами.

Урок 7.