Kevyt kuume: tuo diskoa tähtitiedettä – Physics World

Kevyt kuume: tuo diskoa tähtitiedettä – Physics World

Lähdesolmu: 3081855

Voisiko diskopalloista tulla tanssilattialle kimaltelemisen lisäksi uusi opetusväline tähtitiedessä? Laura Hiscott tutkii

<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="Heijastaa maailmankaikkeutta Diskopallon pienet peilit toimivat kuin neulanpääpeilit, jolloin voimme katsella useita heijastuneita kuvia Auringosta. (iStock/Liubov Motavschuk”>
Diskopallo auringonpaisteessa
Heijastaa maailmankaikkeutta Diskopallon pienet peilit toimivat kuin neulanpääpeilit, jolloin voimme katsella useita heijastuneita kuvia Auringosta. (iStock/Liubov Motavschuk

Levenevät housut, valaistut tanssilattiat ja John Travoltan surullisen kuuluisat tanssiliikkeet.

Mistä muusta voisi puhua kuin discosta – tanssilajista ja alakulttuurista, joka syntyi 1970-luvulla ja on siitä lähtien tehnyt paluun toisensa jälkeen. Jo viime vuosina artistit ovat tehneet retro-albumeja, #DiscoTok on kasvanut sosiaalisessa mediassa, ja genrestä ja sen historiasta on esitetty useita dokumentteja mm. Rakastan sinua, Donna Summer BBC:lle Disco: Soundtrack of a Revolution asiakirja-aineistot.

Ja suurta osaa diskoa ympäröivästä mediasta koristavat kuvat aikakauden tunnuskuvallisimmasta kohteesta: diskopallosta.

Musiikillisten assosiaatioidensa lisäksi nämä koristeet kertovat rakkaudestamme tanssivaloon – joka näkyy myös kaikessa aurinkokelloista ilotulitusnäytöksiin. Ja vaikka ne eivät välttämättä liity ilmiselvästi tähtitieteeseen, uusi tutkimus (pian julkaistava vuonna Fysiikan koulutus) sanoo, että nämä kimaltelevat maapallot voisivat itse asiassa auttaa meitä näkemään maailmankaikkeuden omia luonnonvaloesityksiä.

Discopallot ovat yksinkertaisesti pienillä peilinpalasilla peitettyjä palloja, jotka riittävän pieninä voivat toimia "neulanpääpeileinä". Vaikutuksen ymmärtämiseksi on hyödyllistä ajatella paljon paremmin tunnettua pinhole-kameraa tai camera obscuraa. Nämä yksinkertaiset optiset laitteet, jotka on dokumentoitu jo 500 eaa., ovat pohjimmiltaan suljettuja laatikoita, joiden toisella sivulla on pieni reikä.

Ne toimivat rajoittamalla valoa; säde mistä tahansa kohteen kohdasta pääsee aukon läpi vain, jos se osuu oikeaan kulmaan, joten valonsäteet pidetään "järjestyksessä" tuottamaan käänteisen kuvan kohteesta. Samoin pieni peili vastaanottaa vain pienen määrän säteitä mistä tahansa pisteestä. Nämä säteet heijastuvat, eivät välittyvät, mutta ne tuottavat myös tunnistettavan kuvan.

Robert Cumming, tähtitieteilijä ja viestintäupseeri klo Onsalan avaruusobservatorio Ruotsissa sattumalta vaikutuksen ripustattuaan uudenvuodenaaton juhliin ostamansa diskopallon. ”Sain kotoa tekstiviestin, jossa sanottiin: ”Asunto näyttää tältä!” hän muistelee. – Pallo oli valaistu ja paikka näytti taianomaiselta. Ymmärsin, että jokainen kirkas laikku seinillä oli kuva Auringosta.

Tämän seesteisen kohtaamisen innoittamana Cumming ja kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä, joka oli kiinnostunut yleisön toiminnasta, päätti testata koristeiden potentiaalia auttaa ihmisiä osallistumaan tähtitieteellisiin tapahtumiin. Niiden tulokset ovat vakuuttavia. He tarkkailivat onnistuneesti osittaista auringonpimennystä 25. lokakuuta 2022, jonka aikana diskopallo projisoi selvästi muuttuvan puolikuun muotoa Kuun varjon pyyhkäistäessä Maan yli. He osoittivat myös vahvan vaikutuksen käyttämällä muita esteitä, kuten puiden lehtiä.

Teoreettisella puolella tiedemiesten tutkimus linjaa, miksi diskopallopeilit ovat oikean kokoisia toimimaan. Kuten neulanreikäkameran aukon kohdalla, neulanpääpeilin optimaalinen koko on kompromissi sen välillä, että valoa saadaan liian paljon vääristä paikoista, jos se on liian suuri, ja diffraktiokuvion saamisen välillä, jos se on liian pieni. Paras koko riippuu siis valon aallonpituudesta ja kuvauspinnan etäisyydestä heijastimesta.

Tyypillisissä diskopalloissa voi olla jopa 40 mm peilit, ja kun näkyvän valon keskimääräiseksi aallonpituudeksi otetaan 550 nm, optimaalinen kuvausetäisyys on 15 m. Se saattaa kuulostaa suurelta etäisyydeltä kuvan projisoimiseksi huoneen sisälle, mutta kuten tulokset osoittavat, täydellinen tarkennus ei ole välttämätöntä riittävän selkeän kuvan tarjoamiseksi. Itse asiassa tutkijat pystyivät jopa tuottamaan kuvia aurinkokiekkosta, jossa oli muutama havaittavissa oleva auringonpilkku vain 6 metrin päässä diskopallosta.

Lähestymis- ja koulutusnäkökulmasta tähtitieteilijät huomauttavat, että diskopalloilla on useita etuja. Sen lisäksi, että ne ovat odottamattomia – ja siksi kiehtovia – esineitä, joita voidaan yhdistää tähtitiedeen, ne ovat myös halpoja ja laajalti saatavilla. Kuten muutkin menetelmät auringon epäsuoraan katseluun, kuvat ovat turvallisia silmillemme; mutta toisin kuin useimmat, diskopallo projisoi useita kuvia huoneen ympärille, jolloin ryhmä ihmisiä kokee pimennyksen yhdessä sen sijaan, että joutuisi vuorottelemaan. Ja tietysti, kuten Cumming sanoo: "Diskopallo lisää hieman juhlallista kimaltelua kaikkeen!"

"[Neulanpääpeili] -ilmiöllä on taipumus löytää uudelleen noin vuosikymmenen välein, ja neulanpääpeili jopa patentoitiin jonkin aikaa", toteaa. Aleksanteri Pietrow, toinen kirjoittaja ja aurinkofyysikko Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam Saksassa. "Silti paperimme on ensimmäinen, joka kuvailee tehostetta opetukselliseksi pimennyksen katselutyökaluksi." Tämän vuoden huhtikuun jännittävä auringonpimennys tarjoaa ajankohtaisen mahdollisuuden nähdä se toiminnassa.

Lisäksi tiedemiesten laskelmien mukaan diskopalloefektin pitäisi olla riittävän voimakas näyttämään Venuksen kulkua, vaikka he eivät voineet tarkistaa tätä, koska viimeinen näkyvä läpikulku tapahtui vuonna 2012 ja seuraava ei ole Vuoteen 2117 asti. Emme voi mitenkään tietää, käykö diskomusiikki läpi uutta renessanssia 93 vuoden kuluttua, mutta toivottavasti on olemassa diskopalloja, jotka tuovat kimaltelua tuohon spektaakkeliin.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Fysiikan maailma