دنیای رنگ از دریچه دید جیمز وب
در نگاه اول، خیلی از ما تصور می‌کنیم که فضا پر از رنگ‌های مختلف است. نگاه کردن به کیهان و کهکشان‌های تشکیل‌دهنده آن از طریق تلسکوپ‌های بزرگ ساخته شده بشر، تصور رنگی بودن کیهان و فضا را بیشتر می‌کند. اما از نظر علمی، فضا فاقد رنگ است و تمام تصاویر ضبط شده توسط تلسکوپ‌ها، به شکل سیاه و سفید هستند. با این حال چگونه است که ما آنها را رنگی مشاهده می‌کنیم؟ نصب فیلترهای مختلف بر روی تلسکوپ‌ها، زمینه را برای رنگی شدن تصاویر گرفته شده از کیهان به وجود می‌آورد.
وقتی به تصاویر جیمز وب به عنوان بزرگترین تلسکوپ حال حاضر دنیا نگاه می‌کنیم، متوجه استفاده جیمز وب از فیلترهای مختلف برای رنگی نشان دادن تصاویر است. اما جیمز وب چه نوع تلسکوپی است؟ در این مقاله قصد داریم تا پیرامون عنوان «دنیای رنگ از دریچه دید جیمز وب»، به موضوعاتی نظیر رنگ‌های کهکشان راه شیری، چشمان شما چگونه می‌بینند؟ رنگ کهکشانی، چرا تصویر فضا رنگی است؟ تلسکوپ فضایی جیمز وب، نحوه کارکرد تلسکوپ جیمز وب، رنگ در تلسکوپ جیمز وب و تلسکوپ جیمز وب در کجا قرار دارد؟ بپردازیم. برای خواندن ادامه مطلب، مجله مینیاتور را دنبال کنید.
رنگ‌های کهکشان راه شیری
چشم انسان چند رنگ را می‌تواند ببیند؟ آیا می‌توانیم رنگ را در فضا ببینیم؟ باور کنید یا نه، چشم انسان می‌تواند حدود ۷٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ رنگ را ببیند. اما آیا می‌دانستید رنگ‌هایی وجود دارند که نمی‌توانید آنها را ببینید؟ رنگ در فضا تغییر نمی‌کند، زیرا طول موج‌ها ثابت است.
طیف الکترومغناطیسی
هر مخروط چشم شما قسمت‌های مختلفی از طیف نور را می‌تواند ببیند. طیف الکترومغناطیسی به کل محدوده و دامنه فرکانس‌های تابش الکترومغناطیسی و طول موج فوتون مربوطه اشاره دارد. چشمان شما از طول موج‌ها هیجان‌زده می شوند و می‌توانند طول موج ها را برای نور مرئی ببینند. اگر طول موج‌های فرابنفش را می‌دیدید، بنابراین طول موج‌های بنفش را نیز خواهید دید.
نور مرئی و نور مادون قرمز نزدیک، معمولا توسط الکترون‌های موجود در مولکول‌ها و اتم‌هایی که از یک سطح انرژی به سطح دیگر حرکت می‌کنند جذب و ساطع می‌شوند. این عمل به مکانیسم‌های شیمیایی که زیربنای بینایی انسان و فتوسنتز گیاهان است، اجازه دیدن می‌دهد. نوری که سیستم بینایی انسان را تحریک می‌کند، بخش بسیار کوچکی از طیف الکترومغناطیسی است. رنگین کمان بخش نوری (مرئی) طیف الکترومغناطیسی را نشان می‌دهد. مادون قرمز (اگر بتوان آن را دید) درست فراتر از سمت قرمز رنگین کمان قرار می‌گیرد و اشعه ماوراء بنفش درست فراتر از انتهای بنفش ظاهر می‌شود.
چشمان شما چگونه می‌بینند؟
هر جسمی که می‌بینید نور را به چشمان شما منعکس می‌کند. آن نور منعکس شده به سلول‌های مخروطی کوچک، متوسط و بزرگ ما که در چشم قرار دارند، می‌رسد. هر سلول یک طول موج را می‌خواند. مخروط‌ها پیامی به مغز شما می‌فرستند و به او می‌گویند که چه مقدار نور با طول موج بلند، متوسط و کوتاه از یک جسم منعکس می‌شود. قرار دادن همه اینها در یک کد عددی است که به آن رنگ می‌گوییم. اگرچه نور رنگی ندارد، اما مغز ما زمانی که طیف نور وارد چشم می‌شود، کدی تولید می‌کند.
رنگ کهکشانی
در طول دهه ۱۹۹۰ ناسا یکی از پیچیده‌ترین تلسکوپ های فضایی را به مدار پایین زمین پرتاب کرد. مدار پایین ارتفاع بین سطح زمین و ۲۰۰۰ کیلومتر (۱۲۰۰ مایل) است. از آنجایی که تلسکوپ خارج از جو ما قرار دارد، اما می‌تواند اجرام نجومی را در طیف وسیعی از الکترومغناطیس، از نور فرابنفش، مرئی و طول موج‌های نزدیک به فروسرخ مشاهده کند. این تلسکوپ همچنین می‌تواند اجرام کم نور را در نزدیکی اجرام درخشان ببیند.
این تلسکوپ می‌تواند اجرام نجومی را با اندازه زاویه ای ۰٫۰۵ ثانیه قوس تشخیص دهد که مانند دیدن یک جفت کرم شب تاب در توکیو از خانه خود در مریلند است. این نوع مشاهده ۱۰ تا ۲۰ برابر بهتر از وضوح معمولی با تلسکوپ‌های بزرگ زمینی است. این یک سطح کاملا جدید از پیچیدگی جزئیات در انواع پدیده‌های آسمانی، از ستارگان نزدیک تا کهکشان‌های دور اما قابل مشاهده است.
چرا تصویر فضا رنگی است؟
وقتی به عکسی از یک سحابی که با تلسکوپ هابل گرفته شده نگاه می‌کنیم، رنگ‌های فوق العاده ای را می‌بینیم که از آن ساطع می‌شود. اما آیا واقعا اینگونه در فضا ظاهر می‌شود؟ نه، به خاطر علم، دانشمندان تصاویر را رنگی می‌کنند.
تصویر معروف از سحابی «عقاب» که ستون‌های آفرینش نام دارد، رنگ‌های خارق‌العاده‌ای را در اطراف سحابی نشان می دهد. محققان اغلب رنگ‌های مصنوعی را برای تمرکز بر عنصر یا ویژگی‌هایی که می‌خواهند مطالعه کنند، اضافه می‌نمایند. تخصیص رنگ‌ها به طول موج‌های مختلف به آنها این امکان را می‌دهد که در مورد هر جسم اطلاعات بیشتری کسب کنند.
امواج مادون قرمز، مایکروویو و امواج رادیویی، رنگ‌های قرمز را منتشر می‌کنند. پرتوهای فرابنفش، اشعه ایکس و گاما، رنگ‌های بنفش را نشان می‌دهند. در حالی که تلسکوپ هابل می‌تواند طول موج‌هایی را که چشم ما نمی‌بیند شناسایی کند، دانشمندان آنها را رنگ می‌کنند تا ما را به فضا علاقه‌مند نگه دارند.
تلسکوپ فضایی جیمز وب
اولین تصاویر منتشر شده از تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان از کهکشان‌هایی می‌دهد که نزدیک به ۴٫۶ میلیارد سال پیش متولد شده‌اند. به گفته ناسا، تصویری که از جیمز وب منتشر شد، عمیق‌ترین و واضح‌ترین تصویر مادون قرمز از جهان یا کهکشان‌های دور است.
تصویری که جیمز وب در سفر فضایی خود نشان می‌دهد، یک خوشه کهکشانی با نام ۰۷۲۳ SMACS است که حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش متولد شد. کشش گرانشی این خوشه، فضا و زمان را منحرف می‌کند؛ به طوری که به عنوان عدسی، نور کهکشان‌های دورتر را در پشت خود بزرگتر نشان می‌دهد. این تصویر ثابت می‌کند که تلسکوپ فضایی قادر به دستیابی به یکی از اهداف اصلی خود است: دیدن دورتر از هر تلسکوپ دیگری در جهان و گرفتن نور از اولین ستاره‌های متولد شده پس از انفجار بزرگ بیگ بنگ؛ انفجاری که جهان را در ۱۳٫۷ میلیارد سال پیش به دنیا آورد.
بیل نلسون، مدیر ناسا در کنفرانس مطبوعاتی گفت: «ما به بیش از ۱۳ میلیارد سال گذشته نگاه می‌کنیم. آژانس فضایی قادر است به ۱۳٫۵ میلیارد سال گذشته نگاه کند.». تصویر گرفته شده از تلسکوپ فضایی جیمز وب، تصویر هزاران کهکشان را نشان می‌دهد؛ از جمله برخی از کم‌نورترین و دورترین کهکشان‌هایی که تاکنون در مادون قرمز مشاهده شده‌اند. همه آنها در قسمتی از آسمان قرار دارند که به بزرگی یک دانه شن است. این بخش متعلق به صورت فلکی مجسمه‌ساز است که فقط از نیمکره جنوبی قابلیت مشاهده دارد.
نحوه کارکرد تلسکوپ جیمز وب
برای جمع آوری نور کافی، آینه تلسکوپ فضایی باید به مدت بیش از ۱۲ ساعت در همان منطقه از آسمان قرار می‌گرفت. برای مقایسه، تلسکوپ فضایی هابل به بیش از ۲۰۰ ساعت، طی چندین جلسه و چندین ماه نیاز داشت. اما جیمز وب تنها در ۱۲ ساعت توانست تصاویر شگفت‌انگیزی از گذشته جهان به ما نشان دهد.
تلسکوپ جیمز وب یکی از بزرگترین پروژه های علمی تاریخ است، هم در مقیاس و هم از نظر هزینه؛ زیرا هزینه ساخت این تلسکوپ نزدیک به ۱۰ میلیارد دلار بود که طراحی، ساخت و راه‌اندازی آن بیش از سه دهه طول کشید.
رنگ در تلسکوپ جیمز وب
تعداد کهکشان‌هایی که در عکس تلسکوپ فضایی جیمز وب ظاهر می‌شوند بسیار زیاد است. نقاط روشن در تصویر ستاره نیستند، بلکه کهکشان‌هایی هستند که از میلیاردها ستاره تشکیل شده‌اند. رنگ‌های موجود در تصویر مصنوعی هستند. تلسکوپ‌ها تصاویر را سیاه و سفید و از طریق فیلترهای رنگی ضبط می‌کنند. با ترکیب چندین عکس از یک میدان که در طول موج‌های مختلف به دست آمده‌اند، می‌توان نشان داد که آنها برای چشم انسان چگونه به نظر می‌رسند. اگرچه پالت رنگ همیشه تا حدی مصنوعی خواهد بود، زیرا بیشتر نور در نور است. در مورد اولین تصویر از جیمز وب، از ۶ فیلتر استفاده شده است: دو فیلتر در سایه‌های مختلف آبی، دو فیلتر به رنگ سبز و دو فیلتر به رنگ قرمز.
تلسکوپ جیمز وب در کجا قرار دارد؟
در حال حاضر، این رصدخانه در دومین نقطه لاگرانژ در ۱٫۵ میلیون کیلومتری زمین، به دور خورشید می‌چرخد. این رصدخانه در گرفتن نور مادون قرمز(نامرئی برای چشم انسان) که توسط اجسام دور ساطع می‌شود، مهارت دارد. علاوه بر این، این اولین تلسکوپ فضایی است که می‌تواند از میان ابرهای غباری ببیند و ستارگان پشت آنها را تصویربرداری کند. به لطف جیمز وب و سایر تلسکوپ های فضایی موجود مانند هابل و چاندرا، دانشمندان قادر خواهند بود کیهان را با جزئیات بی‌سابقه‌ای رصد کنند.
جمع‌بندی
در این مقاله تلاش کردیم تا درباره موضوع «دنیای رنگ از دریچه دید جیمز وب» صحبت کنیم. جیمز وب بزرگترین تلسکوپ فضایی ساخته بشر است که می‌تواند دورترین نقاط کیهانی را ببیند. برای ساخت این تلسکوپ فضایی اعجاب‌آور، در مدت زمان بیش از ۳ دهه و با هزینه نزدیک به ۱۰ میلیارد دلار ساخته شده است. اگرچه در فضا هیچگونه رنگی وجود ندارد اما با نصب شدن سه فیلتر بزرگ رنگی در تلسکوپ جیمز وب، ما قادر هستیم تا نقاط دور کیهانی را به صورت رنگی مشاهده کنیم. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره تلسکوپ جیمز وب، با شماره تلفن ۴۴۰۰۰۳۷۳ -۰۲۱ تماس بگیرید. گروه کارشناسان ما در وب سایت مینیاتور آماده پاسخگویی به سوالات شما عزیزان هستند.
سوالات متداول
رنگ واقعی فضا چیست؟
اگر جهان بی‌نهایت بزرگ و بی‌نهایت قدیمی بود، در آن صورت انتظار این بود که آسمان شب از نور آن همه ستاره درخشان باشد. با این حال رنگ در فضا وجود ندارد و تماما به صورت سیاه و سفید است.
آیا تصاویر تلسکوپ هابل رنگی است؟
هابل از فیلترهای ویژه‌ای استفاده می کند که تنها به طیف خاصی از رنگ‌ها اجازه عبور می‌دهد. هنگامی که نور ناخواسته فیلتر شد، نور باقیمانده ثبت می‌شود. در نتیجه، هر تصویری که هابل به زمین ارسال می‌کند، در واقع سیاه و سفید است و به وسیله فیلترها رنگی می‌شود.
جیمز وب چگونه رنگ را می‌بیند؟
تلسکوپ جیمز وب برای دیدن نور مادون قرمز طراحی شده است که طول موج آن از نور مرئی قرمز بیشتر اما از امواج مایکروویو کوتاه‌تر است. نور مادون قرمز می‌تواند به ابرهای غلیظ گاز و غبار در فضا نفوذ کند تا به محققان این امکان را بدهد که اسرار پنهان جهان در گذشته را ببینند.
جیمز وب چه رنگی از نور را تشخیص می‌دهد؟
جیمز وب یک تلسکوپ ۶٫۵ متری است که از نور مرئی طلایی رنگ تا مادون قرمز میانی، در طول موج های ۰٫۶ میکرومتر تا ۲۸٫۵ میکرومتر حساس است. تلسکوپ جیمز وب دارای ۶ فیلتر رنگی است که شامل دو فیلتر در رنگ‌های مختلف آبی، دو فیلتر به رنگ سبز و دو فیلتر به رنگ قرمز می‌شود.
آیا رنگ‌ها در تلسکوپ جیمز وب واقعی هستند؟
جیمز وب چیزی را که ما به عنوان «گرما» احساس می‌کنیم، درست مانند عینک‌های دید در شب تشخیص می‌دهد. تصاویر تلسکوپ جیمز وب فقط نمایشی از نمای دور کیهانی است. بنابراین، رنگ‌ها در تصویر ارائه شده از تلسکوپ جیمز وب واقعی نیستند و به واسطه فیلترها، قابلیت رنگی شدن پیدا کرده‌اند.