Какого цвета Вселенная на самом деле?
Является ли на самом деле Вселенная такой же красочной, как на фотографиях?
Наверное, все видели потрясающие красочные фотографии далеких галактик и туманностей представленных астрономами. Но является ли на самом деле космос столь же красочным, как на фотографиях?
Как выглядит вселенная? На первый взгляд, это простой вопрос. Все знают как выглядит небо, полное звезд, Млечный Путь, красочные туманности или галактики. Изображения и фотографии — это одно. Но как же выглядят эти тела на самом деле?
Если мы находились в воображаемом космическом корабле и полетели бы, чтобы посмотреть на них, увидим ли мы Вселенную такой, как нам ее изображают на цветных фотографиях?
Цвет звезд
Цвет звезд определяется температурой поверхности звезды.
Основной особенностью звезд является их способность излучать свет. Это свойство, которое является общим для всех объектов, с температурой выше нуля Кельвина. Различие — в количестве излучаемого «света» (т. е. электромагнитного излучения) и по длине волны, которые по-разному излучают горячие объекты.
Например, холодные звезды, имеющие температуру поверхности около 3000 Кельвинов имеют максимальное излучение в инфракрасной области (тепловое излучение). Это излучение, которое мы не можем воспринимать нашими глазами, но мы можем его зарегистрировать специальными приборами. Такие звезды имеют определенное количество излучения также в видимой части электромагнитного спектра. Но гораздо меньше, чем в инфракрасном диапазоне. Наибольшее количество его видимого излучения находится в красном спектре, в синем — минимальное.
При попадании на сетчатку глаза, все компоненты видимого света соединяются. Получившееся изображение будет зависеть от того, волны какой части видимого спектра преобладают. Таким образом цвет более холодных звёзд получается красноватым.
Аналогичная ситуация наблюдается и с голубыми звездами. Единственное различие заключается в том, что максимум, который излучают эти звезды, находится на противоположной стороне видимого спектра в ультрафиолетовой области. Он примыкает к синей части спектра. Большая часть видимого света, который мы регистрируем в свете этих звезд, является синим, в гораздо меньшем количестве присутствуют волны красного цвета. В совокупности все волны, попавшие от света таких звезд на сетчатку глаза, создадут синеватый свет.
Цвет туманностей
Ирония судьбы заключается в том, что именно эти объекты, которые известны нам по фотографиям, как яркие, переливающиеся всеми цветами, абстрактные картины, на самом деле выглядят совсем иначе. Если мы будем летать на нашем воображаемом космическом корабле вокруг них — мы, вероятно, даже не увидели бы их.
Виной тому является физика
Эти потрясающие по своей красоте на фотографиях объекты состоят из огромного количества газа и пыли, но это вещество сильно разрежено в пространстве космоса. В подобных скоплениях плотность вещества еще меньше, чем в вакууме, искусственно создаваемом учеными для проведения научных экспериментов на Земле. Мы можем наблюдать их на фотографиях в цвете и форме, только благодаря тому, что они находятся от нас на огромном расстоянии.
Более того , их цвета на фотографиях не соответствуют действительности. Типичная фотография туманности получается благодаря тому, что ученые фотографируют один и тот же объект с использованием разных фильтров, а затем изображения полученные с использованием этих фильтров складываются вместе. С использованием оптических камер туманность может быть снята в красной полосе, затем в синей и зеленой. Также астрономы с помощью различного оборудования могут применять другие фильтры, так они могут узнать, насколько ярким является объект в радио, микроволновом, инфракрасном или ультрафиолетовом спектре. Затем все изображения обрабатываются и объединяются так, что в результате получается красочная фотография.
Популярной, например, является палитра, используемая Космическим телескопом Хаббла. Темно-красный цвет — это ионизированная сера, красный — ионизированный водород и бирюза — ионизированный кислород. Благодаря такой палитре ученые могут отличить состав отдельных участков этих объектов.
К истинным цветам туманности такие фотографии не имеют никакого отношения, как бы они ни были разнообразны и красивы.
Если Вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Источник
Теория Большого взрыва
Фото / Andy Holmes / unsplash.com
История Вселенной началась примерно 13,8 миллиардов лет назад с Большого Взрыва. В самый ранний момент взрыв был более плотным и горячим, чем когда-либо. Большой Взрыв часто визуализируется как яркая вспышка света, появляющаяся из темноты в пустом пространстве, но это, возможно, не точно… Большой Взрыв сам был расширяющимся пространством, наполненным энергией. Вначала температура была настолько высокой, что света не существовало. Космос должен был остыть на долю секунды, прежде чем могли появиться фотоны. Примерно через 10 секунд Вселенная вступила в фотонную эпоху.
Протоны и нейтроны остыли в ядрах водорода и гелия, и пространство было заполнено плазмой ядер, электронов и фотонов. В то время температура Вселенной составляла около миллиарда градусов Кельвина. Но даже при том, что там появился свет, там еще не было цветов. Цвет — это то, что мы можем видеть, различать. В течение фотонной эпохи температура была настолько высокой, что свет не мог проникнуть в плотную плазму. Цвет не появится до тех пор, пока ядра и электроны не остынут достаточно, чтобы связать атомы. Потребовалось 380 000 лет, чтобы Вселенная остыла настолько сильно.
Рождение цвета и первый цвет
К тому времени наблюдаемая Вселенная представляла собой прозрачное космическое облако водорода и гелия диаметром 84 миллиона световых лет. Все эти фотоны, образовавшиеся в результате Большого Взрыва, наконец-то смогли свободно проникать через пространство и время. За миллиарды лет свечение остыло до такой степени, что теперь его температура составляет менее 3 градусов выше абсолютного нуля. Ранняя Вселенная была заполнена ярким теплым свечением.
У ученых есть представление о том, каким был этот первый цвет Вселенной. Ранняя Вселенная имела почти равномерную температуру по всему пространству. Так многие объекты получают свой цвет от типа материала, из которого они сделаны, а вот Вселенная при температуре в три тысячи Кельвинов имела яркое оранжево-белое свечение, подобное теплому свету старой 60-ваттной электрической лампочки. Люди не очень точно видят цвет. Цвет, который они воспринимают, зависит не только от фактического цвета света, но и от его яркости, а также от того, адаптированы ли их глаза к темноте. Если бы они могли вернуться к периоду того первого света, вероятно, они увидели бы оранжевое свечение, подобное свету костра.
В течение следующих нескольких сотен миллионов лет слабое оранжевое свечение будет исчезать и постепенно краснеть, поскольку Вселенная продолжала расширяться и охлаждаться. В конце концов, Вселенная станет черной. Примерно через 400 миллионов лет начали появляться первые звезды, и появился новый свет. Блестящие бело-голубые звезды. По мере появления и развития звезд и галактик космос начал приобретать новый цвет.
Какого цвета Вселенная сейчас?
Фото / Jakub Dziubak / unsplash.com
В 2002 году Карл Глейзбрук и Иван Болдри вычислили средний цвет от всего света, который люди видят от звезд и галактик, чтобы определить текущий цвет Вселенной. Он оказался бледно-коричневым, похожим на цвет кофе со сливками. Они назвали этот цвет космическим латте. Но даже этот цвет будет длиться только некоторое время. По мере того как большие голубые звезды стареют и умирают, останется только глубокое красное зарево карликовых звезд. Наконец, через триллионы лет даже их свет померкнет, и Вселенная превратится в море черноты. Все цвета тускнеют со временем, и время унесет всех в темноту.
Представляя Вселенную как весь окружающий мир, человеку свойственно сразу делать её уникальной и единственной. И вместе с этим это лишает возможности описать её в терминах классической механики: из-за своей уникальности Вселенная ни с чем не может взаимодействовать, она — система систем, и поэтому в её отношении теряют свой смысл такие понятия, как масса, форма, размер. Вместо этого приходится прибегать к языку термодинамики, употребляя такие понятия как плотность, давление, температура, химический состав. Наша Вселенная уникальная…
Источник
Каким был первый цвет во Вселенной?
Какого цвета Вселенная? Первое, что приходит на ум, когда мы начинаем задаваться подобным вопросом, глядя на ночное небо, конечно же становится черный — универсальный цвет мироздания. Вместе с тем, мы упускаем из виду тот факт, что Вселенная в реальной жизни по-настоящему утопает в море цвета, который проявляется в сине-белых мерцаниях молодых звезд, в пурпурном свечении облаков из водорода и огромном разнообразии красок древних туманностей. Помимо цветов, которые мы можем наблюдать невооруженным глазом, существуют также вспышки рентгеновского излучения и гамма-лучей и даже древнее реликтовое излучение, которые наотрез отказывается видеть человеческий глаз. Космос наполнен цветами, видимыми и невидимыми, однако до появления всего изобилия космических цветов, существовал всего один цвет — первый цвет Вселенной.
НАСА предоставила иллюстрацию, на которой изображена эволюция Вселенной. Слева — Большой взрыв, справа-современное представление вселенной
Как родилась Вселенная?
День рождения Вселенной произошел примерно 13,8 миллиардов лет назад, чему поспособствовал так называемый Большой взрыв, породивший не только наше мироздание, но и вас с вами. Считается, что момент Большого взрыва представлял из себя яркую вспышку света, которая появилась из глубин темноты, но это не совсем точное описание появления необыкновенного космического явления.
Большой взрыв не мог возникнуть в пустом пространстве: он был наполнен энергией, которая буквально разрывала крошечную частицу будущего мироздания изнутри. Сразу после взрыва, температура новорожденной Вселенной была настолько высока, что свет как таковой полностью отсутствовал. Космической среде необходимо было остыть в течение доли секунды, прежде чем смогли бы появиться первые фотоны. Таким образом, спустя примерно 10 секунд после своего рождения, Вселенная вступила в так называемую фотонную эпоху. В эпоху фотонов температура юной Вселенной была еще слишком высока для того, чтобы свет мог проникнуть через достаточно плотную плазму. Цвет не появлялся до тех пор, пока ядра и электроны мироздания не охладились настолько, чтобы они могли соединиться в атомы. Для того, чтобы настолько сильно остыть, Вселенной понадобилось 380 000 лет.
Ранняя Вселенная была невероятно горячей и состояла из большого количества гелия, лития, дейтерия и водорода
Когда Вселенная достаточно остыла, она представляла из себя космическое облако, состоящее из водорода и гелия, диаметр которого составлял около 84 миллионов световых лет. Это именно то свечение, которое называется космическим микроволновым фоном. За миллиарды лет свечение смогло остыть до такой степени, что его температура стала достигать менее 3 градусов выше нуля. Для сравнения с его первым появлением, когда температура Вселенной достигала около 3000 градусов Кельвина, ранняя вселенная обладала ярким и одновременно теплым свечением.
Первый цвет во Вселенной
Благодаря изучению свойств абсолютно черного тела, мы имеем хорошее представление о том, каким может быть первый цвет вселенной. Ранняя Вселенная обладала практически равномерной температурой, а ее свет поглощался по принципу черного тела. Большинство объектов, в зависимости от материала из которого они состоят, получают свой цвет, но цвет черного тела полностью зависит только от его собственной температуры. При температуре около 3000 К полностью черное тело приобретает яркое оранжевое свечение, которое можно сравнить со светом старой старой 60-ваттной лампочки.
В последующие несколько сотен миллионов лет Вселенная, имеющая слабое оранжевое свечение, покраснеет, потому что процесс ее расширения и охлаждения не остановится. В итоге Вселенная станет черной. Примерно через 400 миллионов лет уже сформируются первые сине-белые звезды. В процессе появления и развития новых звезд и галактик, космос начнет приобретать множество новых цветов.
В 2002 году Иван Балдри и Карл Глазебрук путем сложных вычислений смогли определить настоящий цвет Вселенной. В конечном итоге, у них получился цвет бледно-коричневого загара, который исследователи назвали цветом “космического латте”
Но даже этот цвет не будет оставаться неизменным. По мере старения и умирания старых звезд будет оставаться только глубоко-красное свечение тусклых коричневых карликов. Однако спустя триллионы лет даже такой свет звезд полностью исчезнет, из-за чего Вселенная превратится в бескрайнее бездонное море черного цвета.
Несмотря на этот печальный факт, у нас еще есть долгие миллионы и миллиарды лет, в течение которых у человечества еще будет возможность как следует налюбоваться ярким ночным видом, открывающегося с поверхности нашей ярко-синей планеты.
Источник
Какого цвета Вселенная?
Вселенная купается в море света: от сине-белых мерцаний молодых звёзд, до глубокого красного свечения водородных облаков. Помимо цветов, видимых человеческими глазами, есть вспышки рентгеновских и гамма-лучей, мощные радиовспышки и слабое, постоянно присутствующее свечение космического микроволнового фона. Космос наполнен цветами, видимыми и невидимыми, древними и новыми. Но из всего этого был один цвет, который появился перед всеми остальными, – первый цвет Вселенной.
Вселенная появилась 13,8 миллиардов лет назад, после Большого Взрыва. В самый ранний момент она была более плотной и горячей, чем когда-либо ещё. Большой Взрыв часто визуализируется как яркая вспышка света, появляющаяся из моря тьмы, но это не точная картина. Большой Взрыв не произошёл в пустом пространстве. Большой Взрыв был расширяющимся пространством, наполненным энергией.
Сначала температура была настолько высокой, что света не было. Космос должен был остыть в течение доли секунды, прежде чем смогли бы появиться фотоны. Примерно через 10 секунд Вселенная вступила в фотонную эпоху. Протоны и нейтроны остыли в ядрах водорода и гелия, и пространство было заполнено плазмой ядер, электронов и фотонов. В то время температура Вселенной составляла около 1 миллиарда градусов Кельвина.
Но хотя свет был, цвета ещё не было. Цвет – это то, что мы можем видеть, или, по крайней мере, какие-то приборы могли бы видеть. В эпоху фотонов температура была настолько высокой, что свет не мог проникнуть в плотную плазму. Цвет не появится, пока ядра и электроны не охладятся достаточно, чтобы соединиться в атомы. Вселенной понадобилось 380 000 лет, чтобы так сильно остыть.
Иллюстрация, показывающая эволюцию Вселенной, начиная от Большого Взрыва слева, и до появления космического микроволнового фона. После образования первых звёзд заканчиваются космические тёмные века, за которыми следует образование галактик. Авторы и права: CfA / M. Weiss.
К тому времени наблюдаемая Вселенная стала прозрачным космическим облаком водорода и гелия, диаметром 84 миллиона световых лет. Все фотоны, образовавшиеся в Большом Взрыве, наконец-то смогли свободно перемещаться в пространстве и времени.
Это то, что мы сейчас видим, как космический микроволновый фон – свечение, оставшееся от времени, когда Вселенную, наконец, можно было увидеть. За миллиарды лет свечение остыло до такой степени, что оно теперь имеет температуру менее 3 градусов выше абсолютного нуля. Когда оно впервые появилось, Вселенная была намного теплее, около 3000 К. Ранняя Вселенная была наполнена ярким тёплым свечением.
У нас есть хорошее представление о том, что это был за цвет. Ранняя Вселенная имела почти равномерную температуру, а её свет имел распределение длин волн, характерное для чёрного тела. Многие объекты получают свой цвет, в зависимости от типа материала, из которого они сделаны. Но цвет чёрного тела зависит только от его температуры. Чёрное тело, при температуре около 3000 К, будет иметь ярко-оранжево-белое свечение, похожее на тёплый свет старой 60-ваттной лампочки.
На этом изображении, полученном с помощью Очень Большого Телескопа (ESO) показана эмиссионная туманность RCW 36. Авторы и права: ESO.
Люди не очень точно видят цвет. Цвет, который мы воспринимаем, зависит не только от фактического цвета света, но и от его яркости, а также от того, приспособлены ли наши глаза к темноте. Если бы мы могли вернуться к периоду этого первого света, мы бы, вероятно, увидели бы оранжевое свечение, похожее на огонь в камине.
В течение следующих нескольких сотен миллионов лет слабое оранжевое свечение исчезнет и покраснеет, поскольку Вселенная продолжит расширяться и охлаждаться. В конце концов, Вселенная станет чёрной.
Примерно через 400 миллионов лет после Большого Взрыва, начали формироваться первые блестящие сине-белые звёзды, и появился новый свет. По мере появления и развития звёзд и галактик, космос начал приобретать новый цвет.
В 2002 году Карл Глазебрук и Иван Балдри вычислили средний цвет от всего света, который мы видим сегодня от звёзд и галактик, чтобы определить текущий цвет Вселенной. Получился бледно-коричневый загар, похожий на цвет кофе со сливками. Они назвали цвет “космический латте”.
Шаровое звёздное скопление NGC 362. Авторы и права: Hubble.
Даже этот цвет будет виден только некоторое время. Поскольку большие голубые звёзды стареют и умирают, останется только глубокое красное свечение карликовых звёзд. Наконец, через триллионы лет даже их свет погаснет, и Вселенная станет чёрным морем. Все цвета со временем исчезнут, и время унесёт нас всех во тьму.
Но пока, цвета Вселенной всё ещё радуют нас. И если вы когда-нибудь будете сидеть у костра с кофе со сливками, когда смотрите на темноту ночи, знайте, что вы купаетесь в космических цветах. Прошлом, настоящем и будущем.
Источник