Să zicem că te afli undeva în câmp deschis, într-o seară întunecată cu Lună Nouă, fără stâlpi de iluminat prin apropiere. Singurele surse de lumină sunt stelele. O să presupunem că, din fericire, nu te afli în Australia, deci poți să rămâi aici până dimineață, că n-are ce să te omoare. Ce vezi? Chiar și după vreo 50 de minute de stat pe întuneric, ca să ți se obișnuiască ochii, tot nu o să poți vedea mare lucru. Pentru că e prea întuneric, adică nu e destulă lumină.

De fapt, lumină e destulă, din toate părțile, nu ăsta-i baiul. Problema e că ochii noștri nu pot vedea lumina aceea. Imediat, acum explic.

(By the way, am explicat în postarea “Light!” despre ce este spectrul magnetic, de ce lumina vizibilă face parte din spectrul magnetic și care e diferența dintre ultraviolete, raze X, raze Gamma, etc. Deci dacă sunteți în ceață, aruncați un ochi acolo, mai întâi.)

  • După cum am mai spus în postarea “Light!”, lumina pe care o vedem noi este “lumina vizibilă”, care este de fapt o părticică minusculă din spectrul electromagnetic (din care fac parte radiațiile gamma, ultravioletele, microundele, undele infraroșii, undele radio, etc.). Practic, celelalte radiații sunt lumină. Singura diferență dintre lumina vizibilă și celelalte tipuri de unde electromagnetice este reprezentată de energia acestora și lungimea de undă.
Spectrul electromagnetic
Spectrul electromagnetic
  • De ce nu pot vedea ochii noștri tipurile astea de radiație? Simplu, strămoșii noștri n-au avut nevoie de așa ceva. Ei n-au avut nevoie să vadă razele X sau microundele. Ei au avut nevoie doar de lungimile astea de undă foarte scurte: de la violet la roșu. A fost destul pentru ei astfel încât să facă diferența dintre fructele alea bune de mâncat și alea roșii, otrăvitoare.

Există animale care văd alte tipuri de lumină: albinele văd în ultraviolete (care au o lungime de undă mai scurtă decât lumina vizibilă), dar nu văd culoarea roșu. Pentru ele roșu se vede ca negru. De asemenea, albinele văd florile diferit față de cum le vedem noi. De-a lungul a zeci de milioane de ani, florile au evoluat cu tot felul de patternuri, astfel încât să fie atrăgătoare pentru insecte, pentru a fi polenizate mai ușor. Mai jos aveți două imagini cu aceleași flori, sursa fiind site-ul acesta. Poza de sus e făcută florii Potentilla anserina L. în lumină vizibilă, exact cum le-am vedea noi, iar cea de jos e făcută în lumină ultravioletă (cam cum le-ar vedea o albină), iar apoi convertită în lumină vizibilă (de aceea apare roșu, chiar dacă o albină nu poate vedea această culoare):

Potentilla anserina. Taken in visible light. Potentilla anserina. Flowers in UV lightCerbii, de asemenea, pot vedea lumina ultravioletă, dar nu pot distinge culoarea roșu. Șerpii pot “vedea” în schimb, lumina infraroșie. De fapt o simt. Și oamenii simt lumina infraroșie, dar o percep drept căldură, nu o văd. Ei nu văd ultraviolete sau infraroșii, pentru că n-au avut nevoie de-a lungul evoluției. Oamenii sunt tricromați, au în ochi receptori care pot “decoda” doar fotoni verzi, albaștri și roșii. Atât. Ne-a fost de ajuns de-a lungul evoluției noastre. N-am avut nevoie să percepem patternuri de pe flori, în lumină ultravioletă,

Din fericire, există niște șmecherii (mulțumim, tehnologie!) pe care le putem face ca să vedem lumina din orice parte a spectrului electromagnetic. Putem, să trecem (de exemplu) razele infraroșii sau ultraviolete în lumina vizibilă, ca în fotografia de mai sus. De fapt majoritatea fotografiilor cu nebuloase și galaxii pe care le tot vedeți sunt trecute prin procesul ăsta. Mai jos e Crab Nebula, văzută în mai multe tipuri de unde electromagnetice, sub ea Horsehead Nebula, văzută în lumină vizibilă și infraroșu.

Crab_Nebula_in_multiwavelength52238main_MM_image_feature_89_jw4Hubble_Sees_a_Horsehead_of_a_Different_Color

De fapt și de drept, și tu poți vedea chiar acasă lumina infraroșie. Ia o telecomandă în mână, uită-te direct la beculețul din care iese semnalul ei și apasă pe un buton. Nu o să vezi nimic. Acum ia o cameră digitală sau un telefon mobil (dar să îi deschizi Camera app-ul) și fă același lucru, numai că de data asta te uiți la beculeț prin ecranul camerei digitale sau al telefonului. Beculețul o să se aprindă, ca aici:

1959439_10201897818946799_2106444726613467318_n

Tocmai ai reușit să vezi lumina infraroșie. Asta pentru că lungimea de undă folosită de telecomandă este apropiată de lungimea de undă care poate fi captată de camera digitală, și o parte din lumina infraroșie “scapă” în lumina vizibilă. Culoarea percepută de cameră depinde de senzorii acesteia.

Toată ideea postării ăsteia a început de la o întrebare: “cum ar fi dacă am putea vedea întreg spectrul electromagnetic?”. Adică fără emulări și simulări. Pur și simplu să vedem totul de la raze X la unde radio. Răspunsul este că ar fi extraordinar de obositor. Să le luăm pe rând:

  • Lumina infraroșie: orice obiect care are temperatura peste 0K emană lumină infraroșie. Dacă am putea să o vedem, fiecare persoană pe care am vedea-o ar străluci. Am putea să vedem alte persoane prin haine și unele tipuri de pereți. De asemenea, orice sursă de căldură ar străluci;
  • Radiații X: dacă am putea vedea radiații X, nu am putea să mai dormim fără o mască de fier pe față. Razele X pot penetra foarte ușor pielea (au energia foarte mare și lungimea de undă foarte scurtă) și nici nu ai putea să oprești vederea cu raze X. Din fericire, radiațiile X nu sunt atât de comune, fiind respinse/absorbite de atmosferă (cele venite din spațiu), deci ar fi ceva mai suportabil;
  • Microunde: acum e acum. Cosmic Microwave Radiation este radiația care provine de la Big Bang și se află peste tot pe cer, oriunde te-ai uita, fiind uniformă;
Cam așa s-ar vedea cerul, dacă am putea vedea atât lumina vizibilă, cât și microundele.
Cam așa s-ar vedea cerul, dacă am putea vedea atât lumina vizibilă, cât și microundele.
  • Raze gamma: din fericire nu sunt atât de comune, la fel ca razele X, fiind respinse/absorbite de atmosferă. Sunt produse de atomi radioactivi și de supernove. În natură se găsesc urme foarte mici de raze gamma în Potassiu-40, deci nu am fi foarte afectați;
  • Unde radio: cea mai mare problemă ar apărea aici. Absolut orice din Univers emite unde radio (inclusiv oamenii, deși foarte foarte puțin), iar retinele noastre ar fi bombardate de aceste unde. Creierul ar fi suprasaturat cu o culoare dincolo de roșu. Din păcate nu am avea avea cum să ne bucurăm prea mult de ea, fiindcă am fi deja orbi.

Din fericire (sau din păcate, depinde cum privești problema), momentan suntem blocați pe fâșia foarte îngustă dintre 400 și 700 nanometri.

“Think not because no man sees, such things will remain unseen.”

Henry Wadsworth Longfellow