Легка лихоманка: дискотека в астрономії – Physics World

Легка лихоманка: дискотека в астрономії – Physics World

Вихідний вузол: 3081855

Чи можуть дискотечні кулі стати новим навчальним інструментом в астрономії, а також принести блиск на танцпол? Лора Хіскотт досліджує

<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="Відображення Всесвіту Крихітні дзеркала на диско-кулі діють як дзеркала з шпильковою головкою, дозволяючи нам переглядати численні відбиті зображення Сонця. (iStock/Любов Мотавщук”>
Диско-куля в сонячному світлі
Відображення Всесвіту Крихітні дзеркала на диско-кулі діють як дзеркала з шпильковою головкою, дозволяючи нам переглядати численні відбиті зображення Сонця. (iStock/Любов Мотавщук

Розкльошені штани, освітлені танцполи та сумнозвісні танцювальні рухи Джона Траволти.

Про що ще ми могли б говорити, як не про диско – танцювальний жанр і субкультуру, які виникли в 1970-х роках і з тих пір повертаються за поверненнями. Навіть останніми роками артисти створюють ретро-альбоми, #DiscoTok має дедалі більшу присутність у соціальних мережах, а в ефір вийшло кілька документальних фільмів про жанр та його історію, Люблю тебе любити, Донна Саммер для BBC Диско: саундтрек революції документація.

Більшість засобів масової інформації, присвячених дискотекам, прикрашають зображення найбільш символічного предмета епохи: диско-кулі.

Крім музичних асоціацій, ці орнаменти говорять про нашу любов до танцюючого світла – також помітного в усьому, від ловців сонця до феєрверків. І хоча вони, очевидно, не пов’язані з астрономією, нове дослідження (незабаром буде опубліковано в Фізичне виховання) каже, що ці блискучі кулі насправді можуть допомогти нам побачити власні природні світлові шоу Всесвіту.

Дискотечні кулі — це просто сфери, вкриті крихітними дзеркальними осколками, які, якщо вони досить маленькі, можуть працювати як «дзеркала з шпильковою головкою». Щоб зрозуміти ефект, корисно подумати про набагато більш відому камеру-обскуру або камеру-обскуру. Ці прості оптичні пристрої, задокументовані ще в 500 році до нашої ери, по суті, є закритими коробками з крихітним отвором на одній стороні.

Вони працюють, обмежуючи світло; промінь з будь-якої точки на об’єкті пройде через отвір, лише якщо він падає під правильним кутом, тому світлові промені підтримуються «в порядку», щоб створити перевернуте зображення об’єкта. Так само крихітне дзеркало отримає лише невелику кількість променів з будь-якої точки. Ці промені відбиваються, а не пропускаються, але вони також створюють впізнаваний образ.

Роберт Каммінг, астроном і зв'язківець в Космічна обсерваторія Онсала у Швеції випадково натрапив на ефект після того, як повісив диско-кулю, яку купив для святкування Нового року. «Я отримав смс з дому: «Квартира виглядає ось так!» — згадує він. «М'яч був освітлений, і місце виглядало чарівно. Я зрозумів, що кожна яскрава пляма на стінах була зображенням Сонця».

Надихнувшись цією дивовижною зустріччю, Каммінг і міжнародна команда астрономів, зацікавлених у залученні до громадськості, вирішили перевірити потенціал прикрас для допомоги людям у взаємодії з астрономічними подіями. Їхні результати переконливі. Вони успішно спостерігали часткове сонячне затемнення 25 жовтня 2022 року, під час якого дискотечна куля чітко спроектувала мінливу форму півмісяця, коли тінь Місяця проносилася над Землею. Вони також продемонстрували сильний ефект, використовуючи інші перешкоди, такі як листя дерев.

З теоретичної сторони дослідження вчених пояснює, чому дзеркала диско-кулі мають правильний розмір для роботи. Як і у випадку з діафрагмою камери-обскури, оптимальний розмір дзеркала з шпильковою голівкою є компромісом між отриманням надто великої кількості світла з неправильних місць, якщо воно завелике, та отриманням дифракційної картини, якщо воно замале. Тому найкращий розмір залежить від довжини хвилі світла та відстані поверхні зображення від рефлектора.

Звичайні дискотечні кулі можуть мати дзеркала розміром до 40 мм, і, взявши середню довжину хвилі видимого світла 550 нм, оптимальна відстань зображення становить 15 м. Це може здатися великою відстанню для проеціювання зображення всередині кімнати, але, як показують результати, ідеальний фокус не є обов’язковим для отримання достатньо чіткого зображення. Насправді дослідники навіть змогли створити зображення сонячного диска з кількома помітними сонячними плямами лише за 6 метрів від диско-кулі.

З точки зору поширення та освіти астрономи зазначають, що дискотечні кулі мають кілька переваг. Крім того, що вони несподівані – і тому інтригуючі – об’єкти, які асоціюються з астрономією, вони також дешеві та широко доступні. Як і інші методи непрямого спостереження за Сонцем, зображення безпечні для наших очей; але на відміну від більшості, дискотечна куля проектує кілька зображень навколо кімнати, дозволяючи групі людей пережити затемнення колективно, а не по черзі. І, звісно, ​​як каже Каммінг: «Дискотечна куля додає будь-чому трохи святкового блиску!»

«Феномен [шпилькової головки дзеркала], як правило, відкривається заново кожні десятиліття або близько того, і на деякий час дзеркало з шпильковою головкою було навіть запатентовано», – зазначає Олександр Петров, співавтор і фізик Сонця в Інститут астрофізики імені Лейбніца в Потсдамі в Німеччині. «Тим не менш, наша стаття є першою, яка описує ефект як навчальний інструмент перегляду затемнення». Захоплююче сонячне затемнення у квітні цього року дає своєчасну можливість побачити його в дії.

Крім того, згідно з розрахунками вчених, ефект диско-кулі повинен бути достатньо сильним, щоб відобразити транзит Венери, хоча вони не могли це перевірити, оскільки останній видимий транзит відбувся в 2012 році, а наступний ні. до 2117 року. Ми не можемо знати, чи диско-музика переживе ще одне відродження через 93 роки, але, сподіваюся, під рукою будуть диско-кулі, які додадуть блиску цьому видовищу.

Часова мітка:

Більше від Світ фізики