Φως ΙΙ

Φως που διαδίδεται:

800px-Van_Gogh_-_Starry_Night_-_Google_Art_Project

Βαν Γκογκ: «Έναστρη Νύχτα»
Από το παράθυρο του ψυχιατρικού ασύλου που βρισκόταν ο Βαν Γκογκ απεικόνισε ταραγμένο τον νυχτερινό έναστρο ουρανό με το φεγγάρι και τα αστέρια να θυμίζουν έντονα περιστρεφόμενους σπειροειδείς γαλαξίες.

Το 1676 ο Δανός αστρονόμος Όλε Ρέμερ ανακάλυψε ότι το φως διαδίδεται με πεπερασμένη αλλά πολύ μεγάλη ταχύτητα. Ο Ρέμερ, μελετώντας τις εκλείψεις ενός δορυφόρου του πλανήτη Δία που ονομάζεται Ιώ, διαπίστωσε πως όταν η Γη πλησίαζε στον Δία οι εκλείψεις της Ιούς φαίνονταν στον ουρανό νωρίτερα από ό,τι συνέβαινε όταν η Γη βρισκόταν στο πιο απομακρυσμένο σημείο ως προς τον Δία. Τη χρονική αυτή καθυστέρηση ο Ρέμερ την απέδωσε στο ότι το φως έχει πεπερασμένη ταχύτητα, συνεπώς καθυστερεί περισσότερο να φτάσει από τον Δία στη Γη όσο μεγαλύτερη είναι η μεταξύ τους απόσταση. Ο Ρέμερ μάλιστα υπολόγισε και την ταχύτητα του φωτός σε 210.000 χμ. το δευτερόλεπτο. (Η λάθος εκτίμησή του οφειλόταν στη λανθασμένη γνώση του για το ακριβές μήκος της μέσης διαμέτρου της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ήλιο).

romer-pagespeed-ce-yvv34-dnqd

http://physicsgg

Όπως είπαμε η ταχύτητα του φωτός είναι τεράστια. Διανύει 300.000 χμ. σε 1 δευτερόλεπτο, δηλαδή τον γύρο της γης 7,5 φορές! Έτσι εξηγείται γιατί βλέπουμε πρώτα στον ουρανό μια αστραπή και αργότερα ακούμε τον ήχο της βροντής.

kavala03

Για να γίνει αντιληπτό πόσο μεγάλη είναι η τιμή της ταχύτητας του φωτός αρκεί να πούμε ότι με αυτή την ταχύτητα η απόσταση ΛΟΝΔΙΝΟ – ΛΟΣ ΑΝΤΖΕΛΕΣ διανύεται σε 1/20 του δευτερολέπτου.

Ας υποθέσουμε ότι ο πελάτης ενός εστιατορίου μιλάει σε ένα κινητό τηλέφωνο. Αν κάνουν όλοι ησυχία θα ακούσουν βέβαια την φωνή του καθώς μιλάει. Τα ραδιοσήματα που εκπέμπει το κινητό του εκτοξεύονται με την ταχύτητα του φωτός. Αυτό σημαίνει πως ο συνομιλητής του, ακόμα κι αν βρίσκεται εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά, θα ακούσει τη φωνή του πριν από τους υπόλοιπους πελάτες του εστιατορίου, δηλαδή πριν τα ηχητικά κύματα διατρέξουν τα ελάχιστα μέτρα ώστε να φτάσουν στο αυτί τους!

Όμως για τα δεδομένα του σύμπαντος όσο και αν αυτό ακούγεται  περίεργο η ταχύτητα του φωτός είναι μάλλον μικρή.
Όταν το 1969 οι αστροναύτες πάτησαν το πόδι τους στη Σελήνη, που βρίσκεται 380.000 χμ. μακριά από τη Γη, η ταχύτητα του φωτός αποδείχτηκε κάπως αργή όταν οι αστροναύτες θέλησαν να επικοινωνήσουν με τον πύργο ελέγχου στο Χιούστον. Η φωνή του Νιλ Άρμστρονγκ χρειαζόταν 1,3 δευτερόλεπτα για να φτάσει στη Γη (μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που κινούνται με την ταχύτητα του φωτός) και άλλα 1,3 δευτερόλεπτα για να φτάσει η απάντηση. Σύνολο 2,6 νεκρά δευτερόλεπτα.

neil-armstrong3

Τα 1,3 δευτερόλεπτα που κάνει το φως για να φτάσει από τη Γη στη Σελήνη είναι αμελητέος χρόνος σε σχέση με τον χρόνο που κάνει για να φτάσει από άλλα ουράνια σώματα. Το φως από τον ήλιο για παράδειγμα χρειάζεται πάνω από 8 λεπτά για να φτάσει στη Γη.

au_c

http://mail.colonial.net/~hkaiter/Scale_of_Space.htm

Αν ο ήλιος εξαφανιζόταν αυτή τη στιγμή ξαφνικά, θα περνούσαν 8 λεπτά μέχρι να καταλάβουμε ότι ο ήλιος εξαφανίστηκε!

Αν ένα διαστημόπλοιο βρίσκεται κοντά στον Δία, τότε το σήμα του χρειάζεται 3 ώρες για να φτάσει στη Γη, ενώ το σήμα που μας στέλνει το Βόγιατζερ 1 χρειάζεται 15,5 ώρες.

Outersolarsystem-probes-4407

http://pics-about-space.com/voyager-1
Το Βόγιατζερ 1 (η πορεία του σημειώνεται με μοβ χρώμα) είναι το πρώτο ανθρώπινο κατασκεύασμα που βγήκε από τα όρια του ηλιακού μας συστήματος και από τις 25 Αυγούστου του 2012 κινείται στον διαστρικό χώρο. Το Βόγιατζερ 1 μεταφέρει ένα δίσκο από χρυσάφι με χαιρετισμό προς τα τυχόν νοήμονα όντα που ίσως συναντήσει κάποτε το σκάφος. Ο δίσκος περιλαμβάνει ακόμα ήχους, μουσική και 115 εικόνες από τον πλανήτη Γη.

.

Position_Alpha_Cen

Βικιπαίδεια
Ο Α Κενταύρου, που είναι ο κοντινότερος αστέρας μετά τον Ήλιο, απέχει από εμάς 4,3 έτη φωτός. Το ταχύτερο διαστημόπλοιο που διαθέτουμε σήμερα θα χρειαστεί 19.000 χρόνια για να φτάσει εκεί.

Το φως, λοιπόν, δεν ανοίγει απλώς τον δρόμο. Όπως συμβαίνει και στη ζωή, φωτίζει επίσης τη διαδρομή, καθοδηγεί τα αβέβαια βήματά μας. Ο μικρόκοσμος της ύλης, ο περίπλοκος και ιδιόρρυθμος, είναι σήμερα κατανοητός επειδή, από ένα φεγγίτη, τον άφησε το φως να περάσει και να φωτίσει τα ενδότερα. Ενώ όμως στην αποκάλυψη του μικρόκοσμου το φως υπήρξε απλός καθοδηγητής, τα άστρα, οι γαλαξίες και τα νεφελώματα δηλώνουν την ύπαρξή τους αποκλειστικά σχεδόν χάρις στο φως. Έτσι μια απέραντη ποικιλία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων συλλαμβάνονται από οπτικά τηλεσκόπια και ραδιοτηλεσκόπια, από διαστημικές συσκευές και ειδικούς δορυφόρους. Ο μεγάκοσμος ομιλεί τη γλώσσα του φωτός. Το Σύμπαν που ξεδιπλώνεται με αυτό τον τρόπο στα έκπληκτα μάτια μας είναι συγκλονιστικό αλλά και αναπάντεχο, βίαιο όσο και θαυμαστό.

ΓΙΩΡΓΟΣ ΓΡΑΜΜΑΤΙΚΑΚΗΣ «Η ΑΥΤΟΒΙΟΓΡΑΦΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ»
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης

ΠΗΓΕΣ

ΚΑΡΛ ΣΑΓΚΑΝ: Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

Σ. ΧΟΚΙΝΓΚ «ΤΟ ΧΡΟΝΙΚΟ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ»

Γ. ΓΡΑΜΜΑΤΙΚΑΚΗΣ «Η ΑΥΤΟΒΙΟΓΡΑΦΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ»
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης

KARL SAGAN «TRAVELS IN SPACE AND TIME»

http://physicsgg.me/2012/10/17


TED: Πώς μελετούμε τα αστέρια με τη βοήθεια του φωτός (ελληνικοί υπότιτλοι).

Ο Σέρλοκ Χολμς και ο Δόκτωρ Γουότσον κατασκηνώνουν το βράδυ στην ύπαιθρο:

ΣΕΡΛΟΚ ΧΟΛΜΣ: Γουότσον, κοίτα τα άστρα στον ουρανό! Τι συμπεραίνεις;

ΓΟΥΟΤΣΟΝ: Λοιπόν, καθεμιά από αυτές τις τρυπίτσες φωτός είναι ένας τεράστιος ήλιος που τροφοδοτείται με ενέργεια από τις αντιδράσεις σύντηξης του υδρογόνου. Αυτό το ασαφές μπάλωμα εκεί πέρα είναι ο γαλαξίας της Ανδρομέδας. Ισχυρά τηλεσκόπια μας πληροφορούν ότι η Ανδρομέδα είναι ένα νησί αποτελούμενο από δισεκατομμύρια και δισεκατομμύρια άστρα. Ακόμη ισχυρότερα τηλεσκόπια μας αποκαλύπτουν ότι υπάρχουν δισεκατομμύρια και δισεκατομμύρια τέτοιοι γαλαξίες που εκτείνονται ως τις εσχατιές του Σύμπαντος…

ΣΕΡΛΟΚ ΧΟΛΜΣ: Όχι, Γουότσον, ανόητε! Κάποιος μας έκλεψε τη σκηνή!

από το βιβλίο του R. LAUGHLIN «ΕΝΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ»
Εκδόσεις ΚΑΤΟΠΤΡΟ

bottomline_cards9_2048x2048

http://www.comedycard.co.uk

Φως που ταξιδεύει:

2DA78E73D8F411558FB63B2C25BC5847

http://www.tovima.gr
Όχι, δεν είναι ζωγραφικός πίνακας. Είναι φωτογραφία από το Νεφέλωμα Lagoon (Λιμνοθάλασσα), που βρίσκεται σε απόσταση 5.000 ετών από εμάς στον αστερισμό του Τοξότη.

Επειδή οι αποστάσεις στο σύμπαν είναι τεράστιες για να τις υπολογίζουμε πιο εύκολα χρησιμοποιούμε το έτος φωτός. Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα έτος, δηλαδή 9.000.000.000.000 χμ. (9 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα).

Ο Σείριος, ο λαμπρότερος αστέρας στον ουρανό βρίσκεται 8,6 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Δηλαδή τον βλέπουμε όπως ήταν πριν από 8,6 χρόνια.

220px-Sirius_A_and_B_Hubble_photo

Σείριος (Βικιπαίδεια)
Ο Σείριος είναι στην πραγματικότητα διπλό άστρο, αποτελούμενο από ένα λευκό αστέρα και ένα λευκό νάνο, κάτω αριστερά. Ο Σείριος έχει διπλάσια μάζα από τον Ήλιο και είναι 25 φορές φωτεινότερος.

Τον αστέρα Αλτάιρ τον βλέπουμε όπως ήταν πριν από 17 χρόνια, τον Βέγα όπως ήταν πριν 25 χρόνια και τον Ντένεμπ όπως ήταν πριν από 1700 χρόνια, την εποχή δηλαδή που ο Μ. Κωνσταντίνος θεμελίωνε την Κωνσταντινούπολη.

diasthma-thumb-large

http://www.kathimerini.gr/822884/article/epikairothta/episthmh/meleth-anamnhsewn

.

Τον κόκκινο γίγαντα Βετελγόζη ή Βετελγκέζ τον βλέπουμε όπως ήταν πριν από 500 χρόνια:

orion-a

http://suprnovagr.blogspot.gr/2012/11/betelgeuse-supernova.html
Ο κόκκινος γίγαντας Βετελγόζης βρίσκεται πάνω αριστερά στην εικόνα, πάνω από τον αστερισμό του Ωρίωνα.

Επειδή το φως χρειάζεται χρόνο για να ταξιδέψει έτσι μπορούμε να κοιτάμε πίσω στον χρόνο. Όσο πιο μακριά κοιτάζουμε με τα τηλεσκόπια τόσο πιο πίσω στον χρόνο γυρνάμε. Δε θα είχαμε ιδέα για την ιστορία του σύμπαντος αν το φως κινούνταν αστραπιαία.

Ας δούμε το νεφέλωμα του Καρκίνου όπως ήταν πριν από 6.500 χρόνια.

crabmosaic_small

http://www.tsene.com
Το νεφέλωμα του Καρκίνου εκτείνεται σε έκταση 10 περίπου ετών φωτός και είναι ό,τι απέμεινε από την έκρηξη ενός αστεριού που σημειώθηκε το 1054 μ.Χ. Η έκρηξη αυτή ήταν τόσο μεγάλη ώστε η λάμψη της ήταν ορατή με γυμνό μάτι ακόμα και την ημέρα για 23 ημέρες ενώ ήταν ορατός τη νύχτα για δύο περίπου χρόνια όπως καταγράφηκε από Κινέζους αστρονόμους της εποχής.

Ο Γαλαξίας της Ανδρομέδας, ο γείτονάς μας, πριν από 2.500.000 εκατομμύρια χρόνια:

1024px-Andromeda_Galaxy_(with_h-alpha)

.

Ένα ακόμα θαύμα της φύσης. Το ζευγάρι Γαλαξιών Arp 147:

800px-Arp_147

https://en.wikipedia.org/wiki/Arp_147
Το ζευγάρι αυτών των Γαλαξιών βρίσκεται 430 με 440 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Οι δύο Γαλαξίες συγκρούστηκαν στο παρελθόν και ο ένας Γαλαξίας πέρασε μέσα από τον άλλο. Γι’ αυτό ο ένας (ο δεξιά) έχει σχήμα δαχτυλιδιού. Η απόσταση των δύο Γαλαξιών είναι 21.000 έτη φωτός, ενώ η διάμετρος του δεξιού Γαλαξία είναι 30.000 έτη φωτός.

.

42BA5E2386BCF30E08395602EF2A9892 (1)

http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=742286
Το γιγάντιο σμήνος Γαλαξιών «Φοίνικας» όπως ήταν πριν από 5,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το σμήνος αυτό αποτελεί το μεγαλύτερο εργοστάσιο παραγωγής άστρων του Σύμπαντος ενώ ταυτόχρονα αποτελεί και την πιο λαμπρή πηγή ακτίνων Χ που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα στο Σύμπαν. Στο κέντρο του Φοίνικα υπάρχει ένας Γαλαξίας -σούπερ μαμά τον ονόμασαν οι επιστήμονες- που παράγει ετησίως περίπου 740 άστρα ενώ ο δικός μας Γαλαξίας παράγει ετησίως ένα άστρο.

.

Ας δούμε και τον αρχαιότερο Γαλαξία που έχει βρεθεί ποτέ από τους αστρονόμους. Πρόκειται για τον Γαλαξία EGSY8p7 που βρίσκεται σε απόσταση 13,2 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη:

pressreleaseimage_small_300_300_s

http://physicsgg.me
Με δεδομένο ότι το Σύμπαν έχει ηλικία περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, ο συγκεκριμένος Γαλαξίας σχηματίστηκε όταν το Σύμπαν είχε ηλικία μόλις 600 εκατομμυρίων ετών και είναι ο πιο απομακρυσμένος από τη Γη Γαλαξίας και ταυτόχρονα ο αρχαιότερος Γαλαξίας που γνωρίζουμε μέχρι σήμερα. Εννοείται πως η φωτογραφία απεικονίζει τον Γαλαξία όταν ουσιαστικά ήταν «νεογέννητος». Σε αυτή την ηλικία ήταν ένας άμορφος σβώλος χωρίς συγκεκριμένη υφή.

Στις 7 Ιανουαρίου του τρέχοντος έτους, 1610, την πρώτη ώρα της νύχτας, καθώς παρατηρούσα με ένα τηλεσκόπιο τους αστερισμούς του ουρανού, εμφανίστηκε ξαφνικά μπροστά μου ο πλανήτης Δίας.

Παρατήρησα δηλαδή τρία μικρά αλλά πολύ λαμπερά άστρα που υπήρχαν γύρω από τον πλανήτη. Παρ’ όλο που πίστευα ότι αυτά ανήκαν στο σύνολο των απλανών αστέρων, με έκαναν να απορήσω κάπως, γιατί φαίνονταν να είναι διατεταγμένα ακριβώς σε μια ευθεία γραμμή, παράλληλη με την εκλειπτική, και να είναι λαμπρότερα από τα άλλα άστρα που είχαν το ίδιο με αυτά μέγεθος. Η θέση του καθενός, σε σχέση με τα άλλα και με τον Δία, ήταν η εξής: στην ανατολική πλευρά υπήρχαν δύο άστρα και ένα στη δυτική.

Όταν όμως την επόμενη, 8 Ιανουαρίου, ξανασκόπευσα με το τηλεσκόπιό μου στο ίδιο μέρος του ουρανού, οδηγημένος ίσως από κάποια μοίρα, αντιμετώπισα μια τελείως διαφορετική κατάσταση. Τώρα υπήρχαν τρία μικρά άστρα, όλα δυτικά του Δία, πιο κοντά μεταξύ τους από ό,τι την προηγούμενη νύχτα και έχοντας το ένα από το άλλο ίσες αποστάσεις.

Την μεθεπόμενη, 11 Ιανουαρίου, παρατήρησα μια διάταξη της ακόλουθης μορφής: μόνο δύο άστρα βρίσκονταν ανατολικά του Δία, το πιο κοντινό από τα οποία απείχε από τον Δία τρεις φορές την απόστασή του από το πιο μακρινό. Το τελευταίο ήταν σχεδόν διπλάσιο από το πρώτο, ενώ την προηγούμενη νύχτα φαινόταν να έχουν και τα δύο το ίδιο περίπου μέγεθος. Έτσι χωρίς κανέναν δισταγμό πλέον, κατέληξα στο συμπέρασμα ότι στον ουρανό υπάρχουν τρία άστρα που κινούνται γύρω από τον Δία, όπως η Αφροδίτη και ο Ερμής κινούνται γύρω από τον Ήλιο. Αυτό επιβεβαιώθηκε αργότερα από αναρίθμητες άλλες παρατηρήσεις τόσο καθαρά, όσο καθαρό είναι και το φως της ημέρας.

από τον Αστρικό Αγγελιαφόρο του Γαλιλαίου
Βενετία, 1610
από το βιβλίο «Το Αθέατο Σύμπαν»
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης

ΠΗΓΗ

Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ


TED: Κάμερα που κινηματογραφεί το φως σε αργή κίνηση, που φωτογραφίζει αντικείμενα το οποία βρίσκονται σε γωνία και άλλα θαυμαστά.

Ντροπαλό φως:

miro-red-sun

Χουάν Μιρό: Κόκκινος ήλιος

Η σύγχρονη εικόνα του ανθρώπου για το σύμπαν διαμορφώθηκε μετά το 1924, όταν ο Αμερικανός αστρονόμος Edwin Hubble έδειξε ότι ο δικός μας Γαλαξίας δεν είναι ο μοναδικός αλλά ότι υπάρχουν πάρα πολλοί άλλοι με τεράστιες εκτάσεις άδειου χώρου μεταξύ τους. Ο Hubble στη συνέχεια μελέτησε τα φάσματα του φωτός που οι Γαλαξίες εξέπεμπαν την εποχή εκείνη.

redshift

http://www.physics4u.gr/faq/redshift.html
Σύμφωνα με το φαινόμενο Ντόπλερ, όταν μια φωτεινή πηγή μετακινείται προς τον παρατηρητή το φως της μετατοπίζεται προς το γαλάζιο άκρο του φάσματος ενώ όταν μια φωτεινή πηγή απομακρύνεται από τον παρατηρητή το φως της μετατοπίζεται προς το κόκκινο άκρο του φάσματος. Αυτό το φαινόμενο ισχύει και στην παρατήρηση των Γαλαξιών.

Τη δεκαετία του 1920 οι περισσότεροι επιστήμονες πίστευαν πως οι Γαλαξίες κινούνται προς όλες τις κατευθύνσεις. Περίμεναν λοιπόν ότι τα φάσματά τους θα ήταν μετατοπισμένα τόσο προς το γαλάζιο όσο και προς το κόκκινο. Κι όμως βρέθηκε ότι οι περισσότεροι Γαλαξίες έχουν φάσματα μετατοπισμένα προς το κόκκινο. Δηλαδή σχεδόν όλοι οι Γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς!

hst_udf_big

https://www.erepublik.com/en/article/-part-1-1-2290251/1/20

Ακόμη μεγαλύτερη έκπληξη προκάλεσε η ανακάλυψη που δημοσίευσε ο Hubble το 1929: το μέγεθος της μετατόπισης των φασμάτων των Γαλαξιών ήταν ανάλογο με την απόσταση του Γαλαξία από εμάς. Με άλλα λόγια όσο μακρύτερα βρίσκεται ένας Γαλαξίας τόσο ταχύτερα απομακρύνεται. Επομένως το Σύμπαν διαστέλλεται! Όπως ένα μπαλόνι που φουσκώνει.

multiverse21

http://physicsgg.me

Το γεγονός ότι όλοι οι Γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς μπορεί να οδηγήσει στην παρανόηση ότι βρισκόμαστε στο κέντρο του Σύμπαντος, κάτι που βέβαια δεν ισχύει. Εκτός από την παρομοίωση με το μπαλόνι που φουσκώνει μια άλλη παρομοίωση που χρησιμοποιείται από τους ειδικούς είναι το κέικ με σταφίδες που φουσκώνει στον φούρνο. Καθώς το κέικ φουσκώνει κάθε μία από τις σταφίδες μοιάζει να απομακρύνεται από όλες τις άλλες. Έτσι συμβαίνει και στο Σύμπαν. Ουσιαστικά δεν απομακρύνονται οι Γαλαξίες ο ένας από τον άλλο αλλά διαστέλλεται ο ίδιος ο χώρος που συμπαρασύρει και τους Γαλαξίες, ενώ η λεγόμενη «Μεγάλη Έκρηξη» έγινε συγχρόνως σε όλα τα σημεία του χώρου.

big_bang

http://anonymbook.blogspot.gr

Αρκετοί επιστήμονες θεωρούν πως η ανακάλυψη του Hubble είναι η μεγαλύτερη του 20ου αιώνα. Πάντως το ίδιο είχε προβλέψει και ο Αϊνστάιν, του οποίου η θεωρία της σχετικότητας προέβλεπε ότι το Σύμπαν δεν μπορεί να είναι στατικό γιατί η αμοιβαία βαρυτική έλξη θα έφερνε κοντά όλους τους Γαλαξίες εκτός αν απομακρύνονταν ταχύτατα ο ένας από τον άλλο.


Λίγοι είναι οι Γαλαξίες που δεν απομακρύνονται μεταξύ τους και είναι όσοι βρίσκονται σχετικά κοντά ώστε οι βαρυτικές δυνάμεις να υπερνικούν τη δύναμη που προκαλεί τη διαστολή του Σύμπαντος (η μυστηριώδης αυτή δύναμη μάλλον οφείλεται στην εξίσου μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια). Για παράδειγμα ο δικός μας Γαλαξίας όχι μόνο δεν απομακρύνεται από τον γειτονικό Γαλαξία της Ανδρομέδας αλλά οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι οι δύο Γαλαξίες θα συγκρουστούν μεταξύ τους σε περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Βέβαια, όταν μιλάμε για σύγκρουση Γαλαξιών δεν εννοούμε κάτι που θυμίζει μια σύγκρουση της καθημερινής μας ζωής. Επειδή οι δύο Γαλαξίες δεν είναι και τόσο πυκνοί, αυτό που τελικά θα συμβεί είναι να περάσει ο ένας Γαλαξίας μέσα από τον άλλο. Έτσι η Γη, ο Ήλιος και οι άλλοι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος θα παραμείνουν ανέπαφοι, αν βέβαια υπάρχουν ακόμα ως τότε. Θα μετακινηθεί όμως η θέση του ηλιακού συστήματος σε μεγάλη απόσταση από το κέντρο του νέου Γαλαξία που θα δημιουργηθεί.

TED: Χιουμοριστικό απόσπασμα από επιστημονική ομιλία. 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια ή μόνο 12 για χάρη ενός τραγουδιού;

ΠΗΓΕΣ

STEVEN WEINBERG «ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΤΡΙΑ ΛΕΠΤΑ»
Εκδόσεις ΕΙΡΜΟΣ

ΣΤΙΒΕΝ ΧΟΚΙΝΓΚ «ΤΟ ΧΡΟΝΙΚΟ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ»

ΓΙΩΡΓΟΣ ΓΡΑΜΜΑΤΙΚΑΚΗΣ «Η ΑΥΤΟΒΙΟΓΡΑΦΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ»

Σύγκρουση του Γαλαξία μας με τον Γαλαξία της Ανδρομέδας
α
πό το https://physics4u.wordpress.com/2012/06/01

TED: Πολύ ενδιαφέρουσα ομιλία με ελληνικούς υπότιτλους. Από την απομάκρυνση των γαλαξιών, στη διαστολή του σύμπαντος κι από εκεί στα πολλαπλά σύμπαντα.
.

Μάθαμε ότι το Σύμπαν μας δεν είναι στατικό, ότι ο χώρος διαστέλλεται, ότι η διαστολή επιταχύνεται και ότι μπορεί να υπάρχουν και άλλα Σύμπαντα. Όλα αυτά υπό την προσεκτική εξέταση αμυδρών εντοπισμών του αστρικού φωτός που μας έρχεται από μακρινούς Γαλαξίες. Αλλά επειδή η διαστολή επιταχύνεται, στο πολύ μακρινό μέλλον αυτοί οι Γαλαξίες θα απομακρύνονται τόσο πολύ και τόσο γρήγορα που δε θα μπορούμε να τους δούμε, όχι λόγω τεχνολογικών περιορισμών, αλλά λόγω των νόμων της Φυσικής. Το φως που θα εκπέμπουν αυτοί οι Γαλαξίες, ακόμη κι αν ταξιδέψει με τη γρηγορότερη ταχύτητα, τη ταχύτητα του φωτός, δε θα μπορέσει να υπερβεί το διαρκώς διευρυνόμενο χάσμα μεταξύ μας. Έτσι οι αστρονόμοι του μακρινού μέλλοντος παρατηρώντας το απέραντο διάστημα δε θα βλέπουν τίποτα παρά μία ατελείωτη έκταση από στατική μαύρη ακινησία. Και θα συμπεράνουν ότι το Σύμπαν είναι στατικό και αμετάβλητο και αποτελείται από μία και μόνο κεντρική όαση ύλης την οποία οι ίδιοι κατοικούν, μία εικόνα του κόσμου που σίγουρα γνωρίζουμε πως είναι λανθασμένη. Ίσως οι μελλοντικοί αστρονόμοι να έχουν αρχεία μιας προηγούμενης εποχής σαν τη δική μας που να βεβαιώνουν ένα επεκτεινόμενο σύμπαν που ομαδοποιείται σε Γαλαξίες. Θα μπορούσαν αυτοί οι μελλοντικοί αστρονόμοι να πιστέψουν αυτή την αρχαία γνώση; Ή θα πιστεύουν στο μαύρο, άδειο, στατικό Σύμπαν, αυτά που θα τους αποκαλύψουν οι προηγμένης τεχνολογίας παρατηρήσεις τους; Υποψιάζομαι το τελευταίο. Που σημαίνει ότι ζούμε σε μια εξαιρετικά προνομιακή εποχή, όπου ορισμένες βαθύτερες αλήθειες για το Σύμπαν είναι ακόμα προσιτές στο ανθρώπινο πνεύμα της εξερεύνησης. Φαίνεται πως μπορεί να μην είναι πάντα έτσι. Γιατί οι σημερινοί αστρονόμοι, με τη χρήση πανίσχυρων τηλεσκοπίων στον ουρανό, έχουν καταγράψει ένα σωρό από έντονης αντίθεσης πληροφοριακά φωτόνια, ένα είδος κοσμικού τηλεγραφήματος που εκπέμπει εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια.

ΜΠΡΑΪΑΝ ΓΚΡΙΝ
από το https://www.youtube.com/watch?v=21iUUe-W8L4

Φως μου:

Τα ζώα δε διαθέτουν τον ίδιο μηχανισμό όρασης με του ανθρώπου. Λίγα μόνο ζώα διαθέτουν το προνόμιο της όρασης των χρωμάτων. Μερικά ερπετά όπως οι χελώνες και οι σαύρες, τα ημερόβια πτηνά και μερικά ψάρια (π.χ. ο κυπρίνος). Από τα θηλαστικά μόνο το άλογο και η γάτα αντιλαμβάνονται υποτυπωδώς τα χρώματα.

Υπάρχουν όμως ζώα που έχουν όραση ευαίσθητη στο υπέρυθρο ή στο υπεριώδες τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

148-700x336

http://eleutherosxronos.gr
Tα χρυσόψαρα βλέπουν 4 χρώματα: κόκκινο, πράσινο, μπλε και υπεριώδες.

Άλλα πάλι -όπως τα μεταναστευτικά πουλιά ή το χταπόδι- μπορούν να προσδιορίσουν το επίπεδο πόλωσης του ηλιακού φωτός.

magicanim6

http://www.newsbeast.gr/environment

.

188530

http://www.rizospastis.gr/story.do?id=4199176
Ο βάτραχος αντιλαμβάνεται μόνο την κίνηση. Αν ένα έντομο σταθεί ακίνητο τότε δεν το βλέπει.

Ο σκύλος δε διαθέτει καλή όραση. Την αντικαθιστά με την όσφρηση. Αντιλαμβάνεται όμως την κίνηση. Αν κάτι σταθεί ακίνητο δεν προκαλεί την προσοχή του εκτός αν διαθέτει ισχυρή οσμή.


3479619A544EBEC94831AB9CBD8DE8CB

http://www.tovima.gr
Οι κατακόρυφες σχιστές κόρες της γάτας διευκολύνουν την εκτίμηση των αποστάσεων.

600px-shipyard

Πάνω όπως βλέπει ο άνθρωπος και κάτω όπως βλέπει η γάτα.
http://morgana249.blogspot.gr

.

Αρκετά είδη φιδιών έχουν αναπτύξει τη θερμική όραση ώστε να κυνηγούν τη λεία τους το βράδυ.

vision de una serpiente de cascabel y un humano

Αριστερά όπως βλέπει το φίδι και δεξιά όπως βλέπει ο άνθρωπος.
http://morgana249.blogspot.gr/2014/07/10

Οι μέλισσες βλέπουν τρία βασικά χρώματα: κυανό, πράσινο και υπεριώδες. Έτσι πολλά λουλούδια εκπέμπουν φως στο υπεριώδες για να ελκύουν τις μέλισσες.

9634576

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=247684
Ένα λουλούδι όπως το βλέπουν οι άνθρωποι (επάνω) και όπως το βλέπουν οι μέλισσες των οποίων η όραση συλλαμβάνει και τις υπεριώδεις ακτίνες (κάτω).

.

sheep

http://www.tovima.gr
Το πρόβατο περιστρέφει τα μάτια του ώστε οι κόρες του να είναι πάντα παράλληλες με το έδαφος.

.

752E3EB8FE81BEFCF79274BE1DD7D56E

http://www.tovima.gr
Οι νυχτερίδες εκπέμπουν υπέρηχους και από την ανάκλασή τους προσδιορίζουν τη θέση των αντικειμένων ή της υποψήφιας λείας τους.

.

666FE4B1D7565F2E5E71F69E5174278B

http://www.tovima.gr
H σουπιά και πολλά ακόμα κεφαλόποδα αντιλαμβάνονται μεταβολές του περιβάλλοντος και χωρίς τα μάτια τους. Κι αυτό γιατί το δέρμα τους είναι γεμάτο με φωτοευαίσθητες πρωτεϊνες που υπάρχουν στα μάτια. Το δέρμα φυσικά δεν μπορεί να αντιληφθεί αντιθέσεις και περιγράμματα αλλά μπορεί να αντιληφθεί μεταβολές της φωτεινότητας.

mantisshrimp

http://phys.org/news/2013-09-mantis-shrimp-world-eyesbut.html
Ο πρωταθλητής της όρασης, ωστόσο, είναι η ζαβογαρίδα Το ασπόνδυλο αυτό διαθέτει ικανότητα πόλωσης, τρεις με τέσσερις φορές το φασματικό εύρος του ανθρώπινου ματιού, και τριπλάσια αίσθηση βάθους, τόσο λόγω της κατασκευής των ματιών του όσο και λόγω της δυνατότητας κίνησης που αυτά διαθέτουν (περιστροφή περί τον άξονα, ανεξάρτητη κίνηση κάθε ματιού). Επίσης μπορεί να δει τόσο το υπέρυθρο όσο και το υπεριώδες φως.

23s9edomo1-thumb-large

http://www.kathimerini.gr/789143
Ασιατικό σκαθάρι με ιριδίζοντα φτερά. Η ιριδίζουσα αντανάκλαση των χρωμάτων στα φτερά του οφείλεται σε ασύμμετρες στρώσεις κρυστάλλων. Καθώς το φως φτάνει σε αυτές τις ασύμμετρες στρώσεις τα κύματα φωτός αλληλοσυγκρούονται και εγκλωβίζονται για να εξοστρακιστούν στη συνέχεια και να δημιουργήσουν οπτικά φαινόμενα.

FC19FE30DDDE08B285D33FF4CDD5E832 (1)

http://www.tovima.gr/science
Παλαιοντολόγοι, εξετάζοντας στο μικροσκόπιο τα μάτια ενός προϊστορικού ψαριού, ηλικίας 300 εκατομμυρίων ετών, ανακάλυψαν -εκτός από ραβδία- και κωνία τα οποία επιτρέπουν την έγχρωμη όραση. Το ενδιαφέρον του ευρήματος είναι ότι το συγκεκριμένο ψάρι (Α.bridgei) θεωρείται κοινός πρόγονος δύο βασικών ομάδων ψαριών, των ψαριών με οστέινο σκελετό και των ψαριών με σκελετό από χόνδρο όπως ο καρχαρίας και ο γαλέος. Άρα η έγχρωμη όραση εμφανίστηκε πριν χωριστούν τα ψάρια στις δύο αυτές κατηγορίες και βέβαια πολύ πριν από την εποχή των δεινοσαύρων.


TED: Η εξέλιξη του ματιού σε ζώα και ανθρώπους (ελληνικοί υπότιτλοι).

Λυγερό φως:

approach to venice

http://ekomisa.blogspot.gr/2012/01/blog-post_17.html
Τ
έρνερ: «Μπαίνοντας στη Βενετία»
Ο Ουίλιαμ Τέρνερ (1775-1851) θεωρείται ο πρώτος ζωγράφος που μελέτησε την επίδραση του φωτός και της ατμόσφαιρας πάνω στο χρώμα και τη φόρμα, επηρεάζοντας το κίνημα του ιμπρεσιονισμού.

.

Ο Αϊνστάιν, για να διατυπώσει την άποψη ότι το φως καμπυλώνεται λόγω της βαρύτητας, δε χρειάστηκε κάποιο πείραμα ούτε χρειάστηκε να μελετήσει τις κινήσεις των άστρων. Χρησιμοποίησε μόνο τη δημιουργική του φαντασία.

eclipse_gravity_1

http://physicsgg.me

Ο Αϊνστάιν φαντάστηκε έναν ανελκυστήρα που ανεβαίνει προς τα πάνω με σταθερή επιτάχυνση. Κάποιος από έξω εκπέμπει μια ακτίνα φωτός κατά τέτοιο τρόπο ώστε η ακτίνα να μπει στον ανελκυστήρα από ένα παραθυράκι με τροχιά παράλληλη προς το πάτωμα. Για όποιον βρίσκεται έξω από τον ανελκυστήρα η ακτίνα κινείται σε ευθεία γραμμή. Αλλά για όποιον βρίσκεται μέσα στον ανελκυστήρα η ακτίνα θα φαίνεται να κάμπτεται προς τα πάτωμα σαν τόξο.

lightpaths

http://www.astronomynotes.com/relativity/s3.htm
Στα αριστερά το νοητικό πείραμα του Αϊνστάιν με ακίνητο τον ανελκυστήρα, στη μέση με τον ανελκυστήρα να κινείται με σταθερή ταχύτητα και στα δεξιά με τον ανελκυστήρα να κινείται με επιτάχυνση.

Το συμπέρασμα αυτό, της καμπύλωσης του φωτός, μοιάζει παράδοξο γιατί η βαρύτητα δρα μόνο σε σώματα με μάζα. Άρα θα πρέπει οι φωτεινές ακτίνες να διαδίδονται μέσα στο βαρυτικό πεδίο σα να έχουν βαρυτική μάζα. Αυτό ο Αϊνστάιν το θεωρούσε αναμενόμενο λόγω της σχέσης Ενέργειας Μάζας από την εξίσωση E=mc2

Στο τέλος του άρθρου του που το δημοσίευσε το 1911, ο Αϊνστάιν σημείωνε ότι η ιδέα του ότι το φως έχει ισοδύναμη βαρυτική μάζα ήταν δυνατό να επιβεβαιωθεί από μετρήσεις αστρονόμων, κάτι που έγινε λίγα χρόνια αργότερα.

fainomeniki thesi

http://users.sch.gr/avelentz/general%20reletivity/dialeksi.htm

Η εκτροπή του φωτός από «ασθενή» βαρυτικά πεδία όπως της Γης είναι πολύ μικρή και δύσκολο να παρατηρηθεί. Όμως από το βαρυτικό πεδίο του Ήλιου το αστρικό φως εκτρέπεται τόσο ώστε να μπορεί να παρατηρηθεί. Σε αυτή την περίπτωση ο Αϊνστάιν πρόβλεψε ότι κάποια αστέρια θα φαίνονται σε διαφορετικές θέσεις στον ουρανό.  Η πανηγυρική επιβεβαίωση της πρόβλεψής του έγινε στα 1919 από αστρονόμους με επικεφαλής τον Έντιγκτον που, εκμεταλλευόμενοι μια ολική έκλειψη Ηλίου, μελέτησαν τις θέσεις του συμπλέγματος αστέρων των Υάδων. Μάλιστα λέγεται πως ο Αϊνστάιν όταν άκουσε για τα συμπεράσματα των αστρονόμων δεν εκδήλωσε κανένα ενθουσιασμό λέγοντας πως ήξερε ότι η θεωρία του είναι σωστή.

sapiro

Από τη δεκαετία του 1960 συνεχόμενες έρευνες δεν κάνουν άλλο από το να αποδεικνύουν την ισχύ της θεωρίας του Αϊνστάιν. Για παράδειγμα στέλνονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα από τη Γη στην Αφροδίτη και αφού ανακλώνται επιστρέφουν στη Γη. Όταν τα σήματα περνούν κοντά στον Ήλιο καθυστερούν κατά ένα χρονικό διάστημα κάτι που οφείλεται στην καμπύλωση του χωροχρόνου κοντά στον Ήλιο.

barytikos fakos

http://users.sch.gr/avelentz/general%20reletivity/dialeksi.htm

Μια από τις πιο εντυπωσιακές επιβεβαιώσεις της θεωρίας του Αϊνστάιν ήρθε στα 1979 όταν ανακαλύφθηκε ότι ο διπλός Κβάζαρ Q0957+561 τελικά δεν ήταν διπλός αλλά ένας μοναχικός ημιαστέρας με το είδωλό του! Ο Γαλαξίας που βρίσκεται μπροστά του παίζει τον ρόλο «βαρυτικού φακού».

image_1880_2e-PS1-10afx

http://www.sci-news.com/astronomy/science-superluminous-supernova-ps110afx-01880.html

Einstein_cross

Βικιπαίδεια
Ο Σταυρός του Αϊνστάιν είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα της καμπύλωσης του φωτός ενός κβάζαρ από το βαρυτικό πεδίο ενός Γαλαξία που βρίσκεται μπροστά του (σε σχέση βέβαια με τη Γη) με αποτέλεσμα ο κβάζαρ να δίνει στα τηλεσκόπια των αστρονόμων ένα τετραπλό είδωλο. Και κάτι ακόμα περίεργο. Ενώ ο κβάζαρ απέχει από τη Γη 8 δισεκατομμύρια έτη φωτός, ο Γαλαξίας, που παρεμβάλλεται, απέχει μόνο 400 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Einstein-Ring

http://www.spaceanswers.com
Υπάρχει όμως και το δαχτυλίδι του Αϊνστάιν. Όταν το φως από ένα αστέρι λυγίζει γύρω από έναν Γαλαξία σχηματίζοντας ένα δαχτυλίδι.

13 Απριλίου 1901

Καθηγητή Βίλχεμ Όστβαλντ
Πανεπιστήμιο της Λειψίας
Λειψία, Γερμανία

Σεβαστέ Κύριε Καθηγητά!
Παρακαλώ συγχωρέστε έναν πατέρα που είναι τόσο τολμηρός ώστε να στραφεί σ’ εσάς, τον σεβαστό Κύριο Καθηγητή, προς χάριν του γιου του.
Θα αρχίσω λέγοντας ότι ο γιος μου Άλμπερτ είναι 22 ετών, ότι αισθάνεται βαθιά δυστυχισμένος επειδή δεν έχει σήμερα μια θέση και η σκέψη πως έχει ξεστρατίσει από την καριέρα του και τώρα δεν έχει καμία επαφή τον κάνει να κλείνεται στον εαυτό του όλο και περισσότερο, κάθε ημέρα. Επιπλέον, βασανίζεται από τη σκέψη ότι αποτελεί βάρος για εμάς, ανθρώπους χωρίς μεγάλη άνεση…
Πήρα το θάρρος να στραφώ σ’ εσάς με το ταπεινό αίτημα να … του γράψετε, εάν είναι δυνατό, λίγες λέξεις ενθάρρυνσης, ώστε να ξαναποκτήσει τη χαρά της ζωής και της εργασίας.
Εάν, επιπλέον, μπορούσατε να του εξασφαλίσετε μια θέση βοηθού για τώρα ή το επόμενο φθινόπωρο, η ευγνωμοσύνη μου θα ήταν απεριόριστη…
Παίρνω επίσης το θάρρος να αναφέρω ότι ο γιος μου δεν γνωρίζει τίποτε γι’ αυτή μου την ασυνήθιστη ενέργεια.
Με όλη μου την αφοσίωση προς εσάς, εξαιρετικά σεβαστέ Κύριε Καθηγητά,

Χέρμαν Αϊνστάιν

Δεν ελήφθη ποτέ καμιά απάντηση από τον καθηγητή Όστβαλντ

από το βιβλίο του David Bodanis «Ε=mc2»
Εκδόσεις ΛΙΒΑΝΗ


Για τη σκοτεινή ύλη μιλάει αλλά εξηγεί και το φαινόμενο της καμπύλωσης του φωτός (με ελληνικούς υπότιτλους).

ΠΗΓΕΣ

http://www.physics4u.gr/articles/bendinglight.html

http://users.sch.gr/avelentz/general%20reletivity/dialeksi.htm

http://tinanantsou.blogspot.gr/2013/04/blog-post_7721.html

http://www.spaceanswers.com

http://www.sci-news.com/astronomy/science-superluminous-supernova-ps110afx-01880.html