Light!

“Natural light is a treasure that links you to the sky”

Așa spune prima propoziție din capitolul “Light and Telescopes” din manualul de astronomie Horizons: Exploring The Universe. Și le zice bine. De la expresii precum “ești lumina ochilor mei” până la…alte expresii de genul ăsta, îți poți da seama că lumina e destul de importantă pentru noi. Sigur, avem mirosul, auzul, simțul tactil, gustul, etc, dar cel mai important mod prin care culegem informații despre mediul înconjurător este cu ajutorul vederii, care se bazează pe lumină. Așa am evoluat.

Other than that, tot ce am descoperit legat de Univers s-a făcut cu ajutorul luminii culese de diverse telescoape.

• Planetele din Sistemul Solar? Le-am descoperit datorită luminii provenite de la Soare, care e reflectată;
• Stele? Floare la ureche, ele înseși produc lumină.

Pe lângă asta, cu ajutorul spectroscopiei, putem afla din ce elemente sunt compuse stele precum Soarele sau cele aflate la sute sau mii de ani-lumină distanță de noi. Cum? Simplu (bear with me, chiar e interesant): se știe că lumina este compusă din fotoni, iar lumina albă se descompune în mai multe culori și deține mai multe tipuri de fotoni. Astfel, un element chimic reflectă anumiți fotoni (să spunem fotonii roșii, verzi și albaștri), dar îi absoarbe pe alții (galbeni, par example). De exemplu, în imaginea de mai sus, avem spectrul luminii generate de Soare, din care putem afla ce elemente se află în mult iubita noastră stea:

• Dungile negre de pe galben ne arată că Soarele are în compoziție sodiu (Na), fiindcă sodiul absoarbe fotonii din spectrul galben al luminii;
• Dungile negre de pe verde ne arată că are fier (Fe), pentru că fierul absoarbe fotonii din spectrul verde al luminii;
• Iar dunga neagră de pe roșu arată că în compoziția Soarelui se găsește hidrogen (H).

“Mbine, da’ cum rămâne cu exoplanetele, cuasarii cu găurile negre?” întrebi tu (dacă știi ce sunt). “astea au fost descoperite tot cu ajutorul luminii? Nu-s cam departe și invizibile (în cazul găurilor negre)?”

Pe scurt, treaba stă cam așa:

• Exoplanetele – una din metodele prin care pot fi descoperite este metoda tranzitului. Adică planeta orbitează steaua ei, care emite lumină. La un moment dat planeta se poziționează fix între steaua ei și noi. În momentul acela, luminozitatea stelei scade. Așa ne dăm seama că e o planetă acolo;
• Cuasarii – emit unde radio, pe care noi le putem detecta;
• Găurile negre – una din metodele prin care le putem detecta este cu ajutorul razelor X pe care le produc.

“Wait a minute. Am spus unde radio și raze X. Ce treabă au ele cu lumina?” Glad you asked (sper că ai întrebat, e spre binele tău). Trust me, it’s wonderful.

Am vorbit mai devreme de fotoni. Lumina este o chestie destul de dubioasă: este și undă dar e compusă și din particule (fotoni) în același timp. Par example, când te uiți la un curcubeu, vezi efectul luminii care acționează ca o undă. Când aparatul tău foto digital face poză curcubeului, lumina se comportă ca niște particule și lovește detectorii aparatului.

Dar hai să vorbim de lumină ca undă. Dacă sunteți d-ăia care se tem de radiații electromagnetice (ca tipa asta), atunci puteți să vă sinucideți liniștiți. Pentru că oricum efectiv înotați în radiații electromagnetice. And here’s another shocker: lumina este radiație electromagnetică.

Chestia asta de mai sus este spectrul electromagnetic. Efectiv, fiecare tip de undă pe care îl cunoaștem este acolo. Radiația este un cuvânt care se referă la orice radiază dintr-o sursă. Lumina pornește tot timpul de la o sursă, deci e radiație. Simplu (for now). Lumina este compusă din câmpuri magnetice și electrice, deci este radiație electromagnetică. Așa că nu: nu orice tip de radiație este periculos. Lumina chiar e radiație și, după cum vezi, suntem încă ok. Suntem atât de ok, încât ne-am adaptat astfel încât să ne bazăm pe ea.

Încă o chestie: când spunem lumină, noi (cei care nu știu prea multă fizică) ne gândim automat la lumina vizibilă. Dar lumina este mai mult de atât. Lumina nu este doar lumina vizibilă. Tot spectrul electromagnetic este lumină, iar lumina este tot spectrul electromagnetic. Știu, știu, acum ești confuz(ă), nu mai știi cine ești și unde locuiești. Îți explic imediat.

Lumina pe care o vedem noi este doar o fâșie foarte foarte îngustă din spectrul electromagnetic. În partea stângă sunt radiațiile X, ultraviolete și gama. În partea dreaptă sunt radiațiile infraroșii, de radar, microundele (care nu se văd aici) și radiațiile radio (precum cele de la radio, d’uh! Și wi-fi). Sunt animale care văd mai mult decât vedem noi: fluturii văd cele mai multe tipuri de lumină, cerbii văd lichenii pe care îi consumă cu ajutorul luminii ultraviolete, șerpii și liliecii detectează foarte bine lumina infraroșie. Singurul mod în care noi putem detecta radiațiile infraroșii e cu ajutorul pielii. Pielea detectează radiația infraroșie, simțind-o drept căldură. Acum știi încă un lucru mișto cu care să uimești tipele sau tipii din club.

De asemenea, noi (la fel ca orice altă creatură vie) emitem lumină. Da, sună foarte poetic și e și adevărat! Emitem radiații infraroșii. Încă o veste proastă dacă ești conspiraționist cu frică de radiații: da, chiar tu emiți radiații. Ce-o să faci în legătură cu asta?

Ok, ia o pauză de câteva minute. Ai rezistat până acum și sper că ți s-a părut și interesant.

Revenind, hai să discutăm despre teribilele radiații și efectul lor asupra corpului uman. Pentru că în ultima perioadă am văzut că a reieșit la suprafață frica stupidă de cuptoare cu microunde și undele wi-fi (da, aparent și astea îți fac rău).

Mă, după cum am spus, lumina (care se întinde de la radiațiile gama până la undele radio) se propagă ca undă. Undele au două proprietăți mari și late:

• Lungimea de undă: undele sunt ca niște valuri, iar acestea pot fi mai scurte (în cazul radiațiilor gama, de la 0,00000000001 metri adică 0,01 nanometri) sau mai lungi (în cazul undelor radio de la 100000000000000 metri);
• Energia: radiațiile gama au energie mai mare decât radiațiile ultraviolete, iar radiațiile ultraviolete au energia mai mare decât undele radio.

Deja se vede un tipar: radiațiile gama au energia cea mai mare și lungimea de undă cea mai scurtă, în timp ce undele radio au energia cea mai scăzută și lungimea de undă cea mai lungă. Lumina vizibilă pică la mijloc.

So, de ce este o idee incredibil de stupidă să crezi că microundele și undele radio de la wi-fi îți fac rău? Fiindcă acestea sunt fix în partea “inofensivă” a spectrului electromagnetic! Pur și simplu au lungimea de undă prea mare și energia prea scăzută ca să ne facă rău.

În contrast, radiațiile aflate în partea stângă luminii vizibile (din imaginea de mai sus), precum ultravioletele, razele gama sau razele X, chiar pot să ne facă rău la nivel celular, fiindcă au energia foarte ridicată și lungimea de undă foarte scurtă. Dar și aici e cu schepsis: numai la o expunere prelungită la acestea îți pot face rău. Când te duci vara la plajă și te bronzezi, chestia asta se întâmplă din cauza radiațiilor ultraviolete primite de la Soare. Dacă ai contact cu ele mai mult decât e cazul, riști să faci cancer. La fel și cu razele X, care sunt folosite în medicină. Când te duci la dentist și îți face radiografie, nu pățești nimic rău, fiindcă nu ești expus destul de mult la aceste radiații.

Revenind la bronzul de piele, ca exemplu: radiațiile ultraviolete au destulă energie ca să afecteze pigmentul pielii și să producă bronzul, dar radiațiile infraroșii nu au destulă energie ca să afecteze pigmentul pielii, de aceea nu te poți bronza la o lampă cu infraroșu.

Bineînțeles, aparatele electrocasnice emit radiații de tot felul (televizoarele mai vechi emiteau raze X), dar nu în doze destul de mari încât să ne afecteze sănătatea. Cel puțin asta spun sursele oficiale: World Health Organization, National Cancer Institute și Science Based Medicine. În cuvintele studiului efectuat de World Health Organization:

“Current evidence does not confirm the existence of any health consequences from exposure to low level electromagnetic fields.”

Revenind la microunde și undele radio emise de wi-fi, din ceea ce știm până acum, este incredibil de improbabil ca acestea să ne afecteze sănătatea în vreun fel, datorită energiei foarte scăzute. Am mai povestit despre problema “microundele ne fac rău” în postul ăsta.

Mi-am adus aminte de ce spunea o tipă pe Facebook, acum vreo două săptămâni. Ea spunea că există diferențe între radiațiile microunde care vin din spațiu (alea “naturale”, după cum le spunea ea) și cele care provin din cuptorul cu microunde. Obviously, e o afirmație incredibil de stupidă. Este o afirmație care poate fi contracarată doar citind manuale de fizică din generală și liceu. În cuvintele manualului Horizons: Exploring The Universe:

                 “The boundaries between these wavelength ranges are defined only by conventional usage, not by natural divisions. There is no distinction between short-wavelength ultraviolet light and long wavelength X-rays. Similarly, long-wavelength infrared radiation is indistinguishable from the shortest microwaves.”

Nu e nici o diferență între ele. Un foton care compune radiația cu microunde provenită din spațiul cosmic nu se diferențiază în absolut nici un fel cu un foton care compune radiația cu microunde provenită dintr-un cuptor cu microunde, iar în ceea ce privește unda, nici așa nu diferă unua de cealalaltă. Este un mod de gândire stupid care provine de la ăștia anti-GMO: lupta absurdă dintre “natural” și “sintetic”. Bă, băieți, nu e de ajuns că ați băgat idei tâmpite în agricultură și biologie? Mai trebuie să veniți și peste fizică?

Lumina vizibilă poate deveni radiații microunde, dacă îi este mărită lungimea de undă și scăzută energia (și chiar așa s-a întâmplat în cazul Cosmic Brackground Radiation: lumina vizibilă provenită de la Big Bang a devenit radiație microunde. O să scriu și despre asta într-un post viitor).

Chestiile astea sunt pornite de la oameni care n-au nici o treabă cu fizica și răspândite de alți oameni care nu au nici o treabă cu fizica. Și nu vorbim de chestii avansate, vorbim de chestii elementare, care apar în orice manual școlar. Iar data viitoare când îți mai vine să răspândești chestii de genul ăsta, taci din gură. Sau și mai bine, ia un manual, o enciclopedie, o carte scrisă de un fizician (nu de cineva care n-are absolut nici o treabă cu domeniul) și informează-te. Eu am făcut filologie în liceu, dar asta nu e o scuză să nu mă interesez de o chestie ca asta, înainte să vorbesc prostii. Do the same. Dă-le prietenilor articolul ăsta sau (ca să nu îmi faceți publicitate) un articol de Wikipedia (care are mereu surse), numai să nu mai ajutați la răspândirea unor asemenea prostii.

Și referitor la întreg articolul: don’t take my word for it. Do your own research.

• Găteală Pseudoștiințifică – în care mă iau de toată frica asta de cuptoare cu microunde;
• Scientia Vincere Tenebras – în care mă plâng de chestii;
• Time Machines – în care explic care-i faza cu telescoapele și la ce ne ajută și ne-au ajutat;
• Voyager – despre unul din cele mai importante obiecte trimise în spațiul cosmic.

We fail in even the simplest of all scientific observations—nobody looks up anymore.

– Neil deGrasse Tyson, The Sky is Not The Limit