Τετάρτη, 28 Σεπτεμβρίου, 2022

Εισαγωγή στην Αστρονομία (2) – Τα «διαφορετικά» μάτια του Ανθρώπου

Τα «διαφορετικά» μάτια του Ανθρώπου

Στις αναζητήσεις της Αστρονομίας ο Άνθρωπος είχε συμμάχους και αντιπάλους. Στην αρχή τα μάτια του, αργότερα διάφορα όργανα που κατασκεύασε, τον βοήθησαν να δει εκεί επάνω, να αναρωτηθεί και, με υπομονή, να φτάσει σε απαντήσεις. Τα μάτια μας ήταν πάντοτε ένας σύμμαχός μας. Η ατμόσφαιρα όμως δεν ήταν πολύ γενναιόδωρη μαζί του. Η σύστασή της ήταν αυτή που τού έδωσε και συντήρησε την Ζωή, αλλά ταυτόχρονα φιλτράριζε και απορροφούσε σημαντικές ποσότητες από τις εικόνες των ουράνιων σωμάτων.

Ένας διαχρονικός και μοναδικής αξίας σύμμαχος της ανθρώπινης αγωνίας να μάθει τι συμβαίνει πολύ βαθιά στο Σύμπαν, απαιτεί και την προσοχή μας αλλά και την ενασχόληση μαζί του. Ουσιαστικά μπορούμε να ισχυριστούμε ότι η Αστρονομία δεν θα είχε ούτε μία απάντηση χωρίς την συμβολή του συμμάχου αυτού.

Πρόκειται για το φως. Το φως με όλες τις ιδιότητές του, που είναι πολλές περισσότερες από το γεγονός ότι ερεθίζει τα ανθρώπινα αισθητήρια της όρασης, τα μάτια μας, και έτσι βλέπουμε.

«Γεννήθηκα πριν από αιώνες αιώνων, σε έναν Χώρο όπου δεν υπήρχε χώρος, και σε έναν Χρόνο όπου δεν υπήρχε χρόνος. Με ένα περίεργο ωστόσο τρόπο, αισθάνομαι ότι προϋπήρχα της γενέσεώς μου. Κι ενώ από τότε όλα έχουν αλλάξει, εγώ αισθάνομαι ότι τίποτε δεν αλλάζει. Η παρουσία μου μετρά το αιώνιο.

Δεν αξίζει άλλωστε να συζητά κανείς για πράγματα –την γένεσή μου και την γένεση του Κόσμου– που προκαλούσαν ανέκαθεν διαμάχες. Αυτό που ενισχύει την αυτοπεποίθησή μου είναι ότι η παρουσία μου έμοιαζε πάντοτε πρωταρχική: στους μύθους ή σε ό,τι ονομάζεται επιστήμη, στα έργα των θνητών αλλά και στις θρησκείες, το φως έπαιζε πάντοτε ρόλο ιδιαίτερο. Κατά καιρούς πολλοί διερωτήθηκαν για την φύση του, και άλλοι πάλι έμειναν απλώς στον θαυμασμό και την αποδοχή…». (από το σπουδαίο βιβλίο του Γ. Γραμματικάκη: «Η αυτοκρατορία του φωτός», Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης,  A’ έκδοση 2005).

Αν θέλουμε να μιλήσουμε για το φως θα πρέπει να δαπανήσουμε πολλές σελίδες που θα μάς οδηγήσουν με σιγουριά στην απώλεια του στόχου μας. Άλλωστε δεν νομίζω ότι μπορεί κάποιος να αναπτύξει το θέμα καλύτερα από τον Γ. Γραμματικάκη στο βιβλίο που προαναφέρθηκε.

Ας περιοριστούμε λοιπόν στα πολύ βασικά και κυρίως σε αυτά που ενδιαφέρουν την Αστρονομία.

Ο Γαλαξίας μας, ο Milky Way, όπως φαίνεται από την Γη

Το φως, λοιπόν, είναι Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Γνωρίζουμε με ακρίβεια πώς δημιουργείται, πώς διαδίδεται, πώς «μετριέται», από τι αποτελείται, γνωρίζουμε δηλαδή ποια είναι η ποιότητα και ποια η ποσότητά του.

Την ελάχιστη, την στοιχειώδη μονάδα του φωτός, ο Αϊνστάιν «βάφτισε» φωτόνιο (photon), δείχνοντας σεβασμό στην ατελείωτη δεξαμενή της Ελληνικής γλώσσας.

Η ταχύτητα του φωτός, στο κενό ή στον ατμοσφαιρικό αέρα, έχει μετρηθεί και είναι 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο! Πρόκειται για μία τιμή ταχύτητας που δεν μπορεί να συνειδητοποιήσει εύκολα το ανθρώπινο μυαλό. Φανταστείτε ένα super αεροπλάνο, του πολύ μακρινού μέλλοντος, που μπορούσε να αναπτύξει την ταχύτητα αυτή. Ε, με ένα τέτοιο (φανταστικό) όχημα θα μπορούσαμε να κάνουμε το ταξίδι Αθήνα – Λονδίνο – Αθήνα (μετ’ επιστροφής δηλαδή, aller retour) 65 φορές το δευτερόλεπτο! Ακούγεται εξωπραγματικό αλλά είναι απόλυτα επιβεβαιωμένη επιστημονική αλήθεια.

Πρόκειται για την ταχύτητα κάθε φωτονίου, που εκπέμπεται από κάθε φωτεινή πηγή.

Εκείνο που ενδεχομένως μας διαφεύγει είναι ότι «φως» δεν είναι μόνο αυτό που βλέπουν τα μάτια μας αλλά κάτι απίστευτα περισσότερο. Καλώς ή κακώς έχουμε συνηθίσει να αποκαλούμε «φως» ότι ερεθίζει το ανθρώπινο αισθητήριο της όρασης με αποτέλεσμα να βλέπουμε.

Στα βασικά μετρήσιμα μεγέθη του φωτός είναι η «ενέργεια» κάθε φωτονίου, η «συχνότητα» και το «μήκος κύματος». Όλα αυτά σχετίζονται μεταξύ τους, αλλά εκείνο που πρέπει να γνωρίζουμε είναι ότι η ενέργεια κάθε φωτονίου το καθιστά περισσότερο ή λιγότερο «διεισδυτικό» στην ύλη. Υπάρχουν φωτόνια που δεν μπορούν να περάσουν το εμπόδιο ενός λεπτού φύλλου χαρτιού, υπάρχουν ωστόσο και φωτόνια που ένας ατσάλινος τοίχος πάχους μισού μέτρου δεν είναι σε θέση να προβάλει την παραμικρή αντίσταση στη διέλευσή τους.

Το ΗλεκτροΜαγνητικό Φάσμα

Προκειμένου να «τακτοποιήσουμε», κάπως, το σύνολο των φωτονίων και των διαφορετικών χαρακτηριστικών τους ώστε να μελετούμε τις διαφορές στην συμπεριφορά τους, τα κατατάξαμε σε ένα ευρύ σύνολο που ονομάζεται «ΗλεκτροΜαγνητικό Φάσμα» (ΗΜΦ). Το ΗΜΦ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και εκτείνεται θεωρητικά από σχεδόν μηδενικές ενέργειες έως το άπειρο. Πολλές φορές επικρατεί σύγχυση ανάμεσα στους όρους «ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία» και «φως», όχι άδικα. Για να συνεννοηθούμε θα αποκαλούμε στη συνέχεια «φως» αποκλειστικά το κομμάτι της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που μάς επιτρέπει να βλέπουμε.

Το ΗΜΦ χωρίζεται σε επιμέρους ζώνες με βάση κάποιες χαρακτηριστικές ιδιότητες των φωτονίων που το συνθέτουν. Οι μέχρι τώρα γνωστές ζώνες είναι τα ραδιοκύματα, τα μικροκύματα, η υπέρυθρη ακτινοβολία, η υπεριώδης ακτινοβολία, οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γ. Μία πάρα πολύ στενή ζώνη ανάμεσα στην υπέρυθρη και στην υπεριώδη ακτινοβολία είναι το φως, που πολλές φορές το αποκαλούμε και ορατό φως. Πρόκειται για ένα σπουδαίο δώρο, μια προίκα της φύσης προς κάθε έμβιο ον, χάρη στο οποίο δώρο βλέπουμε.

Εικόνες από το μακρινό Σύμπαν

Η ζώνη του ορατού φωτός είναι αφάνταστα μικρή. Αν φανταστούμε ότι το σύνολο του ΗΜΦ έχει το ύψος μιας οκταόροφης πολυκατοικίας, το «πάχος» της ζώνης του ορατού φωτός είναι όσο το πάχος μιας τρίχας από τα μαλλιά μας!

Είναι εύκολο επομένως να συμπεράνουμε ότι μέσω της ανθρώπινης όρασης δεν αντιλαμβανόμαστε σχεδόν τίποτα από το σύνολο των φωτονίων που μας βομβαρδίζουν κάθε μέρα και κάθε νύχτα σε όλη την διάρκεια της ζωής μας, εκτός από τα φωτόνια του ορατού τμήματος.

Αυτό ήταν ένα τεράστιο πρόβλημα για την Αστρονομία.

Γιατί;

Διότι τα σώματα του Σύμπαντος διαθέτουν τεράστια ποικιλία στην ακτινοβολία που εκπέμπουν. Το ίδιο σώμα, χωρίς να εξαιρούμε και τους εαυτούς μας, έχει την ικανότητα να εκπέμπει φωτόνια σε πολλές ζώνες του ΗΜΦ. Η ικανότητα αυτή έχει ως αποτέλεσμα να προκύπτουν διαφορετικές εικόνες του ίδιου σώματος σε διαφορετικές περιοχές του ΗΜΦ. Οι ποικίλες εικόνες οδηγούν σε σπουδαία συμπεράσματα για τις ιδιότητες του σώματος αυτού: θερμοκρασία, συστατικά ακόμα και ηλικία!

Νεφελώματα και εκρήξεις άστρων. Φωτογραφίες από τον ιστότοπο της Nasa όπως καταγράφηκαν για αρκετές δεκαετίες από το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra X-ray Observatory.

Εκτός από αυτό η τόσο μοναδική και απαραίτητη για την Ζωή ατμόσφαιρα της Γης, αποτελεί «αντίπαλο» στις έρευνες τους Διαστήματος. Η γήινη ατμόσφαιρα δεν επιτρέπει σε όλα τα φωτόνια να διέρχονται χωρίς κόστος. Απορροφώνται χωρίς ποτέ να φτάσουν στα όργανα των παρατηρήσεών μας. Τα φωτόνια που μπλοκάρονται είναι αυτά των «σκληρών» ακτινοβολιών, από τις ακτίνες γ έως το «μακρινό» υπεριώδες, καθώς και τα υπέρυθρα φωτόνια. Αντίθετα το ορατό και το κοντινό υπέρυθρο, καθώς και τα ραδιοκύματα διέρχονται σχεδόν ανενόχλητα με σχετικά μικρή απορρόφηση. Δεδομένου όμως ότι τα φωτόνια που μπλοκάρονται μεταφέρουν πολλές χρήσιμες πληροφορίες για τα αντικείμενα και τις διαδικασίες που τα δημιούργησαν, επιβάλλεται να βρεθεί ένας τρόπος ώστε να συλλεχθεί αυτή η πληροφορία.

Το τηλεσκόπιο Hubble

Ο άνθρωπος δεν είναι ένα «ήσυχο» πλάσμα. Ακολουθώντας το αποτύπωμα του Γαλιλαίου, που πρώτος αξιοποίησε το τηλεσκόπιο (έτος 1609) παρατηρώντας την Σελήνη, κατόρθωσε να κάνει πολλά άλματα. Η συνεχής αναζήτηση των μυστικών που κρύβονται στον ουρανό οδήγησε τον άνθρωπο να δημιουργήσει την κατάλληλη τεχνολογία για την παρατήρηση κάθε γωνιάς του. Ο λόγος είναι για τα Διαστημικά τηλεσκόπια. Κατασκευάστηκαν πρώτη φορά για την παρατήρηση του υπέρυθρου την δεκαετία του 1970. Από τότε έχουν κατασκευαστεί αρκετά ακόμη, σε διαφορετικά μήκη κύματος, ακόμη και σε αυτά που δεν εμποδίζονται από τη γήινη ατμόσφαιρα ώστε να βελτιωθεί η ποιότητα των εικόνων που μεταφέρουν από το διάστημα. Οι εικόνες αυτές φτάνουν στα καταγραφικά μας χωρίς να έχουν υποστεί καμία αλλοίωση από τα διάφορα φαινόμενα της γήινης ατμόσφαιρας.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Σπίτζερ (Spitzer Space Telescope ή SST) είναι ένα διαστημικό παρατηρητήριο υπέρυθρης ακτινοβολίας.

Σήμερα κατασκευάζονται ολοένα και πιο ισχυρά τηλεσκόπια στη Γη, ενώ νέα και υπερσύγχρονα διαστημικά τηλεσκόπια παρατηρούν αδιάκοπα τον ουρανό σε όλες τις ζώνες των φωτονίων, δηλαδή σε όλες τις συχνότητες ή σε όλα τα μήκη κύματος.

Τα διαστημικά τηλεσκόπια μας επιτρέπουν να βλέπουμε τι υπάρχει σχεδόν σε όλο το μήκος και πλάτος του Σύμπαντος. Παρέχουν καθημερινά τεράστιες ποσότητες δεδομένων για τα κοσμικά φαινόμενα, εντοπίζουν πλανήτες και νέους κόσμους. Υπάρχουν δεκάδες τέτοια που σιωπηλά εξερευνούν το Σύμπαν ενώ ταυτόχρονα νέος στόλος τηλεσκοπίων ετοιμάζεται συνεχώς να ριχτεί και αυτός στη μάχη.

Φωτογραφίες του Γαλαξία της Ανδρομέδας σε διαφορετικές περιοχές του Ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Τα διαστημικά τηλεσκόπια αποτελούν τα μάτια μας έξω από τα όρια του πλανήτη μας και παρατηρούν αυτά που δεν μπορούν να δουν τα γήινα «αδερφάκια» τους. Είναι τα μάτια που δεν μας έδωσε η φύση, και πολύ σοφά έπραξε. Οι γνώσεις που μάς έδωσαν είναι ασύλληπτες τόσο σε ποσότητα όσο σε ποιότητα. Όπως συνηθίζει να αναφέρει ο σπουδαίος Δάσκαλος Διονύσης Σιμόπουλος: «αν την δεκαετία του 1960 οι αστρονομικές γνώσεις μας γέμιζαν ένα βιβλίων 200 σελίδων, σήμερα χρειάζονται περισσότερα από 1 δισεκατομμύρια τέτοια βιβλία ώστε να χωρέσουν όσα έχουμε μάθει…».

Αυτή η φράση του Δ. Σιμόπουλου αναδεικνύει με τον καλύτερο τρόπο τα ανθρώπινα επιτεύγματα στον χώρο της Αστρονομίας.

Φωτογραφικό ταξίδι στο σμήνος γαλαξιών Abell 2744 A με την βοήθεια του τηλεσκοπίου Hubble.

ΠΡΟΣΦΑΤΑ ΑΡΘΡΑ

Εντοπίστηκε ο υπεύθυνος για τον αποδεκατισμό των υποψηφίων στην Αρχιτεκτονική Ξάνθης!

Τις προηγούμενες ημέρες το Υπουργείο Παιδείας, διά στόματος της (αν)αρμόδιας Υπουργού κας Ν. Κεραμέως, επανέλαβε σε όλους τους τόνους ότι «την Ελάχιστη Βάση Εισαγωγής...

Οι αλλαγές στις Πανελλαδικές από το 2022: «στο θολωμένο της μυαλό…»*

Οι Πανελλαδικές του 2021 θα μείνουν στην Ιστορία των Εισαγωγικών Εξετάσεων ως οι «εξετάσεις – λαιμητόμος». Προφανώς αναφέρομαι στην εφαρμογή της Ελάχιστης Βάσης Εισαγωγής...

Η ανεστραμμένη (ή αντεστραμμένη) τάξη, η κα Κεραμέως κι εμείς, οι Εκπαιδευτικοί.

Κι έτσι, μαζί με τον Νόμο 4823 της 3ης Αυγούστου 2021, γνωστό και ως «νόμο αξιολόγησης – καρμανιόλας των εκπαιδευτικών», μπήκε στην συζήτηση η...
- Advertisement -

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ

Τι είναι το χιόνι;

Τα σύννεφα αποτελούνται είτε από σταγόνες νερού είτε από παγοκρυστάλλους είτε και από τα δύο μαζί. Οι παγοκρύσταλλοι δημιουργούνται στα νέφη όταν οι σταγόνες νερού...

Ο «Δρ. Πυρηνική βόμβα»: Ρόμπερτ Οπενχάιμερ

Ο τραγικός σύγχρονος Προμηθέας που έδωσε στην ανθρωπότητα την πυρηνική φωτιά Όταν ο θεωρητικός φυσικός που πρωτοπόρησε στην κατασκευή της πυρηνικής βόμβας είδε με τα...

Η ψευδοεπιστήμη

Καθημερινά βομβαρδιζόμαστε με νέες έρευνες, αποτελέσματα και ανακαλύψεις, όχι μόνο για μακρινούς κόσμους και μυστηριώδη σωματίδια αλλά και σχετικά με την καθημερινότητά μας, τι...

Το μποζόνιο Χίγκς ή «το σωματίδιο του Θεού» ( ; )

Όλοι έχουμε ακούσει γι’ αυτό. Όχι, δεν αναφέρομαι στο «μποζόνιο Χιγκς» αλλά στο άλλο, στο «σωματίδιο του Θεού». Κάτι έχει πάρει το μάτι μας,...

Πώς δημιουργείται το ουράνιο τόξο;

Σε ποιον δεν αρέσουν τα ουράνια τόξα; Εμφανίζονται σχεδόν μαγικά από το πουθενά, είναι πολύχρωμα και βγαίνουν συνήθως μετά από βροχή, δημιουργώντας μια τρομερή...
error: Content is protected !!