Что могут рассказать радиоволны о Вселенной? Часть 1

Предисловие

Радиоастрономия началась в 1933 году, когда инженер по имени Карл Янский случайно обнаружил, что радиоволны исходят не только от человеческих изобретений, но и от природных источников в космосе. С тех пор астрономы создают все новые и новые телескопы, чтобы уловить эти космические радиоволны и узнать больше о том, откуда они берутся и что они могут рассказать нам о Вселенной.

Помимо того, что ученые многое узнают от видимого света, который они поглощают с помощью обычных телескопов, они могут обнаруживать различные объекты и события - такие как черные дыры, формирование звезд, планеты в процессе рождения, умирающие звезды и многое другое - с помощью радиотелескопов. Вместе все эти телескопы, которые могут видеть различные виды волн - от радиоволн до видимых световых волн и гамма-лучей - дают более полную картину Вселенной, чем любой один тип телескопа сам по себе.

Когда вы смотрите на ночное небо, вы видите яркие огни звезд. Если вы живете вдали от городов, вы можете увидеть тысячи звезд. Но эти светящиеся точки, которые ты видишь - это все близлежащие звезды. Еще около 100 миллиардов звезд существуют только в нашей галактике, которая называется Млечный Путь. За пределами Млечного Пути, как считают астрономы, существует еще около 100 миллиардов галактик (каждая со своими 100 миллиардами звезд). Почти все эти звезды невидимы для наших глаз.

Видимый свет, который могут видеть твои глаза - это лишь крошечная часть того, что астрономы называют "электромагнитным спектром". Свет, который мы можем видеть, - это лишь крошечная часть "электромагнитного спектра". Видимый свет состоит из фотонов со средней энергией. Фотоны с большей энергией - это ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи (больше всего энергии имеют гамма-лучи). Фотоны с меньшей энергией - инфракрасные и радиоволны (радиоволны имеют наименьшую энергию).

Поскольку человеческие глаза могут видеть только видимый свет, мы должны построить специальные телескопы, чтобы улавливать остальную часть этого "спектра" - а затем превратить е в картинки и графики, которые мы можем рассматривать.

Что такое радиоволна?

Свет состоит из мельчайших частиц, называемых "фотонами". Фотоны в видимом свете имеют среднее количество энергии. Когда у фотонов появляется немного больше энергии, они превращаются в ультрафиолетовое излучение, которое вы не можете увидеть, но которое может сделать вам солнечный ожог. Обладая большим количеством энергии, фотоны становятся рентгеновскими лучами, которые проходят прямо сквозь вас. Если фотоны обладают еще большей энергией, они становятся гамма-лучами, которые выходят из звезд, когда они взрываются.

Но когда фотоны обладают немного меньшей энергией, чем фотоны видимого света, их называют инфракрасным излучением. Их можно почувствовать как тепло. Наконец, фотоны с наименьшей энергией мы именуем "радиоволны".

Радиоволны исходят из странных мест в космосе - самых холодных и старых. Радиоволны рассказывают нам о тех частях Вселенной, о существовании которых мы даже не подозревали бы, если бы использовали только глаза или телескопы.

Длина волны и частота

Радиоастрономы используют эти радиофотоны, чтобы узнать о невидимой Вселенной.

Фотоны путешествуют по волнам, скатываясь по ее гребням снова и снова. Размер волны фотона - его ее длина. Размер волны, по которой путешествует фотон, рассказывает о его энергии. Если волна длинная, то у нее мало энергии; если короткая, то много энергии. Радиоволны не обладают большой энергией, а это значит, что у них большая длина волны.

Астрономы также подсчитывают, сколько волн проходит через точку ежесекундно. Это частота.

Представь себе пруд с водой. Если бросить камень в воду, по пруду пойдут волны. Если вы стоите в воде, волны будут накатываться на ваши икры. Количество волн, которые ударяют о вас в одну секунду, говорит вам о частоте. Одна волна в секунду называется 1 Герц (Hz). Один мегагерц (1МГц) означает миллион волн, проходящих каждую секунду сквозь определенную точку... Длинные волны имеют меньшую частоту. Радиоволны имеют длинные волны и малые частоты.