что мы видим когда смотрим на звезды
Почему мы видим звёзды
Самым большим парадоксом является то, что этот мир всё же познаваемый. (с) Впрочем, это не парадокс, а, скорее, диагноз.
Сторонники лунного заговора или лунной аферы уверены: раз первые космонавты видели звёзды в космосе и красочно их живописали (Леонов), то и американские астронавты просто обязаны их видеть тоже. Но те говорят: мол, с орбиты Луны и с поверхности Луны видели только Солнце, Землю и чёрный космос. (См. по запросу «Интервью Нила Армстронга ВВС 1970). Значит, американцы не были на Луне, и точка. Так и появилась эта пресловутая «звёздная слепота». нет, не астронавтов, а нас с вами.
Однако и наши учёные (или считающие себя таковыми) не знают и знать не хотят, что звёзды в дальнем космосе видны только в телескопы. Не знают они, что между ближним космосом и дальним есть одна существенная разница, поэтому они по-прежнему убеждены: видеть и фотографировать звёзды «лунным» астронавтам всегда что-то мешало: то свет внутри кабины, то яркий свет, отсвечивающий от поверхности Луны, то запотевшие стекла скафандров, то не та настройка и не то положение фотокамер. Вот тут о «зёздной слепоте» и «лунной амнезии» целая наука, считающая, что американцы просто не умеют смотреть на звёзды: http://www.skeptik.net/conspir/moonhoax.htm И при этом они всегда упускают из виду тот факт, что в программу подготовки «лунных» астронавтов входила ориентация платформы по звёздам и занятия в планетарии, а сам Нил Армстронг был хорошим знатоком звёздного неба и совершал тренировочные полёты на высоте 40000 футов, позволяющие видеть и находить «реперные» звёзды даже днём. Так что, давайте-ка подумаем вместе. Итак, почему даже те учёные, которые знают, что американцы на Луне были, не верят астронавтам и фотодокументам?
Постараемся обойтись без высшей математики и тригонометрии. Известно, что видимый или визуальный размер Сириуса до 18 угловых секунд, а его истинный или геометрический угловой размер всего 0,006 у. с, ведь расстояние до него 8,58 световых года. Следуя простой логике, законам геометрии и оптики, если смотреть на Сириус из космоса, то его размер и будет всего 0,006 угловых секунды. Отсюда: атмосфера может увеличивать размеры самых близких и самых ярких звёзд до 3000 раз (18 : 0,006). Всё просто. Но не всё, что просто, есть истина. Действительно ли у атмосферы есть сильное увеличительное свойство?
Известно: чем ярче сама звезда, тем большей она нам видится; чем меньше угол склонения звезды, тем она тоже и ярче, и больше (больше самой себя, находящейся выше). Последнее может объясняться только тем, что свет от низких звёзд проходит гораздо более длинный путь в плотных слоях атмосферы, прежде чем он попадает в глаза наблюдателю (толщина плотного слоя атмосферы до 12 км). Получается: путь луча света звезды в атмосфере длиннее, а звезда от этого только ярче и больше. Для теоретиков это парадокс, хотя все астрономы и любители звезд знают, что так оно и есть. К примеру, в августе яркие и большие звезды большого ковша Большой Медведицы у горизонта видят все, а в конце зимы, когда это созвездие будет чуть ли не в зените, очень маленький и тусклый ковшик Большой Медведицы не каждый и найдёт. Это факт, а с фактами нужно считаться; факты нужно использовать. Вывод: атмосфера не только увеличивает звезды, но и усиливает их блеск или яркость. Даже не спорьте. Но на сколько увеличивает?
«Одна угловая секунда равна диаметру человеческого волоса, видимому с 10-ти метров, или диаметру футбольного мяча на расстоянии в 45 километров» (Википедия). И кто у нас тут зрячий такой. Только математики да теоретики, которые утверждают, что человеческий глаз способен видеть один-единственный фотон, то есть один электромагнитный импульс от одного атома нагретого тела. Смех, да не только.
К примеру, Челябинский метеорит хорошо было видно с расстояния почти в 500 километров, несмотря на то, что на улице было уже почти совсем светло. Сам видел его из Свердловской области, но принял за самолёт с очень ярким прожектором, идущий на вынужденную посадку километрах в 15-ти к юго-востоку. А если бы это падал холодный каменный валун весом в тонну (это 0,3 куб. метра всего), то его бы не смогли увидеть и сами челябинцы. Так что, атмосфера действительно может увеличивать звёзды и источники яркого света с нуля до видимых размеров, как бы приближая источники яркого света к наблюдателю. То есть, только благодаря атмосфере и особенностям распространения яркого света в ней, и, возможно, особенностями восприятия глазом и мозгом человека света ярких источников мы и можем видеть точечные светящиеся объекты и звёзды.
А ещё учебники говорят, что «рефракция является причиной размытости границ изображений видимых светящихся объектов». Так вот, эта «размытость» и является причиной увеличения изображений «точечных светящихся объектов» или звёзд с «оптического нуля» до видимых размеров. Стало быть, мы видим звёзды на Земле только по причине их «увеличительной размытости» в атмосфере и не видим их из дальнего космоса потому, что там этой «размытости» просто нет. Действительно, всё просто. А познанное, как известно, всегда проще непознанного.
Глядя на небо, мы видим прошлое?
Правда ли, что, глядя на звёздное небо, мы видим давнее прошлое космоса? Ведь если свет от звёзд преодолевает гигантские расстояния и доходит до нас, это занимает огромное количество лет. Возможно ли, что некоторые объекты, которые мы наблюдаем в телескоп или с помощью другой техники, уже не существуют?
Отвечает Андрей Бушунов, сотрудник лаборатории стабилизированных лазерных систем НОЦ «Фотоника и ИК-техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана; работает по гранту РНФ:
Анастасия, это очень красивый вопрос, но ответ на него немного пугающий. Да, вы абсолютно правы: свет, идущий к нам от далёких миров, — это их прошлое. Причём очень далёкое — от ближайшей звезды (если не считать Солнца), альфы Центавра, свет идёт к нам 4,37 года. Это значит, что, если альфа Центавра вдруг погаснет, мы узнаем об этом только через четыре года с хвостиком.
Человечество наблюдает и более далёкие космические объекты, до которых десятки, сотни, тысячи, миллионы и миллиарды световых лет. Представьте, как восхитительно разглядывать звезду, которая горела сто миллиардов лет назад. Что с ней сейчас? Может, давно погасла. Да, такое может быть.
Но я не случайно остановился на «миллиардах». Дело в том, что пространство, в котором мы живём, Вселенная, не статично — оно как постоянно раздувающийся воздушный шар. И раздувается он всё быстрее и быстрее. Это приводит к печальному следствию: существует граница, называемая сферой Хаббла, свет от объектов за которой никогда не достигнет Земли, потому что мы удаляемся от них быстрее, чем распространяется свет. Нет, это не нарушает принцип относительности: никакая информация не может перемещаться в пространстве быстрее, чем само пространство расширяется. Из этого следует, что ни один человек никогда не увидит ничего, что находится от Земли на расстоянии большем, чем радиус сферы Хаббла. Сейчас, по грубым оценкам, он составляет порядка 14 миллиардов световых лет. Поэтому, если какая-то звезда погасла в более глубоком прошлом, мы этого никогда не узнаем.
Что ещё печальнее — поскольку расширение Вселенной необратимо и происходит с ускорением, то рано или поздно ночное небо станет чернильно-чёрным, без единой звёздочки. Хорошо, что это произойдёт, скорее всего, уже после того, как Солнце и все ближайшие звёзды погаснут. Иначе нам было бы очень одиноко.
Почему мы видим созвездия веками?
Когда мы смотрим на небо ночью и видим знакомые созвездия, то все должны понимать, что точно так же, смотрели на небо наши деды и прадеды. И, видели они, то же самое, что видим и мы!
Потому что мы все находимся в одной субстанции, которая имеет закономерное движение.
То, мы все люди, двигаемся вместе с планетой в одном направлении. Нас на планете семь миллиардов в одной субстанции, которая движется по своим законам.
(пост от 2012 года. Смотрим картинку полёта планет). Ссылка внизу в комментариях. Автор.
Возьмите пластинку, нарисуйте на ней круг, это будет Солнечная система. Вокруг него нарисуйте звёзды нашего неба. Теперь раскручивайте пластинку. Вот так вместе с субстанцией и вращаются звёзды Галактики.
Мой рисунок поможет Вам понять это.
Благодаря невидимой субстанции частиц в космосе, которые «цементируют» все созвездия на небосклоне, Мы с Вами видим одни и те же созвездия, что и видели наши далёкие предки! Что же это за частицы? Эфир? Тёмная материя? Может, что-то другое?
Думаю, да, это другое! Нечто другое! Это как в дорожном движении на планете Земля. Это ПРАВИЛО! Сравните с правилом дорожного движения. Если бы Вселенная не соблюдало бы его, то катастроф в космосе было бы больше. А, так все звёзды и планеты движутся по строгому правилу.
Которое «цементирует» общее строение самой Вселенной, а в частности, нашей Галактики!
Получается, правило, или эфир, или тёмная материя, или нечто, что ещё даже не упоминается, но присутствует в виде порядка, закона, правила. Разум!
Мы с Вами капля, а вокруг нас океан!
Оставлю этот вопрос Вам. Каждый имеет личное право ответить на него по-своему. Удачи Вам, в познании и, освоении космоса.
Скорость света конечна. И мы всегда видим прошлое
Как Вы наверное знаете, скорость света составляет 300 000 километров в секунду. Это в вакууме. В других средах он движется медленнее. Например через алмаз он движется в два с половиной раза медленнее. Так что свету, отраженному от всего, что нас окружает, требуется время, чтобы достичь наших глаз. Например для того, чтобы вы увидели этот текст, свету нужно преодолеть около 50 сантиметров. Это занимает 1,6 наносекунды. Или около одной миллиардной доли секунды. Таким образом, можно сказать, что это происходит почти мгновенно.
В нашей повседневной жизни все вокруг нас движется в таком вот наносекундном масштабе. Знаки на улицах, люди, которых мы видим, машины, которые мы видим в начале улицы… Во всех этих случаях нам нужен свет, чтобы мы могли видеть все это глазами. Таким образом, всегда существует небольшая задержка между реальным положением объекта и тем, что мы наблюдаем.
Например, свет от самолета, летящего на высоте 10 километров, путешествует до нас около 30 микросекунд. Международная космическая станция, высота орбиты которой около 400 км. находится не совсем там, где мы ее можем увидеть ночью.
Чем дальше, тем дольше
За пределами Земли есть планеты Солнечной системы. Из них Венера является ближайшей к нам. Свет от нее в среднем преодолевает около 42 миллионов километров. На этом расстоянии свет Венеры летит к нам 2 минуты и 20 секунд. Это время, необходимое для разогрева тарелки с едой в микроволновой печи. Марс, безусловно, один из самых интересных случаев. Но, как Вы уже поняли, эта тема ясна. Чем дальше объект, который мы видим, тем больше времени нужно свету, чтобы добраться до нас. Когда Вы видите Луну в небе, Вы на самом деле видите ее такой, какой она была чуть более секунды назад.
По причине задержки сигналов мы программируем свои автоматические зонды, которые отправляем в космос, заранее определенными алгоритмами посадки. Потому что это невозможно сделать в реальном времени.
Солнце всегда в прошлом
Как вы уже догадались, когда мы видим свет Солнца, на самом деле мы видим его в прошлом. Через 8 минут 18 секунд после того, как он покинул наше светило.
Это имеет положительное и отрицательное значение. Это как посмотреть. Если Солнце вдруг перестанет светить, еще целых 8 минут об этом никто не узнаете. Что же здесь хорошего, спросите Вы? Положительным моментом является то, что у нас будет еще 8 минут счастливого неведения, прежде чем мы поймем, что что-то произошло. Что-то в этом есть, правда?
Галактические расстояния
Самая близкая галактика к Млечному Пути (не считая спутниковых галактик) — Андромеда. Расстояние до нее 2,5 миллиона световых лет. Таким образом свет, который мы видим сегодня (кстати, это самый дальний объект, который мы можем увидеть невооруженным глазом), родился в звездах тогда, когда наши предки начали использовать первые простые инструменты.
Но мы можем пойти еще дальше. Галактика Мессье 100 находится на расстоянии около 55 миллионов световых лет от нас. Поэтому ее свет родился через 10 миллионов лет после исчезновения динозавров. Самая дальняя галактика, которую мы наблюдали во Вселенной, — это GN-z11. Она расположена в созвездии Большой Медведицы. Ее свет появился через 400 миллионов лет после Большого взрыва (13,4 миллиарда лет назад).
Из-за расширения Вселенной она находится на расстоянии 32 000 миллионов световых лет от Земли. Свет, который мы получили от этой галактики, улетел оттуда задолго до того, как появилась наша планета и наша Солнечная система. Тогда не существовало даже Млечного Пути!
Можно ли увидеть наcтоящее?
Поэтому, из-за того что свет имеет конечную скорость, мы можем видеть вещи только такими, какими они были в прошлом. Вы можете задаться вопросом — а есть ли способ увидеть что-то в настоящем, не дожидаясь, пока свет достигнет нас? Ответ — да … Просто нужно стать самим светом. Потому что если у вас есть масса, пусть маленькая, Вы никогда не достигнете 100% скорости света.
С точки зрения фотона, движущегося со скоростью света, расстояние и время не существуют вообще. Для него все происходит мгновенно. И поэтому он может путешествовать куда угодно, в любое время года, за ноль секунд. По сути, вся Вселенная для фотона является точкой. Конечно, это звучит довольно странно, но теория относительности позволяет такие штуки. Потому что объект, который движется со скоростью света, испытывает бесконечное расширение времени и бесконечное сжатие пространства.
Устремляя взгляд в звездное небо, мы видим прошлое
Вселенная — волшебное окно времени, позволяющее нам заглянуть в прошлое. Чем дальше мы смотрим, тем дальше назад во времени мы видим. В отличие от наших мозгов, которые говорят нам, что вещи, на которые мы смотрим, существуют в данный момент, свет движется со скоростью 300 000 километров в секунду, что приводит к гигантским временным задержкам на расстоянии.
Давайте предположим, что вы говорите с другом, который находится в метре от вас. Свет от лица вашего друга достигает вас за 3,336 наносекунды. Вы практически всегда видите своих близких такими, какими они были 3,336 наносекунды в прошлом. Когда вы оглядываетесь вокруг, вы не видите мир таким, какой он есть, вы видите мир таким, каким он был долю секунды назад. И чем дальше вещи, тем дальше во времени мы смотрим.
Давайте попробуем взглянуть на примеры покрупнее. Наше Солнце в 8 минутах и 20 секундах скорости света от нас. Вы видите Солнце таким, какое оно было 8 минут назад. Всегда. Марс, в среднем, находится в 14 световых минутах от Земли. Любая живая трансляция марсохода «Кьюриосити» не будет «живой». Ученые часто говорят о чем-то типа «14 минут ужаса», только по прошествии которых можно узнать наверняка, была ли успешной посадка марсохода. Сам марсоход связывается с нами с помощью радиосигналов, но поскольку они движутся со скоростью света, то задержка присутствует тоже.
Когда в следующем году космический аппарат «Новые горизонты» от NASA достигнет Плутона, он будет в 4,6 световых часах от нас. Если бы у нас был достаточно сильный телескоп, который мог бы увидеть сближение аппарата и планеты, мы увидели бы события, которые произошли 4,6 часа назад.
Ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится более чем в 4,2 световых лет от нас. Это означает, что на Проксиме Центавра до сих пор не знают о выходе iPhone 6 и об обнаружении бозона Хиггса, или о том, что выйдет новый эпизод «Звездных войн». Впрочем, о выходе первого iPhone проксима-центаврийцы точно знают.
Ядро нашей галактики Млечный Путь находится в 25 000 световых лет от нас. Когда вы смотрите на прекрасные снимки ядра Млечного Пути, вы видите свет, который родился во времени первых переселений людей по миру.
Об Андромеде можно вообще временно забыть. Эта галактика более чем в 2,5 миллиона световых лет от нас. Свет, который мы видим, покинул Андромеду, еще когда Homo erectus еще даже не покорил Землю. Существуют галактики, в которых инопланетяне, возможно, видят динозавров на Земле с помощью своих мощных телескопов.
Отсюда начинается самое интересное. Некоторые из самых ярких объектов в небе представляют собой квазары, активно кормящиеся сверхмассивные черные дыры в центрах галактик. Ближайший из них находится в 2,5 миллиарда световых лет от нас, но там, дальше, есть и много других. Земля сформировалась только 4,5 миллиарда лет назад, поэтому мы можем видеть квазары, которые светились задолго до того, как Земля вообще сформировалась.
Космическое микроволновое фоновое излучение, самая граница наблюдаемой Вселенной, находится в 13,8 миллиарда световых лет от нас. Этот свет покинул Вселенную, когда ей было всего несколько сотен тысяч лет, и только сейчас он добрался до нас. Что еще более странно, место, которое испустило этот свет, находится в 46 миллиардах световых лет от нас. Это расстояние почти в три раза превышает длину наблюдаемой Вселенной.
Стоит поблагодарить свет за его ограниченность. Без конечной скорости света мы не знали бы о Вселенной так много. В какой момент истории хотели бы заглянуть вы?
Вот еще что наводит на интересные мысли: парадокс Ферми. Человеческая цивилизация — просто рябь на поверхности космического океана, юность человеческого разума беспрецедентна. Наши самые мощные телескопы вглядываются в глубины космоса, пытаясь усмотреть хоть какие-то отблески цивилизаций. Но свет далеких галактик идет к нам миллионы лет, и если просто допустить, что вот в этот самый момент где-то в далекой галактике появилось зерно разума, пройдет еще очень много времени, прежде чем мы сможем увидеть его первые плоды. И мы всегда будем видеть Вселенную такой, какой она была в прошлом: там, за многие миллионы и миллиарды километров может быть жизнь, намного превосходящая нас в любых аспектах развития.