Az ember által készített műszerek és szenzorok a fizikai és kémiai jelek széles skáláját képesek fogni, sokkal nagyobb pontossággal és tartományban, mint az emberi érzékszervek. Képesek mérni a fény- és elektromágneses hullámokat, a hangot, a hőmérsékletet, a mechanikai rezgéseket, valamint a különböző vegyi anyagokat és sugárzásokat is. A visszavert fény Kromatográfiája alapján meghatározható milyen anyagok milyen mértékben fodulnak elő benne.
A fény vagy az elektromágneses sugárzás hullámhosszúsága mindkét irányba óriási tartományt foglal magába. Az emberi szem mindössze 380 és 750-780 nanométer közötti hullámhosszúságú elektromágneses sugárzást, vagyis a látható fény tartományát képes érzékelni. Ez a frekvencia terjedelmében nagyjából 400 és 790 terahertz közötti értéket jelent.Hullámhossz és színekIbolya és kék: 380–450 nanométer körüli alsó határ.Zöld és sárga: 555 nanométernél van a szem maximális érzékenysége nappali fénynél.Vörös: 750–780 nanométer körüli felső határ.Fényerősség és tartománySkotopikus látás: Extrém sötétben a pálcikák egyetlen fotont is képesek jelezni.Fotopikus látás: Erős nappali fényben a csapok biztosítják a színlátást.Dinamikus tartomány: A szem a csillagfénytől a tűző napfényig képes alkalmazkodni, ami milliós nagyságrendű fényességkülönbséget jelent.A 380 nanométer alatti ultraibolya (UV) tartományban a földi élőlények (főleg rovarok, madarak és egyes halak, rágcsálók) általában körülbelül 300 nanométerig, ritkább esetben 310–320 nanométerig képesek érzékelni a fényt. 300 nanométer alatt a légkör és a biológiai szövetek elnyelik A 780 nanométeres (nm) határérték fölötti infravörös (IR) tartományban a földi élőlények specializált szerveikkel egészen 30 mikrométeres (µm), azaz 30 000 nanométeres hullámhosszig képesek érzékelni a hősugárzást.A képesség két alapvető biológiai mechanizmusra osztható: a szemmel történő infravörös fényérzékelésre és a különleges hőérzékelő szervekre.Kémiai és szemlátáson alapuló érzékelés (Közel-infravörös)Halak és kétéltűek: Egyes halak (például lazacfélék) és a békák (például az ökrösbéka) retinájában egy speciális biokémiai folyamat vagy enzimaktiváció képessé teszi a látórendszert a 780 nm feletti, alacsonyabb energiájú fotonok regisztrálására is, ami javítja a tájékozódást a zavaros vizekben.Rovarok: Bizonyos rovarok és bogarak (például a gyászbogarak családjába tartozó Melanophila fajok) különleges kutikuláris gödröcskékkel rendelkeznek, amelyekkel észlelik az erdőtüzek infravörös sugárzását.Hőérzékelő gödörszervek (Távoli infravörös)Kígyók: A gödörarcú viperák, pitonok és bizonyos boafélék rendelkeznek a leghatékonyabb biológiai infravörös rendszerrel az orr és a szem közötti hőérzékelő gödörszervek (pit organs) révén.Határhosszúság: Ezek a szervek nem a retinával "látnak", hanem a sugárzó hőt detektálják. Fizikai-biofizikai vizsgálatok szerint az általuk lefedett tartomány 5 és 30 mikrométer (5000–30 000 nm) közé esik, amellyel a környezetüknél melegebb élőlényeket (zsákmányállatokat) centiméteres vagy méteres pontossággal képesek letapogatni a teljes sötétségben is.További felderítésOlvashat a National Geographic cikkében a kígyók anyagcseréjéről.Részleteket találhat a BBC Science Focus írásában arról, hogyan látnak a lárvák és a kígyók infravörösben.a sugarakat.Az UV-látás alsó határai az állatvilágbanRovarok (pl. méhek, lepkék): Látásuk alsó határa stabilan 300 nanométer környékén van; ezen a tartományon belül érzékelik a virágok UV-mintázatait.Madarak: UV-érzékeny csaposaik révén a vizuális alsó határuk a szemlencse áteresztőképességétől függően 310–330 nanométer közé esik.Egyes emlősök (pl. egerek, rénszarvasok): Rendelkeznek UV-receptorokkal, amelyek határa nagyjából 350–360 nanométer.Miért itt van a határ?Fizikai korlát: A Napból érkező ultraibolya sugárzás intenzitása a 300 nanométeres tartomány alatt drasztikusan lecsökken a Föld felszínén.Biológiai lencsék: Az élőlények szaruhártyája és szemlencséje 300 nanométer alatt gyakorlatilag átlátszatlanná válik a víztartalom és a fehérjék elnyelése miatt, ez védi a retinát a káros energetikai sugárzástól. A 300 nanométer (300 nm = 3 ⋅ 10⁻⁷ méter) alatti tartományban az univerzumban az ultraibolya (UV) sugárzás rövidebb hullámhosszú részei, a röntgensugárzás és a gammasugárzás találhatók meg, amelyek nagy energiájú fotonokból és részecskékből állnak.Elektromágneses sugárzások (300 nm alatt)Közeli és távoli UV-sugárzás (UV-B és UV-C): A 200–300 nm közötti tartomány. A Nap és más csillagok bocsátják ki; a Föld ózonrétege részben szűri.Extrém ultraibolya (EUV): 10–200 nm közötti hullámhossz. Nagyon forró csillagkörnyezetekben és gázfelhőkben mutatható ki.Röntgensugárzás: 0,01–10 nm közötti hullámhossz. Fekete lyukak körüli akkréciós korongok, neutroncsillagok és szupernóva-maradványok sugározzák ki.Gammasugárzás: 0,01 nm-nél (10⁻¹¹ m) rövidebb hullámhossz. Az univerzum legerősebb folyamatai (gamma-kitörések, atommag-átalakulások, rádióaktív bomlások) hozzák létre.Fizikai méretek és objektumok (fizikai 300 nm-es méret)Ha a kérdés fizikai méretre (hosszúságra vagy részecskékre) vonatkozik 300 nanométer alatt:Nagyobb vírusok és baktériumok: Egyes vírusok (például a rubeola vagy az influenza) mérete 80–300 nm között mozog.DNS-molekula szélessége: Egy kettős szálú DNS átmérője nagyjából 2 nanométer.Atomok és elemi részecskék: Az atomok mérete 0,1 és 0,5 nanométer (0,1-0,5 nm) között van, míg az elektronok és a kvarkok ennél is sokkal kisebbek (pontszerűek).A 750 nanométer (nm) feletti tartományban az elektromágneses spektrum hosszabb hullámhosszú, alacsonyabb energiájú sugarai találhatók. Ebbe a zónába lépve maga a látható vörös fény megszűnik, és átadja a helyét az emberi szem számára láthatatlan sugárzásoknak, amelyek kitöltik a kozmoszt.Infravörös sugárzás (750 nm – 1 milliméter)Hősugárzó objektumok: Minden 0 kelvin feletti hőmérsékletű test (csillagok, bolygók, porfelhők) bocsát ki magából infravörös jeleket.Hideg csillagok és törpék: A vörös törpék és a barna törpék sugárzásának jelentős része erre a tartományra esik.Csillagkeletkezési területek: A sűrű, sötét por- és gázfelhők (gödrok és ködök), amelyek elnyelik a látható fényt, átengedik az infravörös sugarakat, így azokat az olyan űrteleszkópok, mint a James Webb, kitűnően látják.Kozmikus vöröseltolódás: Az univerzum tágulása miatt a távoli galaxisokból és az ősrobbanás korai fénykibocsátásából érkező egykori látható fény annyira megnyúlik az idő folyamán, hogy a 750 nm-es tartományon túlra, az infravörösbe tolódik el.Mikrohullámú sugárzás (1 milliméter – 1 méter)Kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMB): Az ősrobbanás maradványa, a világegyetem legelső, minden irányból érkező, lehűlt ősi fénye, amely ma pontosan a mikrohullámú tartományban ragyog.Csillagközi molekulák: A galaxisokban lévő hidrogén- és egyéb gázmolekulák rotációs átmenetei bocsátanak ki ilyen frekvenciájú jeleket.Rádióhullámok (1 métertől a sok kilométeres hosszúságig)Pulzár és kvazár sugárzás: A gyorsan forgó neutroncsillagok (pulzárok) és az aktív galaxismagok hatalmas energiájú rádióhullámokat löknek ki.Szupernóva-maradványok: A felrobbant csillagok maradványai és a köztük lévő mágneses mezők (szinkrotron sugárzás formájában) intenzív rádiózajjal telítik el a teret.Hidrogénmezők (21 cm-es vonal): A semleges hidrogénatomok alapállapot-váltásakor keletkező, 21 centiméteres rádióhullám a csillagászok legfontosabb eszköze a galaxisok szerkezetének feltérképezéséhez. Tehát van két olyam tartomány, ahol még szenzoraink segitségével sem vagyunk képesek érzékelni semmit.
Hang esetén nem érzékelünk \(10^{24}\text{ Hz}\) feletti frekvenciájú tartományban ahol a gamma-sugárzás (vagy ultra-nagy energiájú gamma-sugárzás) található, mivel az elektromágneses spektrumnak nincsen felső elvi határa, a fölött sötét folt az ubiverzum számunra.
A hőmérsékletet a 38 pikokelvintől (38 billiomod fokkal az abszolút nulla fok felett) egészen a 5,5 billió Celsius-fokig terjedő elképesztő tartományban képes előállítani és mérni. Ez a skála a kvantumfizika leghidegebb laboratóriumi csúcsaitól a részecskegyorsítókban megidézett ősi univerzum hőjéig terjed. A két végértéktől a végtelen felé sötét folt az univerzum.
A mechanikai rezgés egy test vagy rendszer egyensúlyi helyzet körüli, időben ismétlődő, vagyis periodikus mozgása két szélső helyzet között.Főbb jellemzőkKitérés: A test pillanatnyi helyzete az egyensúlyi helyzettől.Amplitúdó: A legnagyobb kitérés mértéke.Periódusidő: Egy teljes rezgéshez szükséges idő.Frekvencia: Az egy másodperc alatt letűnt rezgések száma.FajtákHarmonikus rezgés: Szinuszos vagy koszinuszos függvény szerint változó mozgás.Csillapodott rezgés: Olyan mozgás, amelynek amplitúdója az idő múlásával a súrlódás miatt csökken.Kényszerrezgés: Külső erő által fenntartott rezgés.
A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás, amely az ősrobbanás utáni időkből származó ősi hő. Ezen kívül a csillagokfénye, a rádióhullámok, a röntgensugarak és a gammasugarak is kitöltik a tér minden irányát.A sugárzás fajtáiKozmikus mikrohullámú háttérsugárzás: Az ősi univerzum maradványa, amely minden irányból egyformán érkezik.Elektromágneses hullámok: A csillagok és galaxisok fénye, rádióhullámok, infravörös és ultraibolya sugarak.Nagy energiájú sugarak: Röntgensugarak és gammasugarak a fekete lyukak és szupernóvák környékéről.
A gravitációs hullámok: A téridő puszta hullámzása, amit óriási tömegek mozgása kelt.
Elektromágneses sugárzás
Látható fény: A csillagok, gázködök és galaxisok optikai fénye.Rádióhullámok: Pulzárok, hidrogénfelhők és kozmikus háttérsugárzás.Röntgen- és gamma-sugarak: Fekete lyukak körüli korongok és szupernóvák.
Infravörös és ultraibolya tartomány: Csillagkeletkezési helyek és porfelhők.Nem fényalapú jelekGravitációs hullámok: Fekete lyukak és neutroncsillagok összeolvadásának téridő-hullámai.Neutrínók: Napból és távoli szupernóvákból származó szubatomi részecskék.
Kozmikus sugárzás: Nagy energiájú töltött részecskék a galaxisunkból és azon túlról.
Kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás: Az univerzum 380 000 éves korából maradt ősi fény, ami az optikai látóhatárunk végső határa.A látóhatáron túl: A tér tágulása miatt a távolabbi részekről jövő fény még nem ért el minket, így azok rejtve maradnak.
Az univerzumnak csupán egy apró töredékét látjuk: a tömeg-energia tartalom mintegy 95%-a rejtve marad a szemünk és a műszereink elől, mivel a csillagok és bolygók a mindenségnek csak alig 5%-át teszik ki.A láthatatlan részek Sötét energia: A kozmosz nagyjából 68%-át teszi ki; nem bocsát ki és nem nyel el fényt, csak a tágulást gyorsítja. Sötét anyag: Az univerzum 27%-a; nem sugárzik, csak a gravitációján keresztül árulja el magát.Kozmikus látkút (13,8 milliárd fényévnél túl): A megfigyelhető univerzumunk határain túl eső területekről még nem érkezett meg hozzánk a fény. Fekete lyukak belseje: Az eseményhorizonton innen semmilyen információ vagy fény nem jut ki a külvilágba.
ÉRTED MÁR MIÉRT NEM LÁTJUK AZ UFÓKAT!
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése