Let feber: bringer disco til astronomi - Physics World

Let feber: bringer disco til astronomi - Physics World

Tidsstempel: 23. januar 2024 kl. 10
Kildeknude: 3081855

Kunne diskokugler blive et nyt pædagogisk værktøj inden for astronomi, ud over at få lyst til dansegulvet? Laura Hiscott undersøger,

<a href="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/light-fever-bringing-disco-to-astronomy-physics-world-1.jpg" data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/light-fever-bringing-disco-to-astronomy-physics-world-1.jpg" data-caption="Afspejler universet De små spejle på en diskokugle fungerer som nålehovedspejle, hvilket giver os mulighed for at se flere reflekterede billeder af Solen. (iStock/Liubov Motavschuk">
Discokugle i sollys
Afspejler universet De små spejle på en diskokugle fungerer som nålehovedspejle, hvilket giver os mulighed for at se flere reflekterede billeder af Solen. (iStock/Liubov Motavschuk

Udvidede bukser, oplyste dansegulve og John Travoltas berygtede dansemoves.

Hvad kunne vi ellers tale om end disco – en dansegenre og subkultur, der opstod i 1970'erne, og som har gjort comeback efter comeback lige siden. Selv i de senere år har kunstnere lavet retroalbum, #DiscoTok har en voksende tilstedeværelse på sociale medier, og flere dokumentarer om genren og dens historie er blevet sendt, fra Elsker at elske dig, Donna Summer til BBC Disco: Soundtrack of a Revolution dokumentarer.

Og pryder meget af medierne omkring diskoteket billeder af tidens mest emblematiske objekt: diskokuglen.

Bortset fra deres musikalske associationer, taler disse ornamenter til vores kærlighed til at danse lys – også tydeligt i alt fra solfangere til fyrværkeri. Og selvom de måske ikke åbenlyst er relateret til astronomi, er en ny undersøgelse (snart offentliggjort i Fysikundervisning) siger, at disse glitrende glober faktisk kunne hjælpe os med at se universets egne naturlige lysshows.

Discokugler er simpelthen kugler dækket af små spejlfragmenter, som, hvis de er små nok, kan fungere som "nålehovedspejle". For at forstå effekten er det nyttigt at tænke på det meget bedre kendte pinhole-kamera eller camera obscura. Disse simple optiske enheder, dokumenteret så tidligt som 500 fvt., er i det væsentlige lukkede kasser med et lille hul i den ene side.

De virker ved at begrænse lyset; en stråle fra ethvert punkt på et objekt vil kun komme igennem blænden, hvis den falder ind i den korrekte vinkel, så lysstrålerne holdes "for" at producere et omvendt billede af objektet. På samme måde vil et lille spejl kun modtage et lille antal stråler fra ethvert punkt. Disse stråler reflekteres snarere end transmitteres, men de producerer også et genkendeligt billede.

Robert Cumming, astronom og kommunikationsmedarbejder på Onsala Rumobservatorium i Sverige kom tilfældigvis til at se effekten efter at have hængt en diskokugle op, som han havde købt til en nytårsaften. "Jeg fik en sms hjemmefra, hvor der stod: 'lejligheden ser sådan ud!'" husker han. "Bollen var oplyst, og stedet så magisk ud. Jeg indså, at hver lyse plet på væggene var et billede af Solen."

Inspireret af dette serendipitære møde besluttede Cumming og et internationalt hold af astronomer med interesse for offentlig udbredelse at teste ornamenternes potentiale til at hjælpe folk med at engagere sig i astronomiske begivenheder. Deres resultater er overbevisende. De observerede med succes den delvise solformørkelse den 25. oktober 2022, hvor diskokuglen tydeligt projicerede en skiftende halvmåneform, mens Månens skygge fejede ind over Jorden. De viste også en stærk effekt ved at bruge andre forhindringer, såsom træblade.

På den teoretiske side skitserer forskernes undersøgelse, hvorfor discokuglespejle har den rigtige størrelse til at fungere. Som med blænden i et pinhole-kamera er den optimale størrelse for et nålehovedspejl et kompromis mellem at få for meget lys fra de forkerte steder, hvis det er for stort, og at få diffraktionsmønstre, hvis det er for lille. Den bedste størrelse afhænger derfor af lysets bølgelængde og afstanden mellem billedfladen og reflektoren.

Typiske diskokugler kan have spejle så små som 40 mm, og hvis den gennemsnitlige bølgelængde af synligt lys er 550 nm, er den optimale billedafstand 15 m. Det lyder måske som en stor afstand til at projicere et billede inde i et rum, men som resultaterne viser, er perfekt fokus ikke nødvendigt for at give et klart nok billede. Faktisk var forskerne endda i stand til at producere billeder af solskiven med nogle få synlige solpletter kun 6 m fra diskokuglen.

Fra et opsøgende og uddannelsesmæssigt perspektiv peger astronomerne på, at discokugler har flere fordele. Udover at være uventede – og derfor spændende – objekter at forbinde med astronomi, er de også billige og bredt tilgængelige. Som andre metoder til indirekte at se Solen, er billederne sikre for vores øjne; men i modsætning til de fleste projicerer en diskokugle flere billeder rundt i et rum, hvilket gør det muligt for en gruppe mennesker at opleve en formørkelse kollektivt i stedet for at skulle skiftes. Og selvfølgelig, som Cumming siger, "En discokugle tilføjer en smule festlig gnist til noget!"

"Fænomenet [nålehovedspejl] har en tendens til at blive genopdaget hvert årti eller deromkring, og nålehovedspejlet blev endda patenteret i et stykke tid," bemærker Alexander Pietrow, medforfatter og solfysiker ved Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam i Tyskland. "Alligevel er vores papir den første, der beskriver effekten som et pædagogisk formørkelsesvisningsværktøj." Spændende nok giver solformørkelsen i april i år en rettidig chance for at se den i aktion.

Ifølge forskernes beregninger skulle disco-bold-effekten desuden være stærk nok til at vise en transit af Venus, selvom de ikke kunne tjekke dette ud, fordi den sidste synlige transit fandt sted i 2012, og den næste er ikke indtil 2117. Vi kan umuligt vide, om disco-musikken vil gennemgå endnu en renæssance om 93 år, men forhåbentlig vil der være nogle disco-kugler på hånden for at få noget glimt til det skuespil.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden