O tym, co ukryte, dziwne i nieznane Kosmiczna próżnia

Nasze umysły darzą szczególnym podziwem to, co niewidzialne. Wiemy, że są rzeczy, które wymykają się naszemu spojrzeniu i pozostają ukryte, co prowadzi nas również do innych uczuć, takich jak ciekawość, wyobraźnia, a nawet niedowierzanie czy przerażenie. Jeśli nie zobaczę tego na własne oczy, jeśli nie dotknę tego palcami jak św. Tomasz, to nie może istnieć, nie wierzę w to. Wiara w naukę ma niewielki zasięg, a wątpienie w pewność czegoś również musi być poparte dowodami. Ale w każdym razie…

Nasze umysły darzą szczególnym podziwem to, co niewidzialne. Wiemy, że są rzeczy, które wymykają się naszemu spojrzeniu i pozostają ukryte, co prowadzi nas również do innych uczuć, takich jak ciekawość, wyobraźnia, a nawet niedowierzanie czy przerażenie. Jeśli nie zobaczę tego na własne oczy, jeśli nie dotknę tego palcami jak św. Tomasz, to nie może istnieć, nie wierzę w to. Wiara w naukę ma niewielki zasięg, a wątpienie w pewność czegoś również musi być poparte dowodami. Ale w każdym razie wokół nas jest wiele rzeczy, które są niewidoczne.

To, że coś jest niewidzialne, oznacza, że ​​nie można tego dostrzec wzrokowo. Ale niewidzialne różni się od niewykrywalnego, a także od przezroczystego, i oczywiście nie oznacza to, że nie istnieje. Być może częścią jego znaczenia jest dziwność spowodowana przez niewidzialne. Wspomnieliśmy razem o kilku koncepcjach, które są bardzo podobne, a zatem bardzo powiązane, więc zacznijmy od jednego: jest wiele rzeczy, których czasami nie możemy zobaczyć, które są przezroczyste, ale które mimo to można wykryć pod pewnymi warunkami. Oznacza to, że można udowodnić jego istnienie.

Na przykład powietrze jest czymś niewidzialnym, prostym i codziennym. Powietrze to ośrodek składający się z cząsteczek azotu, tlenu, dwutlenku węgla, wody itp. w małych ilościach. Mieszanka ma stosunkowo niską gęstość. Należy pamiętać, że prawie wszystkie wymienione przeze mnie cząsteczki są cięższe od cząsteczki wody i chociaż litr wody ma masę jednego kilograma, litr powietrza to tylko jeden gram. Jeśli spojrzymy na liczbę cząsteczek w danej objętości, porównanie jest podobne: woda ma około tysiąc razy więcej cząsteczek na jednostkę objętości niż powietrze. Dzięki tak małej gęstości i rodzajowi cząsteczek, z których się składa, możemy powiedzieć, że powietrze w naszej atmosferze jest niewidoczne. Jest to jednak prawdą tylko w określonych okolicznościach i w pewnym sensie. Podajmy dwa przykłady, które mówią nam, że powietrze nie jest niewidzialne ani przezroczyste, jak przypuszczamy.

Powietrze w naszej atmosferze jest całkowicie przezroczyste dla światła czerwonego, ale nie całkowicie przezroczyste dla światła niebieskiego, ponieważ przypomina szereg małych luster, które je odbijają (podobno je rozpraszają), co wyjaśnia, dlaczego w rzeczywistości możemy „ zobacz” dużą ilość powietrza, która sprawia, że ​​niebo ma niebieskawy kolor. Z drugiej strony powietrze w naszej atmosferze jest nieprzepuszczalne dla promieniowania ultrafioletowego, a także dla niektórych promieniowań podczerwonych, czyli fal elektromagnetycznych (światła, aby zrozumieć nas samych), które są „obce” człowiekowi, ponieważ tylko dzięki technologii możemy dostęp do Odkryto w ciągu ostatnich 200 lat. Zatem koncepcja zanikania powietrza nie jest taka prosta: w zależności od tego, na które „oczy” (jeśli mamy oczy wrażliwe na wiele rodzajów fotonów) patrzymy, są one przezroczyste, innym razem nieprzezroczyste.

Ale to nie cała historia związana z powietrzem. W pewnych warunkach powietrze jest widoczne nawet dla ludzkiego oka. Mógłbym mówić o pośrednich sposobach „widzenia” powietrza, np. o efekcie turbulencji w pobliżu gorących powierzchni, np. asfaltu latem, kiedy to widzimy zniekształcony obraz, ujawniający obecność powietrza. Chcę jednak skupić się na bardziej bezpośrednim sposobie patrzenia na powietrze. Kiedy cząstki tzw. wiatru słonecznego oddziałują z polem magnetycznym Ziemi, przemieszczają się w kierunku biegunów. Mamy na myśli bieguny magnetyczne, które znajdują się blisko biegunów określonych przez oś obrotu Ziemi, które z kolei są identyfikowane jako bieguny geograficzne (chociaż żadna z tych trzech rzeczy nie jest dokładnie taka sama). Te cząstki wiatru słonecznego zderzają się z cząsteczkami powietrza w najwyższych obszarach atmosfery, co może spowodować utratę elektronu przez atomy azotu i mówi się, że ulegają zjonizacji, dopóki część elektronów z atomów tlenu nie straci elektronu, co powoduje wzrost energii, mówi się, że jest podekscytowany. Ale tak jak kozy idą w góry, a ja na sofę, elektron stara się czuć jak najbardziej komfortowo, na najniższym poziomie energii. Oznacza to, że atomy azotu mają tendencję do przechwytywania elektronu, który został im skradziony w wyniku zderzenia z wiatrem słonecznym, a elektrony tlenu mają tendencję do powrotu do stanu początkowego, tracąc swoją pobudliwość. Rezultatem jest utrata energii, której nie można utracić, jest ona emitowana w postaci światła, gdy możemy widzieć powietrze (o to nam chodziło!) bezpośrednio przez zorzę polarną. Zorza zielona lub pomarańczowo-czerwona oznacza, że ​​widzimy tlen; Niebieska zorza polarna, a także czerwona, oznacza, że ​​widzimy azot. Powietrze nie jest już niewidoczne.

Osiągnąłem swój pierwszy cel na tym odcinku Kosmiczna próżniaCzyli nauczanie fizyki.Przechodzimy do drugiej, która opisuje jak wspaniały jest wszechświat. Widzieliśmy zorze na planetach takich jak Saturn czy Jowisz, które same w sobie są dużymi planetami gazowymi, których „powietrze” widzimy na różne sposoby. Zorze można także zobaczyć na Wenus lub na samym Marsie, przy czym ten ostatni ma bardzo rozrzedzone „powietrze” (niezbyt gęste) i ma zupełnie inny skład niż nasze powietrze (prawie w całości składa się z dwutlenku węgla, w 95% w porównaniu do co najmniej 0,1%). % mieszkańców danego terenu).

Ale to, co niewidzialne, pokazuje nam nieznane znacznie dalej i odkrywa przed nami dziwny wszechświat. Emisja z obłoków gazu, które powinny być dla nas niewidoczne ze względu na swoją gęstość, która jest zazwyczaj miliard razy mniejsza niż ziemskie powietrze, pozwala nam zobaczyć i potwierdzić istnienie odległych galaktyk, które istniały już, gdy Wszechświat liczył 2% jego prąd. Wiek – rekord odległości pobity niedawno przez Teleskop Jamesa Webba. Galaktyki te zawierają już duże ilości wzbudzonego, a nawet zjonizowanego tlenu, który emituje światło w tak zwanych liniach zorzowych, takich jak te, które opisaliśmy wcześniej, które są z poprzeczką i są raczej dziwne, a także są zbudowane z węgla lub krzemu. Jeśli istnieje tlen i biorąc pod uwagę, że 91% atomów we wszechświecie to wodór (ponieważ waży niewiele w porównaniu z innymi, wodór stanowi 71% masy wszystkich atomów we wszechświecie), możliwe jest, że istnieje woda, w rzeczywistości odkryliśmy go w obłokach gazu. Znaleziono go w galaktykach, które istniały, gdy Wszechświat miał 5% swojego obecnego wieku. I związki węgla.

To, co ukryte, które nie jest tak ukryte, jeśli się je zna i potrafi na nie spojrzeć, jest rzeczą bardzo ciekawą, odkrywa przed nami świat wspaniały, niewiarygodny w swej początkach, nie powiem, że jest przerażający, ale przyprawia o zawrót głowy, gdy rozumiemy jego rozmiar i to, jak jest ograniczony, naszą wizję jego natury. Niedowierzanie, być może z niewinności, które opuszczamy, gdy mówimy o rzeczach, których tak naprawdę nie można dostrzec za pomocą fotonów.

Pablo G. Pereza Gonzaleza Jest pracownikiem naukowym Centrum Astrobiologii Naczelnej Rady Badań Naukowych oraz Narodowego Instytutu Technologii Kosmicznej (CAB/CSIC-INTA).

Kosmiczna próżnia Jest to dział, w którym nasza wiedza o wszechświecie jest przedstawiona w sposób jakościowy i ilościowy. Ma na celu wyjaśnienie znaczenia zrozumienia wszechświata nie tylko z naukowego punktu widzenia, ale także z filozoficznego, społecznego i ekonomicznego punktu widzenia. Nazwa „kosmiczna próżnia” nawiązuje do faktu, że wszechświat jest w większości pusty, zawiera mniej niż jeden atom na metr sześcienny, mimo że w naszym otoczeniu, paradoksalnie, jest ich tryliardy na metr sześcienny. Kostka, która zaprasza do kontemplacji naszego istnienia i istnienia życia we wszechświecie.

Możesz śledzić Temat W Facebook, S I Instagramalub zarejestruj się tutaj, aby otrzymać Nasz cotygodniowy biuletyn.