حقوق الصورة: Jason Ware
علم الفلك الهواة ليس للجميع. ولكن على عكس المصالح الأخرى ، يمكن أن يكون! بعد كل شيء ، هناك الكثير من السماء للتجول. والاستمتاع بالسماء لا يتطلب الكثير. في البداية ، فقط قوة البصر البشري والقدرة على "الاستمرار في البحث".
إن تقدير سماء الليل والعديد من سكانها يشبه الاستمتاع بأي عمل فني رائع. يمكن لأي شخص أسير إلى لوحة لفان جوخ أو تمثال لرودن أو سوناتا ببيتهوفن أو مسرحية لشكسبير أو قصيدة لتينيسون ، أن يقدر بالتأكيد كوكبة صنعتها يد نحت الطبيعة. لذلك مثل هذه الأعمال الفنية العظيمة ، يمكن زراعة التقدير الجيد لسماء الليل. ولكن على عكس مثل هذه الأعمال ، هناك شيء بدائي ومثير للإثارة على الفور حول السماوات - وهو أمر يتحدى أي حاجة إلى دراسة عميقة أو ثقافات من قبل الآخرين.
في حين أنه من الصحيح أن بعض الأجهزة العبقرية (مثل الربع) قد تم تطويرها في وقت مبكر من تاريخ علم الفلك ، إلا أنه حتى وقت غاليليو (أوائل القرن السابع عشر) بدأ علماء الفلك في استكشاف الكون بالتفصيل. قبل ذلك الوقت ، وضعت العين البشرية مثل هذه القيود على ما يمكن رؤيته أن كل ما نعرفه عن السماء يقتصر على جسدين ساطعين كبيرين (الشمس والقمر) ، والعديد من الأضواء الخافتة (النجوم الثابتة والنادرة النادرة) ، ومتوسط مجموعة (الكواكب والمذنبات العرضية). باستخدام أدوات مثل الربع (للموقف) ، و waterclock (للوقت) ، أصبح من الممكن التنبؤ بحركات جميع هذه الأجسام. وكان التنبؤ - وليس الفهم - هو الذي دفع الملاحظة باستخدام العين البشرية وحدها.
في نهاية المطاف ، كان التلسكوب هو الذي جعل الاكتشاف - بدلاً من القياس - القوة الدافعة وراء علم الفلك. لأنه بدون التلسكوب ، سيكون الكون مكانًا أصغر بكثير ومليءًا بأشياء أقل بكثير. ضع في اعتبارك أنه عند 2.3 مليون سنة ضوئية ، فإن أكبر جرم سماوي بعيد غير مرئي - المجرة الكبرى لأندروميدا - لم يكن ليطلق عليه اسم على الإطلاق. في الواقع ، ربما لم تحصل على اسمها الأقدم: العظيم سديم في أندروميدا. لاحظ لأول مرة في نص القرن العاشر "كتاب النجوم الثابتة"وصف عبد الرحمن الصوفي ذو العيون الحادة المجرة الكبرى بأنها "سحابة صغيرة". وهذا - بدون التلسكوب - هو كل ما كنا سنراه على الإطلاق:
بسبب التلسكوب ، نعرف الآن أكثر بكثير عن الشمس والقمر والكواكب والمذنبات والنجوم أكثر من مجرد مكان وجودها في السماء. نحن نفهم أن شمسنا نجمة قريبة وأن كوكبنا ، وكواكب ، و "نذر الموت" - المذنبات - كلها جزء من النظام الشمسي. لقد اكتشفنا أنظمة نجمية أخرى غير تلك الخاصة بنا. نحن نعلم أننا نعيش في مجرة - من مسافة مليوني سنة ضوئية - ستبدو مثل M31 -1. لقد قررنا أنه بعد عدة مليارات من السنين ستحتضن مجرتنا و M31 أذرع لولبية. ونحن ندرك أن الكون استثنائي من حيث اتساعه وتنوعه وجماله وتناغم الترابط.
نحن نعلم كل هذا لأننا نمتلك التلسكوب - والأدوات المماثلة - التي يمكن أن تسمع أعماق الكون عبر العديد من الأوكتافات من الحيوية الطيفية.
ولكن كل شيء يبدأ بالعين البشرية ...
يعتمد عمل العين البشرية على ثلاث من الخصائص الأربع الرئيسية للضوء. قد ينكسر الضوء أو ينعكس أو ينحرف أو يمتص. يدخل الضوء العين كحزم متوازية من المسافة. نظرًا لأنها محدودة في الفتحة ، فإن العين قادرة فقط على جمع نسبة صغيرة جدًا من الأشعة القادمة من أي شيء. تسمح منطقة التجميع هذه - التي تبلغ مساحتها حوالي 38 ملليمترًا مربعًا (متوسعة بالكامل ومُكيَّفة بشكل داكن) - للعين برؤية النجوم بشكل طبيعي حتى حجم 6 تقريبًا. لفهرسة حوالي 6000 نجم فردي (مع رش أشياء أخرى). تم تصنيف أضعف هذه من "الحجم السادس" ، وألمع من "الأول".
لكن العين محدودة أيضًا بمبدأ الحيود. يمنعنا هذا المبدأ من رؤية التفاصيل الدقيقة للغاية. نظرًا لأن العين محدودة في الفتحة ، تبدأ أشعة الضوء المتوازية في "الانتشار" أو الانتشار بعد دخول القزحية. يعني هذا الانتشار أنه - على الرغم من استخدام الانكسار للتركيز - لا يمكن للفوتونات أن تقترب من بعضها البعض. لهذا السبب ، هناك حد نهائي لمقدار التفاصيل التي يمكن رؤيتها بواسطة أي فتحة - وهذا يشمل العين نفسها.
تستغل العين بالطبع مبدأ الانكسار لتنظيم أشعة الضوء. تدخل الفوتونات القرنية وتنحني وتمرر إلى العدسة خلفها. (تقوم القرنية بمعظم التركيز وتترك حوالي الثلث حتى العدسة.) تقوم العدسة نفسها بتعديل زوايا الأشعة لجلب الأشياء - بالقرب أو بعيدًا - للتركيز. يتم ذلك عن طريق تغيير نصف قطر الانحناء. وبهذه الطريقة ، يمكن للأشعة المتوازية من مسافة بعيدة أو أشعة متباينة من مكان قريب عرض صورة على الشبكية حيث تحول الخلايا العصبية الصغيرة الطاقة الضوئية إلى إشارات لتفسيرها من قبل الدماغ. والدماغ - في المقام الأول الفص القذالي في الجزء الخلفي من الرأس - هو الذي يقوم بمعالجة الصور اللازمة لإعطاء التماسك إلى هذا التدفق الثابت للإشارات العصبية القادمة من العين.
للكشف عن الضوء ، تستخدم شبكية العين مبدأ الامتصاص. تسبب الفوتونات في إزالة استقطاب الخلايا العصبية الحسية. تقوم إزالة الاستقطاب بإشارات كهربائية كيميائية من المحاور العصبية إلى التشعبات الأعمق في الدماغ. قد تكون الخلايا العصبية في الشبكية على شكل قضيب أو مخروطية. تكتشف القضبان الضوء من أي لون وهي أكثر حساسية للضوء من المخاريط. تكتشف المخاريط ألوانًا محددة فقط وتوجد بتركيز أكبر على طول المحور الرئيسي للعين. وفي الوقت نفسه ، تهيمن القضبان خارج المحور. يمكن للعين المجردة أن ترى النجوم أكثر ضعفًا ونصف مرة تقريبًا من تلك التي تحملها مباشرة.
أبعد من النفور ، إشارات عصبية تمر من الشبكية (عبر تصالب بصري) يتم معالجتها أولاً بواسطة القولون العلوي. يعطينا الجوف رد فعلنا المرئي - ولكن الأهم من ذلك - يقوم بترشيح المجال البصري أقل من الفص القذالي. وبسبب هذا ، يمكن للكوليك أن يكتشف حتى مصادر الضوء الباهتة - ولكن فقط عندما تكون في حركة واضحة. وهكذا يمكن للمراقب الفطن اكتشاف النجوم الخافتة - والأشياء المتوهجة بشكل خافت - أكثر خفوتًا بأربع مرات من تلك التي يتم رؤيتها من خلال العرض العادي "المباشر". (يتم ذلك عن طريق مسح العين عبر سماء الليل - أو عبر مجال رؤية التلسكوب.)
بالإضافة إلى النفور وحركة العين ، تزيد العيون من الحساسية من خلال التكيف مع ظروف الإضاءة المنخفضة. يتم ذلك بطريقتين: أولاً ، تقوم العضلات الرفيعة بسحب القزحية (الواقعة بين القرنية والعدسة) لاستقبال أكبر قدر ممكن من الضوء. ثانيًا ، في غضون 30 دقيقة تقريبًا من التعرض للظلام ، فإن "اللون البنفسجي البصري" (رودوبسين) على قضبان الشبكية يأخذ لونًا أحمر ورديًا منتقلًا. هذا التغيير يزيد من حساسية قضبان حتى النقطة فوتون واحد من الضوء المرئي قد يتم الكشف عنها.
بصرف النظر عن القيود التي يفرضها الحيود ، هناك حد طبيعي ثانٍ لكمية التفاصيل التي يمكن أن تراها العين. بالنسبة للخلايا العصبية ، يمكن جعلها صغيرة جدًا وتوضع بالقرب من بعضها فقط. في هذه الأثناء ، عند طول بؤري يبلغ حوالي 25 مم ، يمكن للعين رؤية "1x" فقط. أضف هذا إلى حقيقة أن أكبر فتحة تحققها العين (حدقة المدخل) هي 7 ملم ، وأصبحت عين الإنسان هي المعادل الفعال لزوج منظار "1x7mm".
كل هذه العوامل تقصر العين - حتى في أفضل ظروف المراقبة (مثل فراغ الفضاء) - على رؤية النجوم (باستخدام الرؤية المباشرة) من الحجم الثامن (1500 مرة أكثر خفوتًا من النجوم الساطعة) وحل الأزواج القريبة إلى حوالي 2 قوس - دقائق الفصل الزاوي (1/15 الحجم الظاهري للقمر).
يبدأ علم الفلك الرصدي بالعيون. لكن الأجهزة الجديدة تطورت لأن بعض العيون تجد صعوبة في تركيز الضوء. وبسبب قصر نظر الإنسان وبُعد النظر ، ظهرت العدسات الأولى للنظارة. وكانت مسألة تجريب فقط قبل أن يجمع شخص ما عدسة واحدة من كل نوع معًا لتشكيل أول تلسكوب أو "أداة للرؤية الطويلة".
إن علماء الفلك اليوم قادرون على زيادة قدرة العين البشرية إلى النقطة التي يمكننا تقريبًا النظر فيها إلى بداية الوقت نفسه. ويتم ذلك من خلال استخدام المبادئ الكيميائية والمبادئ الصلبة المتضمنة في التصوير الفوتوغرافي والأجهزة المقترنة بالشحن (CCDs). هذه الأدوات قادرة على تراكم الفوتونات بطريقة لا تستطيع العين. نتيجة لهذه "الوسائل البصرية" ، اكتشفنا أشياء لم يكن من الممكن تصورها عن الكون. العديد من هذه الاكتشافات لم تكن معروفة لنا - حتى في الآونة الأخيرة مع بداية عصر المراصد الكبرى (أوائل القرن العشرين). لقد وسع علم الفلك اليوم نطاق الرؤية الكونية عبر العديد من نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي - من الراديو إلى الأشعة السينية. لكننا نقوم بأكثر من مجرد العثور على الأشياء وقياس المواقف. نحن نسعى لفهم أكثر من الضوء - لكن الفهم أيضًا ...
يستخدم علماء الفلك الهواة اليوم - مثل المؤلف - المقاريب المنتجة يدويًا والكتلة من جميع أنحاء العالم لتدوير مليارات السنين الضوئية في أعماق الكون.-2 هذا النوع من الرؤية الطويلة ممكن لأن العين والتلسكوب يمكنهما العمل معًا لجمع "ضوء أكثر دقة" من الأعلى.
إلى أي مدى يمكنك أن ترى؟
-1وفقًا لوكالة ناسا ، ستبدو مجرة درب التبانة تشبه إلى حد بعيد 15.3 MLY لولبية مسدودة بعيدة M83 موجودة في كوكبة هيدرا (كما هو موضح على اليمين). سيكون الإنسان في الفضاء قادرًا على حمل الجزء المركزي المشرق من هذه المجرة بحجم 8.3 ك "نجم ضبابي" باستخدام الرؤية المتجنبة. يمكن بسهولة العثور على M83 باستخدام مناظير منخفضة الطاقة من الأرض.
-2تحمل حجمًا بصريًا متغيرًا يبلغ 12.8 ، ويمكن الاحتفاظ بالكوازار البعيد 3C273 لمدة 2 مليار سنة ضوئية مباشرة بالعين البشرية عند زيادته بواسطة تلسكوب بفتحة مقاس 6 بوصات / 150 مم عند 150x خلال سماء الليل 5.5 درجة غير محدودة الحجم و 7 / 10p رؤية الاستقرار. سيكشف زوج منظار 10x50mm عن 3C273 كنجم باهت من مدار الأرض.
مستوحى من تحفة أوائل القرن العشرين: "السماء من خلال تلسكوبات ثلاثة وأربعة وخمسة بوصات" ، بدأ جيف في علم الفلك وعلوم الفضاء في سن السابعة. حاليا يكرس الكثير من الوقت لصيانة موقع Astro.Geekjoy.
