Электромагнитный спектр
Мы, люди, развили в себе способность улавливать свет в наших глазах и передавать сообщение в наш мозг, который затем создает образ того, что мы видим. Мы не первый и не единственный вид, который делает это. Глаза существуют на Земле уже много сотен миллионов лет. У большинства организмов глаза эволюционировали, чтобы видеть при очень специфическом типе освещения. Мы называем этот свет видимым светом, который, как следует из названия, является светом, который могут видеть наши глаза. Однако это не единственный источник света снаружи. Существует спектр, вмещающий все формы света в космосе. Называемый электромагнитным спектром, он начинается с радиоволн и заканчивается гамма-лучами.
Длины волн и энергия
Различные формы света характеризуются разной длиной волны. Подобно звуку, свет распространяется волнами, причем длина этих волн определяет энергию света. Чем больше длина волны, тем меньше энергия. Чем короче длина волны, тем выше энергия. Свет с более короткой длиной волны будет иметь более высокую частоту, поскольку расстояние между отдельными гребнями волн будет короче. Более длинные волны света будут иметь более низкую частоту, потому что расстояние между гребнями волн больше. Самый простой способ визуализировать это - представить себе волны в океане. Если расстояние между гребнями волн небольшое, на вас обрушится больше волн за более короткий промежуток времени, и, следовательно, волны будут иметь более высокую частоту. Если расстояние между гребнями волн больше, то на вас будет обрушиваться меньшее количество волн в течение более длительного периода времени, и, следовательно, волны будут иметь более низкую частоту.
Различия в длине волны также отражаются на цвете: более длинные волны смещаются в сторону красного, а более короткие - в сторону синего. Всякий раз, когда вы видите радугу, вы видите визуальное представление этих различий. Радиоволны имеют самую длинную длину волны, за ними следуют микроволновые, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Чем дальше вы продвигаетесь, тем выше энергия света.
Свет, излучаемый нашим солнцем, достигает максимума в видимой части электромагнитного спектра. Поэтому не должно вызывать особого удивления тот факт, что наши глаза и большинство других глаз эволюционировали исключительно для того, чтобы видеть на этой длине волны света. Однако это также означает, что наши глаза не могут видеть никакой другой длины волны света. Фактически, видимая часть спектра составляет всего 0,0035% от общей площади электромагнитного спектра. Наши глаза не способны видеть 99,9965% электромагнитного спектра. Это означает, что почти 100% света полностью невидимо для наших глаз. Мы можем видеть только мельчайшую полоску света, но этого самого по себе было достаточно для большинства форм жизни на Земле.
Как создаются различные длины волн
Различные длины волн света образуются в результате различных процессов и событий. События с низкой энергией приводят к более длинным длинам волн света, в то время как события с высокой энергией приводят к более коротким длинам волн света. На самом деле во Вселенной очень мало вещей, которые излучают свет на тех длинах волн, которые могут видеть наши глаза. Если вы хотите понаблюдать за формированием звезды глубоко внутри межзвездного облака, вы должны увидеть это в инфракрасном диапазоне, потому что инфракрасный свет с большей длиной волны может проходить сквозь плотно упакованные облака звездного материала. В противном случае весь процесс будет невидимым. Если вы хотите увидеть, как звезда взорвется мощной сверхновой, вы должны увидеть ее в свете с более короткими длинами волн, таких как ультрафиолетовое и гамма-излучение, иначе она будет невидима для вас. Наши глаза не способны видеть рождение и смерть звезд. Однако человечество оказалось на удивление ловким в преодолении этих проблем. Наш инновационный ум позволил нам создать фильтры и детекторы, которые позволяют нам улавливать и видеть в других длинах волн света. Используя нашу технологию, мы теперь можем видеть космос во всех длинах волн света. Однако простое использование наших глаз по-прежнему означает, что мы слепы к космосу. Это действительно удивительно, насколько потрясающей является природа, даже несмотря на то, что наши глаза не могут увидеть большую ее часть.
