אסטרונומים לומדים על היקום באמצעות פענוח של מסרים הנשאים על ידי קרינה מגופים הנמצאים מחוץ לכדור הארץ. קרינה אלקטרומגנטית נעה בחלל במהירות של 300,000 קמ/שניה. האור שאנו רואים בעינינו הוא רק דוגמה אחת לקרינה זו. ניתן למיין את ספקטרום הנראה של גוף לפי אורך גל שלו. עם זאת, ישנם גם אורכי גל קצרים מדי (כחול מדי) שלא נוכל לראות, ואורכי גל ארוכים מדי (אדום מדי) שלא נוכל לראות. הספקטרום האלקטרומגנטי כולו מכסה טווח אורכי גל עצום, מקרני גמא שאורך הגל שלהם הוא בגודל של גרעין אטם ועד לגלי רדיו באורך של מטרים רבים.
באדיבות וויקפדיה
ניתן לתאר את הקרינה האלקטרומגנטית כגל או חלקיק, בהתאם לסוג האינטראקציה שיש לה עם החומר. לגלים יש אורך גל, או מרחק טיפוסי בין פסגות. התדירות שלהם היא מדד למספר הפסגות העוברות דרך מקום מסויים בשנייה. אורך גל ותדירות קשורים באופן הפוך. קרינה יכולה להיחשב גם כמו חלקיק, או פוטון, כאשר האנרגיה שלה נמצאת ביחס ישר לתדירות שלה. האטומים קולטים ומשחררים אנרגיה בצורת פוטונים – יחידות נפרדות אלה של חומר ואנרגיה, מעידות על כךשהעולם המיקרוסקופי הוא גורען". מרבית הדברים שאנו יודעים על העולם תלויים בפעולת הגומלין שבין אור וחומר.
באדיבות וויקיפדיה
גופים בחלל חושפים את טבעם באמצעות הקרינה שהם פולטים. לקרינת חום של גוף (קרינת גוף שחור) יש אורך גל בעל עוצמה מירבית. באמצעותו אורך גל זה ניתן לקבוע את הטמפרטורה של הגוף. בנוסף לקרינת החום, לכל גז חם יש תכונות ספקטרליות בדידות – המופיעות כקווים ספקטרליים. קווים חדים אלה מופיעים משום שהאלקטרונים סביב גרעין אטומי יכולים לאכלס רק רמות אנרגיה מסוימות. כאשר אלקטרונים משנים את רמת האנרגיה שלהם, הם פולטים קו ספקטרלי בעל אורך גל מסוים. לכל אטום או מלקולה יש קווים ספקטרלים אופייניים. הקווים הספקטראליים מתנהגים כמו טביעת אצבע המסייעת לנו להבין ממה מורכב גוף חם.
למרות שמדענים מבצעים מדידות מדויקות מאוד, העולם המיקרוסקופי ביסודו "מטושטש". יש גבול לדיוק שבו המדענים יכולים למדוד כמויות מיקרוסקופיות, מושג התמבטא בעקרון אי-הוודאות של הייזנברג. משמעות הדבר היא שלא ניתן לקבוע את מיקומם של חלקיקים תת-אטומיים ואת מהירות תנועתם בוודאות מוחלטת. מצב הדורש מאיתנו להכיר בעובדה שהנתונים שלנו והידע שלנו על היקום הפיזי עשויים להיות מוגבלים. מגבלה זו אינה ניכרת כאשר עוסקים בחפצים גדולים כמו אנשים או פלנטות או כוכבים.
באדיבות וויקפדיה
טלסקופים הם מכשירים המשפרים את עוצמת האור שהעין האנושית יכולה לקלוט. הם מאפשרים לאסטרונומים לאסוף פרטים מדויקים יותר של מטרה אסטרונומית אותה הם חוקרים. כך אנו יכולים לראות גופים בעלי עוצמת אור חלשה בהרבה מהעוצמות שניתן לראות בעין הבלתי מצויידת. כושר איסוף האור וכושר ההפרדה של טלסקופ גדלים עם הגידול בקוטר המראה הראשית שלו. רוב הטלסקופים המודרניים הם מחזירי אור. כיום יש גל של בניית טלסקופים גדולים על הרים ברחבי העולם. יש לנו תריסר טלסקופים עם מראות בקוטר הגדול מ- 8 מטר, ומתוכננים עוד מספר טלסקופים בעלי מראות בקוטר של 20-30 מטרים. מאחר שגלאים אופטיים הם בעלי יעילות גבוהה ביותר, אסטרונומים זקוקים שטח איסוף אור גדול יותר כדי לראות עמוק יותר אל תוך היקום. הטכניקה של אינטרפרומטריה מעניקה לאסטרונומים רזולוציה טובה יותר מזו שניתן להשיג באמצעות טלסקופ יחיד. טלסקופים אחרים הוכנסו למסלולים סביב כדור הארץ כדי לצלם תמונות אופטיות חדות במיוחד באמצעות ספקטרום בעל אורכי גל ארוכים וקצרים שאינם יכולים לחדור לאטמוספירה של כדור הארץ. אולי המהפכה המרגשת ביותר היא החשיפה הרחבה של הספקטרום האלקטרומגנטי, המציג לפנינו לראשונה את היקום הבלתי נראה.
Author: Chris Impey