Kroglice deževnice na topolovem listu delujejo kot leče, usmerjajo svetlobo in širijo listno mrežo žil. Svetloba iz lista, ki se premika s hitrostjo 186.000 milj na sekundo, prispe v vaše oko 0,5 nanosekunde pozneje. Utripanje očesa vzame 600.000-krat več časa! Zasluge: Bob King
Moja pozornost je bila osredotočena na vodo iz kroglic na topolovem listu. Kako dragulj in pokajoč od jutranje sončne svetlobe. Približal sem se, odstranil očala in opazil, da vsaka kapljica poveča majhen del žil, ki se vijejo in podpirajo list.
Ko sem osredotočil objektiv kamere, sem se spraševal, kako dolgo je trajalo, da so kapljice svetlobe dosegle moje oko. Ker sem bil oddaljen le približno šest centimetrov in svetloba potuje s hitrostjo 186.000 milj na sekundo ali 11,8 palca vsake milijarde sekunde (ena nanosekunda), je potovalni čas znašal 0,5 nanosekunde. Prekleto blizuistočasnopo človeških merilih, a praktično za vedno pozitronij hidrid , eksotična molekula, sestavljena iz pozitrona, elektrona in atoma vodika. Povprečna življenjska doba molekule PsH je le 0,5 nanosekunde.
Svetloba potrebuje približno 35 mikrosekund, da prispe iz transkontinentalnega curka in njegove sledi. Zasluge: Bob King
V našem vsakdanjem življenju svetloba znanih obrazov, obcestnih znakov in natakarja, katerega pozornost poskušate pritegniti, doseže naše oči v nanosekundah. Toda če slučajno pogledate navzgor in vidite drobno temno obliko visokoletečega letala, ki ga vleče perjanica njegove sledi, svetloba traja približno 35.000 nanosekund ali 35mikrosekunde, da prepotujete razdaljo. Še vedno ni veliko za hecat.
Vesoljska postaja kroži okoli Zemlje v vesolju približno 250 milj nad glavo. Med prehodom nad glavo svetloba iz znanstvenega laboratorija v orbiti sproži vaše mrežnice 1.3nacionalnisekund kasneje. Za primerjavo, mežik traja približno 300 milisekund (1/3 sekunde) ali 230-krat dlje!
Eksperiment z lunarnim laserjem, ki so ga na Luno postavili astronavti Apolla 14. Observatoriji sevajo z laserjem na majhen niz, ki odbija delček svetlobe nazaj. Merjenje časovne zamude pokaže Lunino razdaljo na približno milimeter. Na Lunini površini se laserski žarek razširi na 4 milje v širino in le en foton se vsakih nekaj sekund odbije nazaj v teleskop. Zasluge: NASA
Svetlobni čas končno postane bolj oprijemljiv, ko pogledamo Luno, ki je od nas oddaljena 1,3 svetlobne sekunde na povprečni razdalji 240.000 milj. Če želite začutiti, kako dolgo je to, se ob naslednji priložnosti zazrite v Luno in preštejte na glas: tisoč ena. Retroreflektivne naprave ki so jih na lunino površje postavili astronavti Apolla, jih astronomi še vedno uporabljajo za določanje natančne razdalje do lune. V ogledala usmerjajo laser in merijo povratno vožnjo.
Venera kot super tanek polmesec le 10 ur pred konjunkcijo 25. marca. Planet je bil takrat le 2,3 svetlobne minute od Zemlje. Zasluge: Shahrin Ahmad
Od osmih planetov se Venera najbolj približa Zemlji, in to med nižjo konjunkcijo, ki se je po naključju zgodila 25. marca. Na ta datum je oba planeta ločevalo le 26,1 milijona milj, razdalja je znašala 140 sekund ali 2,3 minute - približno čas, potreben, da zavre voda za čaj. Mars, še en blizu planet, trenutno stoji na skoraj nasprotni strani Sonca od Zemlje.
S trenutno razdaljo 205 milijonov milj bi radijski ali televizijski signal, ki sta obe obliki svetlobe, ki bi se oddajal na Rdeči planet, potreboval 18,4 minute, da prispe. Zdaj lahko vidimo, zakaj inženirji vnaprej programirajo zaporedje pristanka v računalnik Marsove sonde, da jo varno pristane na površini planeta. Vsak ukaz – ali sprememba ukazov –, ki bi ga lahko poslali z Zemlje, bi prispel prepozno. Ko se pristajalnik ustali na planetu in pošlje nazaj telemetrijo, da sporoči svoje stanje, mora osebje za nadzor misije več minut griziti nohte in čakati, da se svetloba odšepa nazaj in sporoči.
Preden se odpravimo na bolj oddaljene planete, razmislimo, kaj bi se zgodilo, če bi Sonce katastrofalno delovalo in bi nenadoma prenehalo sijati. Brez skrbi. Vsaj ne za 8,3 minute, kolikor je potrebno, da svetloba ali pomanjkanje le-te prinese slabo novico.
Pluton in Haron ležita 3,1 milijarde milj od Zemlje, kar je dolga pot za potovanje svetlobe. Vidimo jih takšne, kot so bili pred več kot 4 urami. NASA/JHUAPL/SwRI
Svetloba z Jupitra potrebuje 37 minut, da doseže Zemljo; Pluton in Haron sta tako oddaljena, da signal z 'dvojnega planeta' potrebuje 4,6 ure, da pride sem. To je več kot pol dneva dela v službi in prišli smo le do Kuiperjevega pasu.
Pritisnimo na najbližjo(-e) zvezdo(-e), sistem Alpha Centauri. Če se je zdelo, da je 4,6 ure svetlobe dolgo čakati, kaj pa 4,3 leta? Če dobro premislite, se morda spomnite, kaj ste počeli tik pred silvestrovo leta 2012. Približno takrat je luč, ki je nocoj prišla iz Alpha Centauri, zapustila to zvezdo in začela svojo pot proti Zemlji. Če takrat pogledamo zvezdo, se ozremo nazaj v konec leta 2012.
Poletni trikotnik se v celoti dvigne na vzhodnem nebu okoli 3. ure zjutraj konec marca. Ustvarjeno s Stellariumom
Toda komaj postrgamo površino. Vzemimo poletni trikotnik, figuro, ki bo kmalu prevladovala na vzhodnem nebu skupaj s čudovito poletno Rimsko cesto, ki se zdi, da teče skozi njo. Altair, najjužnejši vrh trikotnika, je blizu, le 16,7 svetlobnih let od Zemlje; Vega, najsvetlejša nekoliko dlje pri 25, Deneb pa neverjetnih 3200 svetlobnih let stran.
Lahko se povežemo s prvima dvema zvezdama, ker svetloba, ki jo vidimo v določenem večeru, ni tako »stara«. Večina od nas lahko pričara podobo svojega življenja in stanja v svetu pred 16 in 25 leti. Toda Deneb je izjemen. Fotoni so odšli iz tega oddaljenega supergiganta (3200 svetlobnih let) okoli leta 1200 pr. med trojansko vojno na zori železne dobe. To je čas za pogled nazaj!
Rho Cassiopeia, trenutno z magnitudo +4,5, je ena najbolj oddaljenih zvezd, vidnih s prostim očesom. Njena svetloba potrebuje približno 8200 let, da doseže naše oči. Ta zvezda, spremenljivka, je ogromna s polmerom, ki je približno 450-krat večji od Sončevega. Zasluge: IAU/Nebo in teleskop (levo); Nihče, CC BY-SA 3.0 / Wikipedia
Ena najbolj oddaljenih zvezd s prostim očesom je Rho Cassiopeiae, rumena spremenljivka, približno 450-krat večja od Sonca, ki se nahaja 8.200 svetlobnih let od nas v ozvezdju Kasiopeja. Trenutno je zvezda blizu maksimuma in jo je ob noči na severozahodnem nebu zlahka videti. Njena svetloba nas vrne nazaj na konec zadnje velike ledene dobe in na prve jamske risbe, več kot 4000 let preden bi bila zgrajena prva egipčanska piramida.
To je digitalno sporočilo (tukaj označeno), ki ga je Frank Drake poslal na M13 leta 1974 z uporabo radijskega teleskopa Arecibo.
Še naprej in naprej: najbližja velika galaksija Andromeda leži 2,5 milijona svetlobnih let od nas in je za mnoge najšibkejši in najbolj oddaljen predmet, viden s prostim očesom. Če pomislimo, da nas pogled na galaksijo popelje nazaj v čas, ko so naši daljni predniki prvič uporabljali preprosta orodja. Svetloba je morda najhitrejša stvar v vesolju, vendar ti časi potovanja namigujejo na resnično ogromno prostora.
Pojdimo še malo naprej. 16. novembra 1974 digitalno sporočilo je bilo zasijano iz radijski teleskop Arecibo v Portoriku v bogato zvezdno kopico M13 v Herculesu, oddaljenem 25.000 svetlobnih let. Sporočilo je ustvaril Dr. Frank Drake , takratni profesor astronomije na Cornellu, in je vseboval osnovne informacije o človeštvu, vključno z našim sistemom številčenja, našo lokacijo v sončnem sistemu in sestavo DNK, molekule življenja. Sestavljen je iz 1679 binarnih bitov, ki predstavljajo enote in ničele, in je bil našnajprejnamerna komunikacija, poslana nezemljanom. Danes je sporočilo oddaljeno 42 svetlobnih let, komaj je pred vrati.
Galaksija GN-z11, prikazana na vstavku, je videti tako, kot je bila 13,4 milijarde let v preteklosti, le 400 milijonov let po velikem poku, ko je bilo vesolje le tri odstotke svoje trenutne starosti. Galaksija žari s svetlimi, mladimi modrimi zvezdami, vendar je na tej sliki videti rdeča, ker je bila njena svetloba zaradi širjenja vesolja raztegnjena na daljše spektralne valovne dolžine. Zasluge: NASA, ESA, P. Oesch, G. Brammer, P. van Dokkum in G. Illingworth
Končajmo potovanje našega časovnega stroja z najbolj oddaljenim predmetom, ki smo ga videli v vesolju, galaksijo z imenom GN-z11 v Velikem medvedu. Vidimo ga tako, kot je bilo le 400 milijonov let po velikem poku (pred 13,4 milijarde let), kar pomeni primerno razdaljo od Zemlje 32 milijard svetlobnih let. Svetlobni astronomi, ki so jih ujeli s svojimi digitalnimi senzorji, so zapustili objekt, preden je nastala Zemlja, Osončje ali celo galaksija Rimska cesta!
Zahvaljujoč končni hitrosti svetlobe si ne moremo pomagati, da stvari vedno vidimo takšne, kot so bile. Morda se sprašujete, ali obstaja način, da nekaj viditetakoj zdajne da bi čakal, da pride luč sem? Obstaja samo en način, in to je biti sama svetloba.
Z vidika fotona ali svetlobnega delca, ki potuje s svetlobno hitrostjo, razdalja in čas popolnoma odpadeta. Vse se zgodi v trenutku in čas potovanja kamor koli, povsod jeničsekundah. V bistvu celotno vesolje postane točka. Kakor noro in paradoksalno se to sliši teorijo relativnosti omogoča, ker predmet, ki potuje s svetlobno hitrostjo, doživi neskončno časovno dilatacijo in neskončno krčenje prostora.
Samo nekaj, o čemer morate razmišljati, ko boste naslednjič v pogovoru srečali oči drugega. Ali pa poglejte v zvezde.
