Колір космосу. Прекрасні космічні квіти

2001 року вчені-фізики вирішили об'єднати зусилля для відповіді на вельми екстравагантне питання: «Якого кольору Всесвіт?».

Тобто який колір побачив би сторонній спостерігач за умови, що Всесвіт знаходиться в маленькій коробці і всі його відтінки видно одночасно? Друга умова – відсутність руху матерії. Це уточнення було додано, оскільки через ефект Доплера у зірок, які віддаляються від Землі, спостерігається «червоне усунення». Тобто зірки, що віддаляються, сприймаються спостерігачем як більш червоні.

Хоча, як зазначено в огляді New Scientist, відповідь на це питання може виявитися абсолютно марною, все ж таки астрономи вважали, що спектральний аналіз допоможе їм простежити історію формування зірок. У січні 2002 року, після відносно недовгих досліджень, вчені представили громадськості результат.

На зображенні нижче ви побачите його колір Всесвіту.

Початковий колір Всесвіту - за версією дослідників

Відразу після оголошення результатів вчені зазнали жорстокої критики. Журналісти Guardian та інших видань розбили в пух та прах нещасних астрономів. На те була причина — важко повірити, що Всесвіт справді бірюзовий. Але чи помилилися вчені?

На жаль так.

Мільярди років як матеріал для аналізу

Дослідники дійшли такого висновку на основі даних 2dF Galaxy Redshift Survey та спектрального аналізу. Дослідження охопило кілька мільярдів світлових років та близько 200 000 галактик. Це був наймасштабніший аналіз космосу в історії — досить масштабний, щоб отримати правдоподібне уявлення про Всесвіт.

За допомогою спектрального аналізу було досліджено всю світлову енергію Всесвіту з розбивкою по довжині хвилі (і за кольорами, що відповідають певній довжині). Тут варто уточнити, що білий складається з безлічі кольорів спектру, тому направивши промінь ліхтаря на призму, на виході ви отримаєте веселку.

А якщо ви пропустите через призму весь світ Всесвіту, то результат буде приблизно таким:

Інтенсивність космічного спектру розбивається на безлічі довжин хвиль, які, своєю чергою, відповідають різним кольорам. Хоча діапазон світла, видимого людським оком, становить приблизно 4000-7000 ангстрем.

Крайні точки лінійного графіка відповідають темним та яскравим смугам спектру, що вказує на «характерне випромінювання та поглинання різних елементів». Старі зірки випускають і поглинають елементи активніше, ніж молоді, що формує різні кольори спектру на графіці. Чим холодніший відтінок, тим молодша зірка. Чим червоніший колір — тим зірка старша. Час іде, зірки "старіють", спектр змінюється.

Завдяки цьому аналізу вчені змогли визначити, що більшість зірок у Всесвіті старше 5 мільярдів років. "У зв'язку зі скороченням запасів міжзоряного газу для формування нових зірок", активність самих зірок постійно змінюється, що впливає на спектр.

На цьому етапі всі висновки видаються вірними. Реальна помилка закралася на етапі використання програмного забезпечення. Вчені за допомогою комп'ютерної програми змішали всі кольори «Вселенського спектру» в один — але не приділили достатньої уваги правильному балансу білого на софті.

Словом, з вини різного поєднання відтінків, «колір Всесвіту» сильно залежатиме від спостерігача та умов спостереження. Вдень колір здаватиметься червонішим. При кімнатному освітленні – блакитним. Професійні дизайнери, помітивши публікацію вчених, перевірили дані та виявили, що програмне забезпечення дослідників було відкалібровано у бік червоних, теплих відтінків, що не є стандартною практикою перенесення кольорів.

На зображенні — один і той же білий керамічний виріб. У першому випадку кольору стандартна, у другому — білий колір «зміщений» лівіше, у бік теплих відтінків.

« Це велика ганьба», - нарікав один із учених, Карл Глазербрук (Karl Glazebrook), - « Але ми займаємося наукою, а не політикою, тому визнаємо свої помилки».

Коротко кажучи, основна проблема в наступному: якщо ви спостерігаєте весь світ Всесвіту, то у вас не може бути ще одного джерела світла, що висвітлює Всесвіт, чи не так? Зрештою, фізики виправили свою помилку та отримали результат, максимально наближений до реального.

Боїмося розчарувати вас, але, зважаючи на все, Всесвіт має нудний блідо-бежевий відтінок.

Типовий приклад помилки, створеної кінематографом для видовищності. Ну ви знаєте, ці очі, що вилазять з орбіт, і тіло, що роздмухується, після чого людина лопається, як мильна бульбашка. Кров і кишки на всі боки додаються опціонально, якщо дозволяє віковий рейтинг фільму. Потрапляння у відкритий космос без спеціального скафандра справді вбиває, але не таке видовищне, як ми бачимо у фільмах.

Насправді, людина без захисту може пробути у відкритому космосі приблизно 30 секунд, не отримавши при цьому незворотних порушень здоров'я.

Це буде далеко не миттєва смерть. Людина помре від задухи через відсутність кисню. Якщо бажаєте побачити, як це відбувається насправді, подивіться «Космічну одіссею 2001 року» Стенлі Кубріка. Ось у цьому фільмі тема розкрита цілком реалістично.

Коли йдеться про космічну колонізацію, то кандидата на роль нового будинку для людства два: Марс або Венера. Венеру називають сестрою Землі, але тільки через схожість цих планет за розміром, силою гравітації та складом.

Навряд чи нам сподобається жити на планеті з густими щільними хмарами із сірчаної кислоти, що відбивають все сонячне світло. Атмосфера - майже чистий вуглекислий газ, атмосферний тиск у 92 рази вищий за наш, температура на поверхні дорівнює 477 градусам за Цельсієм. Не дуже доброзичлива сестра.

Сонце горить

Насправді вона не горить, а світиться. Можна подумати, що особливої ​​різниці немає, але горіння - це хімічна реакція, а світло, яке випромінює Сонце, є результатом ядерних реакцій.

Сонце жовте

Попросіть дитину або навіть дорослого намалювати Сонце. Результатом обов'язково буде жовте коло. І справді, можна подивитися на Сонце на власні очі - воно жовте.

Насправді, ми бачимо Сонце жовтим через атмосферу Землі. Тут можна посперечатися, вказавши на знімки Сонця з космосу, де воно також жовте. Справді, лише часто такі знімки попередньо обробляють, щоб зробити нашу зірку відомою.

Справжній колір Сонця – білий. І щоб переконатися в цьому, зовсім не обов'язково летіти в космос, достатньо знати температуру. Холодніші зірки світяться коричневим або темно-червоним світлом. З підвищенням температури колір зміщується до червоного. Найгарячіші зірки з температурою поверхні в 10 тисяч градусів по Кельвіну випромінюють світло, близьке до протилежної межі спектра видимого світла, і дають блакитний колір.

Наше Сонце з температурою поверхні 6 тисяч градусів Кельвіна знаходиться приблизно в середині спектру і дає чисте біле світіння.

Влітку Земля ближче до Сонця

Здається цілком логічним, що температура на поверхні Землі тим вища, чим ближче вона до тіла, що дає тепло, тобто до Сонця. Але причина зміни пір року полягає в тому, що вісь обертання Землі нахилена. Коли вісь, що виходить із північної півкулі, нахилена у бік Сонця, у цій півкулі літо, і навпаки. Саме тому кажуть, що у Австралії зима влітку.

У цьому стає помилкою думка у тому, що Земля періодично віддаляється від Сонця і наближається щодо нього. Орбіта Землі еліптична, як і більшість інших планет. Середня відстань від Землі до Сонця вважається рівною 150 мільйонам кілометрів. Однак у момент найбільшого наближення планети до зірки відстань зменшується до 147 мільйонів кілометрів, а при найбільшому віддаленні збільшується до 152 мільйонів кілометрів. Тобто Земля справді буває ближче і далі від Сонця, але цей факт не впливає на пори року.

Темна сторона Місяця

Місяць дійсно завжди звернений до Землі однією стороною, тому що її обертання навколо власної осі та навколо Землі синхронізовано. Однак це не означає, що інша її сторона завжди у темряві. Ви, напевно, бачили місячні затемнення. Вгадайте, якщо сторона, завжди звернена до нас, закриває частину Сонця, то куди потрапляє світло зірки?

Місяць завжди звернений однією стороною до Землі, але не до Сонця.

Звук у космосі

Ще один міф кінематографа, який, на щастя, використовують не всі режисери. У тій же «Одіссеї» Кубрика та гучному «Інтерстеларі» все правильно. Космос - безповітряний простір, тобто там звуковим хвиль просто не через що поширюватися. Але це не означає, що Земля – це єдине місце, де можна чути звуки. Скрізь, де є якась атмосфера, буде й звук, але він видасться вам дивним. Наприклад, на Марсі звук буде вищим.

Крізь пояс астероїдів не можна пролетіти

Привіт "Зоряним війнам". Там ми бачили пояс астероїдів як дуже густе скупчення, пройти крізь яке під силу лише таким крутим пілотам, як Хан Соло.

Насправді космос інший. Він більший. Набагато більше. Незрівнянно більше. І відстань між об'єктами в поясі астероїдів теж значно більша. За фактом, щоб пролетіти крізь пояс і врізатися хоч в один астероїд, потрібно бути найнещасливішою людиною у Всесвіті.

Наприклад можна звернутися до поясу астероїдів у нашій системі. Найбільший об'єкт у ньому – Церера, карликова планета – має діаметр всього 950 кілометрів. Відстань між двома об'єктами в поясі коливається близько сотень тисяч кілометрів. На даний момент на дослідження пояса було відправлено вже 11 зондів, і всі вони пройшли його без якихось інцидентів.

Велика Китайська стіна видно з космосу

Міф з'явився ще до того, як людина побувала у космосі. А ще до першого польоту на Місяць стверджував, що стіну буде видно і з природного супутника Землі. Ну що ж, знімок навіть не з Місяця, а з досить низької орбіти. Знайдіть Велику Китайську стіну.

На космічні технології витрачають чверть бюджету країни

Звичайно, не в нас, а в США, але і це нісенітниця. Так, витрати на космічну програму в Штатах вищі, ніж у будь-якої іншої країни, але ні про які 25% не йдеться. Ось посилання на пропонований бюджет NASA на 2015 рік. Це 0,5% федерального бюджету США. Найбільші кошти в галузь вкладалися під час космічних перегонів у шістдесяті роки, але тоді витрати досягали середнього рівня лише 1% від федерального бюджету. Рекорд складає 4,41% у 1966 році, але це були дуже специфічні часи.

Ми сподіваємося, що ця добірка вийшла цікавою та пізнавальною. Пропонуйте тематику наступних добірок у коментарях.

Космічний тюльпан

Емісійна туманність Тюльпан вражає своєю красою та ніжними пастельними тонами. Вона отримала таку назву за характерну фотографічну схожість із тюльпаном. На знімку найдивовижнішим чином у вигляді чаші тюльпана поєднуються різні кольори та відтінки: червоний, зелений та синій – це кольори випромінювань від іонізованої сірки, водню та атомарного кисню.

Потужне ультрафіолетове випромінювання від яскравої молодої зірки у центрі космічного тюльпану іонізує атоми та дає енергію для свічення туманності.

Хмара міжзоряного газу і пилу, що світиться, також відома і під іншими назвами - Sharpless або the Cygnus Star Cloud. Цей космічний об'єкт розташований у північному сузір'ї Лебедя на відстані близько 8 тисяч світлових років від Землі.

Туманність Ірис

Подібно до ніжних космічних пелюсток, ці хмари міжзоряного газу та пилу розпустилися на відстані 1300 світлових років у зірковому полі сузір'я Цефей. Це туманність Ірис, яка занесена в каталог як NGC 7023 і названа так за зовнішній вигляд, що викликає асоціацію з цією квіткою.

Космічна троянда

Напівпрозора мерехтлива червона структура, представлена ​​на знімку, є залишками зірки, розташованими в сузір'ї Золотої Риби, що належить галактиці Велика Магелланова Хмара. Її прабатьком був білий карлик – зірка сонячного типу на кінцевій стадії еволюції. Ця туманність під кодовою назвою SNR 0519 утворилася приблизно 600 років тому. Космічна троянда зберігає пам'ять про останні дні загиблої зірки.

Незважаючи на те, що Велика Магелланова Хмара щонайменше в 10 разів менша за Чумацький Шлях, астрономи знаходять у ньому безліч залишків наднових, що говорить про інтенсивні процеси зіркоутворення, що йдуть у цій зірковій системі протягом сотень мільйонів років.

Космічний телескоп знайшов у сузір'ї Ліри тендітну квітку – туманність Кільце, або M 57. За сприятливих умов помітити туманність можна навіть у 50-мм бінокль.

І вигляд її дуже гарний! Оточена прекрасними зоряними полями, вона здається крихітною овальною цяткою, що трохи іскристим по краях. Але якщо розглядати цю планетарну туманність у телескоп, то її зовнішня оболонка виглядає напрочуд схожою на ніжні пелюстки квітки камелії. Планетарна туманність є оболонкою з матеріалу, викинутого вмираючою зіркою.

М57 відкрив французький астроном Антуан Дарк'є де Пелепуа в 1779 за допомогою 2,5-дюймового рефрактора. У такий інструмент він, звичайно, не міг розглянути подробиць її структури і записав: «...розмірами з Юпітер і нагадує тьмяну планету». Ось після такого роду повідомлень за М57 та іншими схожими туманностями і закріпилася назва «планетарні».

Зараз планетарні туманності виділено окремий клас космічних об'єктів, але з планетами вони мають нічого спільного.
Як один із найкращих прикладів планетарної туманності М57 є улюбленою мішенню астрономів-аматорів.

Туманність Кокон постає як червона квіточка в глибинах космосу.

Туманність розташована у сузір'ї Лебедя. Її можна знайти на півночі сузір'я, недалеко від кордону із сузір'ям Ящірки. За формою туманність нагадує яскраву квітку або кокон, в яку загорнуто зірку 10-ї зіркової величини. Саме вона змушує світитись газ навколо себе, розігріваючи його ультрафіолетовим випромінюванням.

Валентинова троянда

NGC 7129 - розсіяне скупчення з туманністю, що відображає, розташоване в сузір'ї Цефей.
Назву «Валентинова троянда» NGC 7129 отримала за надзвичайну схожість із квіткою та на честь дня святого Валентина. Червоний – нагрітий газ, зелений – моноксид вуглецю.

Усередині багатого пилом та газом скупчення NGC 7129 спостерігається активне зіркоутворення. Незважаючи на відносно невеликий розмір (приблизно 10 світлових років), у його складі 130 яскравих молодих зірок, вік яких близько мільйона років.

Трироздільна туманність дуже схожа на пурпурову фіалку.

Туманність невимовної краси, також відома як M20 і NGC 6514, видно в хороший бінокль у сузір'ї Стрільця. У ній панують енергійні процеси зіркоутворення. Це космічні зіркові ясла, сповнені кольорових контрастів.

Темні пилові волокна, які поділяють M20 на частини, утворилися в атмосферах холодних зірок-гігантів та з речовини, викинутої під час вибухів наднових. Світло M20, яке ми бачимо зараз, залишило її близько 3000 років тому. Туманність знаходиться приблизно за 5 000 світлових років від Землі.

Трироздільна туманність називається тому, що в ній зібралися разом три види туманностей: емісійні туманності утворені випромінюванням атомів водню, блакитні відбивні туманності зі свіченням пилу, що відбиває зоряне світло, і темні туманності із силуетів щільних пилових хмар на тлі областей випромінювання.

Яскрава блакитна квітка

Галактика "Kолесо воза" - результат зіткнення маленької та великої галактик. Після того, як маленька галактика, схожа на Чумацький шлях, пройшла крізь велику галактику, від точки зіткнення почали поширюватися хвилі зіркоутворення, що виглядають як бриж на поверхні озера.

При взаємодії галактик зірки мало зіштовхуються. Гравітація як головна діюча сила змушує хвилі щільності рухатися до периферії, викликаючи формування гарячих яскравих молодих зірок, які утворюють кільце, що нагадує більше блакитну квітку, ніж колесо воза.

Космічна квітка

Туманність Розетка, або NGC 2237, що нагадує фантастичну червону квітку – це розсіяне зоряне скупчення NGC 2244 та гігантська емісійна туманність, розташовані поблизу однієї з великих молекулярних хмар у сузір'ї Єдиноріг галактики Чумацький Шлях.

У ясні безмісячні ночі далеко від міського засвітки розсіяне зоряне скупчення
спостерігається неозброєним оком. Зірки цього скупчення утворилися порівняно недавно з речовини туманності.
Воно є одним із улюблених астрономічних об'єктів серед любителів астрономії.

У науці уява особливо затребувана. Це не лише математика чи логіка, але щось між красою та поезією.
- Марія Мітчелл

Хоча в середньому зірки білого кольору, є важлива причина. Наші очі в результаті еволюції звикли бачити дуже вузьку частину спектра, відому нам, як видиме світло, від фіолетового кольору з довжиною хвилі 400 нм, до червоного світла з 700 нм.

По суті ці довжини хвиль нічим особливим не виділяються, просто так вийшло. Але це сталося на поверхні Землі, яка вдень освітлена Сонцем!

Це означає, що зірки, що горять при температурах вище, ніж Сонце, здаватимуться нам блакитними, а холодніші здаватимуться, у міру зменшення, жовтими, помаранчевими, і навіть червоними. У південній півкулі вид Південного хреста та кінцевих зірок демонструє цей контраст.

В обох півкулях велике зимове сузір'я, Оріон (висхідний у вересні о 2 годині ранку), включає зірки, що варіюються від темно-жовтогарячого Бетельгейзе до яскраво-блакитних зірок у поясі.

І хоча ці зірки на зображеннях такі кольорові, це мало що пояснює.

На обох картинках можна виявити тривалі червоні регіони. Це не холодні червоні зірки. Картинка «астрономічне зображення дня», що з'явилася напередодні написання цієї статті, показувала у великому масштабі цей червоний регіон туманності в Оріоні із зображенням вище.

Ця чудова туманність має два видимі для людських очей кольори, з тих, що можна зустріти в запорошених регіонах космосу. Синя туманність зліва яскраво контрастує з великим червоним свіченням праворуч.

Виявляється, що райони космосу, що світяться червоним, трапляються трохи частіше, але й синіх районів також вистачає. Питання, над яким ви напевно міркуєте, це чому так? Давайте докладніше розглянемо пояс Оріона, що знаходиться недалеко.

Навіть якщо зірка і не блакитна, її відбивна туманність зазвичай блакитного кольору (з деякими винятками), з тієї ж причини чому небо блакитне: космічний пил, як і атмосфера Землі, краще розсіює блакитний колір, ніж червоний!

І коли світло стикається з нейтральним, не іонізованим газом, то червоне світло просто проходить наскрізь, з відображенням лише невеликої його частини, а блакитний розсіюється у всіх напрямках, у тому числі і в нашому!

Тому, дивлячись на величезний комплекс молекулярних хмар у сузір'ї Оріона – у сотні світлових років у поперечнику – можна побачити, що він наповнений як випромінюючими, так і відбивними туманностями, а ще й темними смужками поглинаючого пилу!

Ось так гарячі зірки, водень, більш важкі елементи і пил, що розсіює світло, разом зі світлом, що виходить від усіх навколишніх зірок, працюють разом над освітленням глибин космосу всім спектром видимого світла!

Якщо ви почали уявляти, що можна було б побачити, якби замість крихітної частини видимого спектру ми могли б бачити все, від гамма-променів до радіохвиль, вітаю! Ви тільки що зрозуміли, навіщо нам потрібні телескопи, чутливі до такого розмаїття довжин хвиль, і чому ми використовуємо композиції хибних кольорів з усією інформацією.

Велика різноманітність інформації, видимої нашими очима, покриває лише 1/60 частку всіх довжин хвиль електромагнітного спектру на логарифмічній шкалі! Тож радійте з того, що бачите, і причин, чому воно саме такого світла, але не вірте, що існує лише те, що ви бачите. Існує цілий Всесвіт, і кожен день наука допомагає нам бачити його і розуміти його ще трохи більше. Не забувайте, наскільки важливо дивитися.

У науці уява особливо затребувана. Це не лише математика чи логіка, але щось між красою та поезією.
- Марія Мітчелл

Хоча в середньому зірки білого кольору, є важлива причина. Наші очі в результаті еволюції звикли бачити дуже вузьку частину спектра, відому нам, як видиме світло, від фіолетового кольору з довжиною хвилі 400 нм, до червоного світла з 700 нм.

По суті ці довжини хвиль нічим особливим не виділяються, просто так вийшло. Але це сталося на поверхні Землі, яка вдень освітлена Сонцем!

Це означає, що зірки, що горять при температурах вище, ніж Сонце, здаватимуться нам блакитними, а холодніші здаватимуться, у міру зменшення, жовтими, помаранчевими, і навіть червоними. У південній півкулі вид Південного хреста та кінцевих зірок демонструє цей контраст.

В обох півкулях велике зимове сузір'я, Оріон (висхідний у вересні о 2 годині ранку), включає зірки, що варіюються від темно-жовтогарячого Бетельгейзе до яскраво-блакитних зірок у поясі.

І хоча ці зірки на зображеннях такі кольорові, це мало що пояснює.

На обох картинках можна виявити тривалі червоні регіони. Це не холодні червоні зірки. Картинка «астрономічне зображення дня», що з'явилася напередодні написання цієї статті, показувала у великому масштабі цей червоний регіон туманності в Оріоні із зображенням вище.

Ця чудова туманність має два видимі для людських очей кольори, з тих, що можна зустріти в запорошених регіонах космосу. Синя туманність зліва яскраво контрастує з великим червоним свіченням праворуч.

Виявляється, що райони космосу, що світяться червоним, трапляються трохи частіше, але й синіх районів також вистачає. Питання, над яким ви напевно міркуєте, це чому так? Давайте докладніше розглянемо пояс Оріона, що знаходиться недалеко.

Навіть якщо зірка і не блакитна, її відбивна туманність зазвичай блакитного кольору (з деякими винятками), з тієї ж причини чому небо блакитне: космічний пил, як і атмосфера Землі, краще розсіює блакитний колір, ніж червоний!

І коли світло стикається з нейтральним, не іонізованим газом, то червоне світло просто проходить наскрізь, з відображенням лише невеликої його частини, а блакитний розсіюється у всіх напрямках, у тому числі і в нашому!

Тому, дивлячись на величезний комплекс молекулярних хмар у сузір'ї Оріона – у сотні світлових років у поперечнику – можна побачити, що він наповнений як випромінюючими, так і відбивними туманностями, а ще й темними смужками поглинаючого пилу!

Ось так гарячі зірки, водень, більш важкі елементи і пил, що розсіює світло, разом зі світлом, що виходить від усіх навколишніх зірок, працюють разом над освітленням глибин космосу всім спектром видимого світла!

Якщо ви почали уявляти, що можна було б побачити, якби замість крихітної частини видимого спектру ми могли б бачити все, від гамма-променів до радіохвиль, вітаю! Ви тільки що зрозуміли, навіщо нам потрібні телескопи, чутливі до такого розмаїття довжин хвиль, і чому ми використовуємо композиції хибних кольорів з усією інформацією.

Велика різноманітність інформації, видимої нашими очима, покриває лише 1/60 частку всіх довжин хвиль електромагнітного спектру на логарифмічній шкалі! Тож радійте з того, що бачите, і причин, чому воно саме такого світла, але не вірте, що існує лише те, що ви бачите. Існує цілий Всесвіт, і кожен день наука допомагає нам бачити його і розуміти його ще трохи більше. Не забувайте, наскільки важливо дивитися.