שיגור אסטרונאוטים אל פני הירח או רובוט לעבר נפטון, מאפשרים ללמוד ישירות על אזורים בחלל שמעבר לכדור הארץ. עם זאת, רוב חלקי היקום רחוקים מכדי שהאדם יגיע אליהם או יבצע בדיקות שטח באמצעות רובוטים. למעשה, מעט מאוד מידע אסטרונומי מתקבל מנסיעות או ממגע ישיר. כדי לקבל מידע על אזורים מרוחקים אנו מסתמכים לעתים קרובות על אותות המגיעים אלינו כאור. כאשר האור מפוזר, ישנם שני היבטים בספקטרום שהם בעלי חשיבות לאסטרונומים. ראשית, קרינה רציפה המעידה על תכונות תרמיות של המקור ממנה הגיעה. שיא אורך הגל של הקרנה זו מודד את הטמפרטורה של גוף מרוחק. לגופים חמים יש קרינה באורכי גל קצרים יותר. שנית, אלקטרונים הנעים ממצב אנרגיה אחד לשני באטומים יוצרים דפוס של קווים חדים שמוקמים באורך גל מסויים. לכל יסוד כימי יש דפוס ייחודי של קווים ספקטרליים. התבנית הכוללת של הקווים הללו היא כמו "טביעת אצבע" החושפת את ההרכב הכימי של גוף מרוחק.
באדיבות NASA
קיים ספקטרום רחב של קרינה כאשר האור הנראה הוא רק חלק זעיר ממנו. במשך כל ההיסטוריה האנושית ראינו אור מן השמש והכוכבים המופיעים בשמי הלילה. עם זאת, האור שהעין יכולה לראות רק משתרע על חלק קטן מאורכי הגל בספקטרום האלקטרומגנטי. במאה השנים האחרונות, פותחו טכנולוגיות המאפשרות לצפות ביקום באמצעות סוגים רבים של קרינה בלתי נראית. עכשיו יכולים האסטרונומים לחקור את היקום באמצעות קרינה החל מגלי רדיו ועד קרני גמא – כשהיחס בין אורך הגל הארוך לקצר הוא 1015 או פי אלף טריליון!
כמה רעיונות פיזיקליים פשוטים שולטים בספקטרום הקרינה הנרחב. כל סוגי הקרינה נעים באותה מהירות וכל סוג קרינה מוגדר באמצעות אורך הגל. כל חומר שאינו שקוף – מוצק, נוזל או גז צפוף – יקרין גלים הנקבעים אך ורק על ידי הטמפרטורה שלו. חפץ בטמפרטורה של 5000 עד 6000 קלווין יזהר בצבע צהבהב, בין אם הוא מתכת בכבשן, השמש עצמה, או כוכב הדומה לשמש אך נמצא בצד השני של הגלקסיה. כל גז צפיפות נמוכה מייצר אותה קבוצה של קווים ספקטרליים חדים. הספקטרום של הליום הוא זהה, בין אם הוא נמצא בצינור אטום במעבדה, או בענן גז ענקי שנמצא אי שם במרחבי היקום, ומיליארדי שנים חלפו מאז שיצא לדרך ועד שהגיע אלינו.
הרעיון הנרחב העוסק בקרינה ממחיש את היקף השיטה המדעית. הפיזיקאים חוקרים את יחסי הגומלין בין חומר לקרינה באמצעות ניסויים מבוקרים בקפידה במעבדה. האסטרונומים מיישמים את העקרונות האלה ברחבי היקום. זהו יישום של חוקי הקרינה בקנה מידה גדול! אנחנו חייבים לזכור כי אסטרונומים מניחים הנחה חשובה: לפיה היקום עובד באותה דרך ועל פי אותם חוקים בכל מקום ובכל זמן.
ניצול הידע המגיע אלינו באמצעות קרינה בלתי נראית מאפשרת נקודת מבט נוספת על תפקידם של בני האדם ביקום. בני האדם רגישים רק לחלק זעיר מטווח הגלים שהיקום מייצר. אחרי כמה אלפי שנים של אסטרונומיה בתחום הנראה, החללית וטכנולוגיות של גלאים חדשים הניבו מבול של מידע באורכי גל בלתי נראים. תארו לעצמכם שאתם צריכים לחיות בסיוע רק אחד מהחושים שלכם: חוש הראייה. נסו להעריך כמה עולמות יהיו סגורים בפניכם: מוסיקה, שיחה, טעם וריח של מזון. ניתן להבין את ההתרגשות של האסטרונומים כאשר ניתנו בידיהם כלים חדשים המרחיבים את "חושים" המאפשרים להם לחקור באמצעות הספקטרום האלקטרומגנטי. המדענים האלה עוסקים בשאלה מסקרנת: איך נראה היקום לו היו לנו עיניים שיכולות לראות קרינה בלתי נראית.
Author: Chris Impey