Статьи

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Статья рассчитана на тех, кто хочет понять базовые принципы работы космических телескопов «большой дальности». Максимально простыми словами расскажем о том, как ученые получают такие яркие и красивые фото и к чему здесь «искусственная обработка» снимков. Имеет ли это все научное и полезное содержание? Итак, начнем с элементарных вещей.

Волновая природа света

Вспомним школьный курс физики. Свет в нашей Вселенной распространяется в виде волн. Так же работает мобильная связь или Wi-Fi. Сигнал распространяется электромагнитными волнами в определенном диапазоне частот, например маршрутизатор Wi-Fi «раздает» информацию с частотой 5ГГц, а высокоскоростной приемник «ловит» эти данные.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Свет – тоже информация. Благодаря оптоволоконным кабелям у нас есть быстрый и дешевый доступ в Интернет. Матрица зеркального фотоаппарата или смартфона воспринимает данные из окружающего мира благодаря светочувствительным элементам, улавливающим электромагнитные колебания.

Курс
ФІНАНСОВИЙ МЕНЕДЖЕР
Ставайте професійним фінансовим менеджером і заробляйте від $500 уже за 2 місяці.
РЕЄСТРУЙТЕСЯ!
finmanager

Изображение в современном формате представляет собой набор информации о цвете пикселя в каждой точке. Более чувствительный сенсор позволяет точно считывать эти данные и в результате показывать качественное изображение, это особенно актуально при плохом освещении.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Длина волны света определяет цвет, который мы видим глазами.

Когда мы взглянем на небо, то максимум сможем увидеть звезды и Луну. Смартфон в лучшем случае сможет сделать нечеткий снимок, профессиональный фотоаппарат покажет гораздо больше. Но этого слишком мало для научных исследований. Чтобы увидеть и зафиксировать в виде картинки далекие звезды, туманности, другие галактики в абсолютной (как может показаться) темноте, нужно что-то лучшее. Именно поэтому ученые придумали устройства, позволяющие «ловить» больше света разными методами.

Оптические-, радио- и инфракрасные телескопы

Оптический телескоп – это самое обычное и понятное для обычного человека устройство для исследования Вселенной. Он собирает и фокусирует электромагнитное излучение оптического (видимого человеку) диапазона. Работа таких телескопов состоит в том, чтобы увеличить сияние предметов и видимый угловой размер объекта, то есть увеличить количество света, исходящего от небесного объекта. Это позволяет исследовать определенные детали наблюдаемого астероида, планеты или даже звезды.

Увеличенное изображение исследуемого космического предмета можно фиксировать с помощью фотоаппаратов, подключенных к такой оптической системе. Даже недорогой домашний телескоп позволяет посмотреть Юпитер, Сатурн, их спутники или Марс (его увидеть труднее).

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Радиотелескоп работает по схожим принципам. Устройство воспринимает электромагнитное излучение в широком диапазоне частот (от нескольких МГц до десятков ГГц). Антенны большинства моделей похожи на отражатели. Они собирают электромагнитные волны в фокусе металлических зеркал. Некоторые модификации имеют зеркала в диаметре нескольких десятков метров. Более продвинутые радиотелескопы – это огромные подвижные рамы, на которых параллельно друг другу закреплены металлические стержни или спирали. Космическое излучение попадает на радиотелескоп. После этого высокочувствительная радиоаппаратура регистрирует эти данные. Таким образом, можно «фотографировать» то, что человек не сможет увидеть глазами.

Даже лучшие оптические телескопы не сравнятся с возможностями таких «тарелок». Но они все еще находятся на поверхности планеты. Атмосфера оказывает значительное влияние на такие исследования. На самом деле, нет принципиальной разницы между тем, как получить изображение. Будет это радиотелескоп или матрица фотоаппарата Canon 5D Mark IV. Ведь оба устройства «ловят» электромагнитные волны, но делают это разными способами. Поэтому радиотелескоп – своего рода камера для научных исследований.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Массив радиотелескопов в США

Джеймс Уэбб – телескоп, использующий инфракрасные сенсоры. Не весь свет во Вселенной может увидеть человек. Инфракрасные и ультрафиолетовые диапазоны недоступны для человеческого глаза, но есть техника, которая может считывать такие данные. Например, тепловизор покажет сильно нагревшиеся места, а человек не сможет визуально отличить где более теплый, а где более холодный предмет. Для исследования космических пространств используют чувствительные элементы, ловящие излучение в невидимых для человека диапазонах. То есть напрямую их отразить невозможно. Для этого используют такие телескопы как Джеймс Вебб.

Космические снимки – это «фотошоп»?

Информацию, полученную радиотелескопом, (и инфракрасным) следует изобразить визуально. Поэтому можно сказать, что большинство красивых картинок, которые мы привыкли видеть в новостях, – это искусственное изображение. Но оно построено не просто так, а из определенного массива данных об излучении в соответствующих координатах. Если подумать очень примитивно и просто, то да. Это своего рода «фотошоп», но с твердой научной основой. Изображения не рисуются из фантазии художника, а из полученной информации.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Так смотрится спектрограмма радиотелескопа

Это способ показать то, что человек никогда не сможет увидеть. Прибор ночного видения может преобразовывать изображения в режиме реального времени, как и тепловизор. И это там, где человек видит только сплошную тьму. Но для исследования глубин Космоса требуется больше времени, поэтому изображение некоторое время обрабатывается, прежде чем сформировать конечный результат. Данные подвергаются визуализации и обработке. Именно так удается получить красивые картинки высокой четкости.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Сенсор современного космического телескопа с разрешением 1Мп – в сотню раз меньше, чем у смартфонов Xiaomi, которые не могут четко снять полную Луну

Подобную информацию следует брать из проверенных источников. В Интернете появляется множество фейков. Некоторые шутники могут выдавать изображения колбасы «Салями», текстуру гранитового стола, макрофотографии и т.п. за космические снимки из NASA.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Фото колбаски — фото Проксима Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, расположенной в 4,2 световых годах от нас

Интересно, что множество людей поверили в эту шутку, ведь не знают школьной астрономии и слепо доверяют известным людям или издательствам СМИ.Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

До сих пор находится аудитория, верящая в идиотские теории

Джеймс Уэбб – расточительство государственных средств?

Стоимость современного инфракрасного телескопа составила ориентировочно 10 миллиардов долларов. Это достаточно много, за такую сумму можно было запустить несколько зондов для исследования нашей Солнечной системы. Этот телескоп является проектом на многие годы. Его предшественник Хаббл проработал более 20 лет и все это время давал полезные астрономам данные. Инвестиция 10 млрд $ не выглядит бешенной в этом мире. Особенно на фоне того, как сумасшедшее государство рф тратит в разы больше на производство крылатых ракет, несущих смерть, а не научные достижения.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Длительная продолжительность проекта James Webb делает его выгодной инвестицией для такой крупной компании как NASA. Но имеет ли смысл исследование космических объектов находящихся на расстоянии миллионов или миллиардов световых лет от Земли?

Это очень сложный вопрос, который задают скептики по всему миру. За историю человечества было много исследований, которые к моменту их проведения не имели смысла, но со временем люди нашли тому полезное использование. С момента открытия электрического тока до его распространенности в обиходе прошло немало времени. Возможно, однажды полученные данные из телескопа Джеймс Уэбб дадут понять неизвестные истины, переосмыслить фундаментальные законы Вселенной. Конечно, сейчас это только наука наблюдения и не более.

Исследовательский зонд Вояджер-2 несколько лет назад находился в заглавиях всех мировых СМИ. Они писали, что он уже покинул Солнечную систему, потом заявления менялись, мол еще не покинул. На самом деле по расчетам ученых понадобится еще несколько сотен лет для достижения Облака Оорта. Разве есть смысл созерцая спектрограммы изучать далекие звезды, когда для выхода из нашей Солнечной системы может понадобиться больше времени, чем существует развитая цивилизация на планете?

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Телескоп работает не только с дальними объектами на расстоянии световых лет, но и способен исследовать планеты Солнечной системы. Получить как можно больше информации перед отправкой зонда на спутник газового гиганта – уже полезное дело, которое может изменить ход космической программы.

Считать Джеймс Вебб расточительством государственных средств и фейковым инструментом науки – это то же, что верить в теорию плоской Земли, думать, что планету держат слоны, стоя на черепахе и т.д. Радио-, оптические, инфракрасные телескопы – простой и один из самых дешевых способов изучать природу Вселенной. Они однозначно оправдывают свое существование.

Фотографии James Webb ненастоящие? Разбираемся как работают инфракрасные- и радиотелескопы на простых примерах

Выводы

Получать изображение можно разными способами. Это не обязательно должен быть детектор оптического диапазона. Профессиональная аппаратура позволяет учёным работать с данными на том уровне, который не могут обеспечить оптические камеры. Радиотелескоп будет также получать картинку из расшифрованной информации, но позволяет в (казалось бы) полной темноте глубин Вселенной увидеть космические объекты. Поэтому изображение других галактик, туманностей и звезд – это не просто «фотошоп», а правильно расшифрованная электромагнитная спектрограмма, то есть некий «научный фотошоп».

Инвестиции в науку – это всегда хорошо, поэтому затраты в несколько миллиардов долларов на орбитальные телескопы нельзя считать пустой тратой средств. Даже при условии, что они не приносят полезных бытовых результатов для человечества здесь и сейчас. Часто бывало, что цивилизации потребовалось несколько десятков или сотен лет для полноценного понимания исследований, которые раньше считали не содержательными.

Инфракрасные и радиотелескопы – инструменты, которые двигают человечество в правильном направлении. Доступность оптических телескопов позволяет новичкам ознакомиться с основами астрономии и собственными глазами увидеть многочисленные объекты видимого диапазона.

Полезные ссылки:

Infrared Detectors Webb /NASA

Voyager Mission Status (nasa.gov)

Webb Space Telescope GSFC/NASA

Webb фотографии — 2022 | Flickr

NASA’s James Webb Space Telescope’s albums | Flickr


Завантаження коментарів...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: