А если бы люди видели радиоволны?

видеть радиоволны Интересные факты

Свет, который мы можем видеть своими глазами, представляет собой лишь малую часть электромагнитного спектра. Еще он включает тепловое или инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи, микроволновые лучи и радиоизлучение. Все эти типы электромагнитного излучения отличаются друг от друга лишь различной длиной волны. Но мы, люди, видим лишь только часть излучения. С длинами волн от 380 до 640 нанометров. И это просто случайность, не так ли?

Зеленая жизнь

Что ж, это не совсем так на самом деле. Точные причины того, что мы видим именно в этом диапазоне довольно сложны. И биологи-эволюционисты, безусловно, могут объяснить их более подробно. Но несколько простых фактов можно привести. Например, наше Солнце, несомненно играет здесь важную роль. Поскольку оно излучает наибольшую часть энергии на длинах волн около 500 нанометров. Это соответствует зеленому цвету. (Тут, друзья мои, стоит поразмышлять о том, почему Солнце, в таком случае, не выглядит зеленым. Или почему вообще не существует зеленых звезд). И имеет значение для синтеза (зеленого!) пигмента хлорофилла. То есть для всей растительной жизни на Земле.

На Земле, на самом деле, существуют живые существа, способные воспринимать другие, нежели оптический, диапазоны длин волн электромагнитного спектра. Например, пчелы видят еще и коротковолновый ультрафиолетовый свет, невидимый для людей. Конечно, это означает, что в ультрафиолетовом свете цветы выглядят совершенно иначе, чем мы привыкли. Потому что смысл именно в этом. В том, что цветы должны привлекать пчел, а не людей. И если мы видим лепестки только одного цвета, то цветам это фиолетово (простите за каламбур). У них может быть гораздо более интересный узор для пчел. Чтобы облегчить им путь в нужное место.

Другие животные, такие как змеи, например, могут видеть длинноволновый инфракрасный свет. Который люди могут ощущать только как тепло.

Но и ультрафиолетовое, и инфракрасное излучение находятся рядом с той частью света, которую мы можем видеть. И это не удивительно. Поскольку длина волны определяет, какие именно предметы Вы сможете увидеть.

Если излучение имеет длину волны, скажем, в один метр, то с его помощью Вы не сможете увидеть ничего меньшего, чем один метр. Объекты размером всего один сантиметр практически невидимы для этого типа излучения, потому что электромагнитные волны просто проходят сквозь них. Однако нам, людям, необходимо видеть вещи и детали размером меньше сантиметра. Или даже миллиметра. Иначе вряд ли наше зрение, появившееся в процессе эволюции, было бы полезным для нас. И поэтому неудивительно, что мы воспринимаем именно те длины волн, которые называем оптическим диапазоном.

Советуем почитать  Абиогенез. Верна ли его современная теория?

Разрешение глаза

Вроде все понятно. Но как могут обстоять дела в других мирах? Возможно ли, что где-то есть инопланетяне, которые могут видеть, например, радиоизлучение? Как бы выглядел мир для нас, если бы мы могли видеть радиоволны?

Это можно легко вычислить. Соответствующей величиной здесь является разрешающая способность. Она определяет, насколько близко два объекта могут быть друг к другу, и при этом восприниматься как отдельные объекты. Существует простая формула для расчета разрешающей способности:

расчет разрешающей способности

Где λ — длина волны рассматриваемого излучения, D — диаметр апертуры прибора наблюдения, а θ — угол (выраженный в радианах), который указывает разрешающую способность.

Простой пример может прояснить, как это работает. Давайте воспользуемся приведенной выше формулой, чтобы вычислить размер самой маленькой структуры, которую мы можем увидеть на Луне невооруженным глазом.

Итак, нашим инструментом наблюдения является глаз, т.е. мы берем диаметр зрачка за D – это примерно 2 миллиметра или 0,002 метра. Для длины волны видимого света мы берем значение 550 нанометров или 0,00000055 метров. Отсюда вычисляем, что синус угла θ равен 0,0003355 или что θ равен 0,0003355 (для очень малых углов синус угла практически идентичен углу). Однако радиан — очень расплывчатая единица, поэтому мы пересчитываем его (радиан равен 57,3 градуса) и видим, что наша разрешающая способность соответствует 1,15 угловой минуты (градус содержит 60 угловых минут). Полученное значение хорошо соответствует старому эмпирическому правилу, согласно которому разрешающая способность человеческого глаза соответствует примерно одной угловой минуте.

Что-то на Луне

Что мы можем увидеть с нашей угловой минутой? Давайте посмотрим.

Итак, все небо можно условно разделить на 360 градусов (но обычно мы видим только половину, потому что другая половина скрыта за горизонтом). И каждый объект занимает определенный угловой диапазон на небе. Например, полная Луна имеет размер около половины градуса или 30 угловых минут. Разрешающая способность наших глаз выше. Поэтому на Луне мы можем видеть детали ее поверхности.

Советуем почитать  Наука Астробиология. Поиски жизни. ч.1

Мы знаем, что Луна находится примерно в 370 000 км от Земли. Можно использовать эту информацию для расчета размера структуры, которая имеет угловой размер в 1 угловую минуту на этом расстоянии. Для этого нужно либо использовать основные правила расчетов тригонометрии, либо просто вернуться к разрешающей способности, указанной в радианах, и умножить ее на расстояние между Землей и Луной.

Расчеты показывают, что человек теоретически может увидеть на Луне все, что имеет размер больше 130 км. Однако более мелкие структуры не могут быть разрешены. Чтобы изменить такое грустное состояние дел, нужно либо большее значение D, либо меньшее значение λ. Таким образом, вы должны либо увеличить глаз, либо использовать электромагнитное излучение с более короткой длиной волны.

Последнее часто делают астрономы. Они уже давно использует весь электромагнитный спектр.

Увеличить глаз практически невозможно. Однако мы можем построить телескопы, которые имеют гораздо больший диаметр, чем наш зрачок в 2 миллиметра.

Видеть радиоволны

А как же радиодиапазон? Мы можем сделать те же расчеты, что делали выше. Только на этот раз мы используем длину волны радиоизлучения. Она может варьироваться от нескольких дециметров до нескольких километров. Но для простоты давайте будем использовать длину волны в один метр. Это примерно тот участок радиодиапазона, где вещают радио и телевидение. Если повторить расчет, приведенный выше, мы получим разрешающую способность в этом диапазоне длин волн 35000 градусов! Мы абсолютно ничего не видели бы своими глазам. И были бы полностью слепы. Чтобы получить разрешение, сравнимое с разрешением в видимой части спектра, наши зрачки должны были бы иметь диаметр в несколько километров! И это довольно маловероятно. Даже для инопланетян.

Советуем почитать  «Скиф». Боевая орбитальная станция СССР

Однако если бы мы все же могли видеть радиоизлучение, то небо было бы очень интересным зрелищем! Оно было бы совсем не таким, каким мы видим его сейчас. Мы увидели бы совершенно новые структуры и объекты.

На данный момент самым большим объектом на нашем ночном небе считается полная Луна (не считая Млечного Пути). Но на самом деле это не совсем так. Потому что угловая протяженность галактики Андромеды, например, в пять раз больше, чем у Луны! Однако ее яркость в оптическом диапазоне слишком мала, чтобы можно было бы увидеть ее во всей красе без специальных инструментов.

Но если у нас вдруг появится возможность видеть радиоизлучение, мы сможем наслаждаться совершенно другими видами! Например, можно будет наблюдать радиоизлучение галактики Центавр А. Как и в других галактиках, в ее центре находится сверхмассивная черная дыра. Но в отличии, например, от черной дыры в центре Млечного Пути, она активна. Т.е. вещество все еще падает в нее. И в ходе этого процесса испускается излучение. Оно отправляется в космос двумя мощными струями. Их диаметр составляет более миллиона световых лет! И хотя Центавр А находится на расстоянии 14 миллионов световых лет от нас, его радиоджеты занимают площадь нашего неба, в 200 раз превышающую площадь полной Луны! И если бы мы могли это увидеть, это выглядело бы так:

радиоджеты
Из открытых источников.

На изображении выше Вы можете видеть радиотелескопы Australian Telescope Compact Array (ATCA). И теперь Вы знаете, почему радиотелескопы всегда должны быть такими большими! На изображение наложены радиоизмерения, сделанные этими телескопами на джетах галактики Центавр А. Работа над сбором информации для создания модели этого объекта длилась несколько лет!

Только представьте, сколько в космосе всего, что мы не видим своими глазами!

Понравилась статья? Поделитесь ей в социальных сетях! Огромное спасибо!
Живой Космос