Магия реальности. Откуда мы знаем что является правдой

Таким образом, у нас есть метод параллакса для измерения очень малых расстояний; и есть 'набор' различных видов стандартных свечей, которые мы можем использовать для того, чтобы измерить диапазон все больших и больших расстояний, протянувшийся даже к очень отдалённым галактикам.

Радуги и красное смещение

Хорошо. Итак, теперь мы знаем, что такое галактика и как узнать расстояние от неё до нас. Для следующего шага в наших рассуждениях мы должны воспользоваться световым спектром, который мы встретили в главе 7 о радуге. Однажды меня попросили поучаствовать в работе над главой книги, в которой учёным было предложено выделить наиболее важные изобретения человечества. Это было забавно, но я присоединился к авторам довольно поздно, и все очевидные изобретения были уже разобраны: колесо, печатный станок, телефон, компьютер и так далее. Поэтому я выбрал инструмент, который, я был уверен, никто другой не мог выбрать, и, конечно, очень важный, хотя не многие люди когда‑либо использовали его (и я должен признаться, что я никогда не пользовался им). Я выбрал спектроскоп.

Это машина радуги. Если он соединён с телескопом, то он принимает свет от какой‑либо звезды или галактики и развёртывает его в виде спектра, точно так же как Ньютон своей призмой. Но он более совершенен, чем призма Ньютона, так как позволяет производить точные измерения вдоль всего развёрнутого спектра звёздного света. Измерения чего? Что мы будем измерять в радуге? Что ж, это именно то, что начинает становиться действительно интересным. Свет от различных звёзд создаёт «радуги», несхожие в различных очень особых отношениях, и они многое могут рассказать нам о звёздах.

Означает ли это, что звёздный свет обладает полным разнообразием незнакомых новых цветов, цветов, которые мы никогда не видели на Земле? Наверняка нет. Вы уже видели на Земле все цвета, которые ваши глаза способны увидеть. Вас это разочаровывает? Меня разочаровало, когда я впервые это понял. Когда я был ребёнком, я любил книги Хью Лофтинга о Докторе Дулиттле. В одной из книг доктор летит на Луну и зачарованно наблюдает абсолютно новый диапазон цветов, никогда прежде невиданных человеческими глазами. Мне понравилась эта мысль. Для меня это обозначало захватывающую идею, что наша собственная знакомая Земля может не быть типичной для вселенной. К сожалению, хотя идея имеет смысл, история была неправдой, и не могла быть правдой. Это следует из открытия Ньютона, что все цвета, которые мы видим, содержатся в белом свете, и все они обнаружились, когда белый свет был разложен призмой. Нет никаких цветов вне диапазона, к которому мы привыкли. Художники могут встретиться с любым количеством различных красок и оттенков, но все они являются сочетаниями тех основных составляющих составляющих цветов белого света. Цвета, которые мы видим в наших головах — в действительности лишь ярлыки, созданные мозгом для идентификации света различных длин волн. Мы уже столкнулись с полным спектром длин волны здесь на Земле. Ни Луна, ни звезды не имеют каких‑либо сюрпризов в области цветов. Увы.

Итак, что я имел в виду, когда говорил о том, что разные звёзды создают различные радуги с различиями, которые мы можем измерять, используя спектроскоп? Что ж, оказывается, что когда звёздный свет разлагается спектроскопом, странные узоры тонких чёрных линий появляются в весьма определённых местах вдоль спектра. Или иногда линии не чёрные, а цветные, а фон чёрный — различие, которое я объясню чуть позже. Узор линий выглядит как штрихкод, подобно штрихкоду, который вы видите на вещах, покупаемых в магазине, чтобы идентифицировать их кассовым аппаратом. Различные звезды имеют одинаковую радугу, но разные узоры линий вдоль неё — и эти узоры действительно являются своего рода штрихкодом, потому что они рассказывают нам о звезде и из чего она сделана.

Не только свет звёзд демонстрирует линии штрихкода. Их также демонстрируют огни на Земле, поэтому мы можем исследовать в лаборатории, что их вызывает. И оказывается, что эти штрихкоды создаются различными элементами. Натрий, к примеру, имеет характерные линии в жёлтой части спектра. Свет натрия (произведённый электрической дугой в парах натрия) светится жёлтым цветом. Причина этого этого очевидна учёным — физикам, но не мне, потому что я учёный — биолог, который не понимает квантовой теории.