1920. aastal sai Edwin Hubble kaks asja, mis võimaldasid tal pöördeliselt muuta viisi, kuidas inimesed universumit nägid. Üks oli tollal maailma suurim teleskoop ja teine oli huvitav avastus kaasastronoomilt Vesto Slipherilt, kes nägi udukogus galaktikaid, mida me praegu nimetame, ja tundis huvi nende särast, mis oli arvatust palju punasem. Ta seostas seda punanihkega.
Kujutage ette, et teie ja teine inimene seisate pika köie lähedal ja iga sekund tõmbate sellest. Sel ajal liigub mööda köit laine, mis annab teisele inimesele teada, et köis on tõmbunud. Kui peaksite sellest inimesest kiiresti minema, peaks laine läbitava vahemaa ületama iga sekundi ja teise vaatepunktist hakkaks köis tõmblema iga 1,1 sekundi järel. Mida kiiremini lähed, seda rohkem läheb teisel inimesel aega jõnksude vahel.
Sama juhtub ka valguslainetega: mida kaugemal on valgusallikas vaatlejast, seda harvemaks muutuvad lainete tipud ja see nihutab need valgusspektri punasesse ossa. Slifer jõudis järeldusele, et udukogud tunduvad punased, kuna nad liiguvad Maast eemale.
Edwin Hubble Hubble võttis uue teleskoobi ja hakkas punast nihet otsima. Ta leidis seda kõikjal, kuid mõned tähed tundusid teatud määral punasemad kui teised: mõned tähed ja galaktikad olid vaid veidi punanihkes, kuid mõnikord oli punanihe maksimaalne. Pärast suure hulga andmete kogumist koostas Hubble diagrammi, mis näitab, et objekti punanihe sõltub selle kaugusest Maast.
Nii tõestati 20. sajandil, et universum paisub. Enamik andmeid uurinud teadlasi eeldas, et laienemine aeglustub. Mõned uskusid, et universum paisub järk-järgult teatud piirini, mis on olemas, kuid milleni ta siiski kunagi ei jõua, teised aga arvasid, et pärast selle piiri saavutamist hakkab universum kokku tõmbuma. Astronoomid leidsid aga viisi probleemi lahendamiseks: selleks vajasid nad uusimaid teleskoope ja veidi abi universumilt 1A tüüpi supernoovade näol.
Kuna me teame, kuidas heledus vahemaaga muutub, siis teame ka seda, kui kaugel need supernoovad meist on ja mitu aastat valgus läbis, enne kui seda nägime. Ja kui me vaatame valguse punanihet, siis teame, kui palju on Universum selle aja jooksul laienenud.
Kui astronoomid vaatasid kaugeid ja iidseid tähti, märkasid nad, et kaugus ei vastanud paisumisastmele. Tähtede valguse jõudmine meieni võttis oodatust kauem aega, justkui oleks paisumine minevikus olnud aeglasem – seega tuvastades, et Universumi paisumine kiireneb, mitte ei aeglustu.
2014. aasta suurimad teaduslikud avastused
10 peamist küsimust universumi kohta, millele teadlased praegu vastuseid otsivad Kas ameeriklased on Kuul käinud? Venemaal puuduvad võimalused Kuu inimlikuks uurimiseks 10 viisi, kuidas avakosmos võib inimesi tappa Vaadake seda muljetavaldavat prahi keerist, mis meie planeeti ümbritseb Kuulake kosmose heli Kuu seitse imet 10 asja, mille inimesed mingil põhjusel stratosfääri saatsid
Üldmõisted
Optika seisukohalt on valgus elektromagnetkiirgus, mida inimsilm tajub. Muutuse ühikuks on tavaks võtta piirkond 750 THz vaakumis. See on spektri lühikese lainepikkuse ots. Selle pikkus on 400 nm. Laialainete piiri osas võetakse mõõtühikuks 760 nm, see tähendab 390 THz, lõige.
Füüsikas vaadeldakse valgust kui suunatud osakeste kogumit, mida nimetatakse footoniteks. Laine jaotumise kiirus vaakumis on konstantne. Footonitel on teatud impulss, energia ja nullmass. Laiemas mõttes on valgus nähtav ka Lained võivad olla infrapunased.
Ontoloogilisest vaatenurgast on valgus olemise algus. Sellest räägivad nii filosoofid kui ka religiooniteadlased. Geograafias kasutatakse seda terminit tavaliselt planeedi üksikute piirkondade tähistamiseks. Valgus ise on sotsiaalne mõiste. Sellegipoolest on sellel teaduses spetsiifilised omadused, tunnused ja seadused.
Loodus ja valgusallikad
Elektromagnetkiirgus tekib laetud osakeste koosmõjul. Selle optimaalne tingimus on kuumus, millel on pidev spekter. Maksimaalne kiirgus sõltub allika temperatuurist. Protsessi suurepärane näide on Päike. Selle kiirgus on lähedane täiesti musta keha kiirgusele. Päikese valguse olemuse määrab kuumutustemperatuur kuni 6000 K. Pealegi on umbes 40% kiirgusest nähtavuse piires. Võimsusspektri maksimum asub 550 nm lähedal.
Valgusallikad võivad olla ka:
- Molekulide ja aatomite elektroonilised kestad üleminekul ühelt tasemelt teisele. Sellised protsessid võimaldavad saavutada lineaarse spektri. Näiteks LED-id ja gaaslahenduslambid.
- mis tekib laetud osakeste liikumisel valguse faasikiirusel.
- Footonpidurduse protsessid. Selle tulemusena moodustub sünkro- või tsüklotronikiirgus.
Valguse olemust võib seostada ka luminestsentsiga. See kehtib nii kunstlike kui ka orgaaniliste allikate kohta. Näide: kemoluminestsents, stsintillatsioon, fosforestsents jne.
Valgusallikad omakorda jaotatakse temperatuurinäitajate järgi rühmadesse: A, B, C, D65. Kõige keerulisem spekter on täheldatav täiesti mustas kehas.
Valguse omadused
Inimsilm tajub elektromagnetkiirgust subjektiivselt värvina. Seega võib valgus anda valget, kollast, punast, rohelist tooni. See on ainult visuaalne tunne, mis on seotud kiirguse sagedusega, olgu see siis spektraalne või monokromaatiline. On tõestatud, et footonid võivad levida isegi vaakumis. Aine puudumisel on voolukiirus 300 000 km/s. See avastus tehti 1970. aastate alguses.
Meedia piiril kogeb valgusvoog kas peegeldust või murdumist. Levides hajub see aine kaudu. Võime öelda, et keskkonna optilisi indikaatoreid iseloomustab murdumisväärtus, mis on võrdne vaakumis ja neeldumise kiiruste suhtega. Isotroopsetes ainetes ei sõltu voolu levik suunast. Siin on seda esindatud koordinaatide ja aja järgi määratud skalaarsuurusega. Anisotroopses keskkonnas ilmuvad footonid tensori kujul.
Lisaks võib valgus olla polariseeritud või mitte. Esimesel juhul on definitsiooni peamine suurus lainevektor. Kui vool ei ole polariseeritud, siis koosneb see juhuslikes suundades suunatud osakeste komplektist.
Valguse kõige olulisem omadus on selle intensiivsus. Selle määravad sellised fotomeetrilised suurused nagu võimsus ja energia.
Valguse põhiomadused
Footonid ei saa mitte ainult üksteisega suhelda, vaid neil on ka suund. Välise meediumiga kokkupuute tulemusena kogeb voog peegeldust ja murdumist. Need on valguse kaks põhiomadust. Peegeldusega on kõik enam-vähem selge: oleneb aine tihedusest ja kiirte langemisnurgast. Refraktsiooniga on aga olukord palju keerulisem.
Alustuseks võime kaaluda lihtsat näidet: kui langetate põhu vette, tundub see väljastpoolt painutatud ja lühenenud. See on valguse murdumine, mis toimub vedela keskkonna ja õhu piiril. Selle protsessi määrab kiirte jaotumise suund, kui nad läbivad aine piiri.
Kui valgusvoog puudutab kandjate vahelist piiri, muutub selle lainepikkus oluliselt. Kuid leviku sagedus jääb samaks. Kui kiir ei ole piiriga risti, siis muutub nii lainepikkus kui ka selle suund.
Teadustööks kasutatakse sageli tehisobjekte (mikroskoobid, läätsed, luubid). Prillid on ka lainete omaduste muutuste allikaks.
Valguse klassifikatsioon
Praegu tehakse vahet kunstlikul ja loomulikul valgusel. Kõik need tüübid on määratud iseloomuliku kiirgusallikaga.
Looduslik valgus on kaootilise ja kiiresti muutuva suunaga laetud osakeste kogum. See elektromagnetväli on põhjustatud pingete vahelduvatest kõikumistest. Looduslike allikate hulka kuuluvad kuumad kehad, päike ja polariseeritud gaasid.
Kunstlikku valgust on järgmist tüüpi:
- Kohalik. Seda kasutatakse töökohal, köögis, seintel jne. Selline valgustus mängib sisekujunduses olulist rolli.
- Kindral. See on kogu ala ühtlane valgustus. Allikad on lühtrid, põrandalambid.
- Kombineeritud. Esimese ja teise tüübi segu ideaalse ruumivalgustuse saavutamiseks.
- Hädaolukord. See on väga kasulik elektrikatkestuste ajal. Enamasti saadakse voolu akudest.
Päikesevalgus
Tänapäeval on see peamine energiaallikas Maal. Pole liialdus öelda, et päikesevalgus mõjutab kõiki olulisi asju. See on kvantitatiivne konstant, mis määrab energia.
Maa atmosfääri ülemised kihid sisaldavad ligikaudu 50% infrapuna- ja 10% ultraviolettkiirgust. Seetõttu on nähtava valguse kvantitatiivne komponent vaid 40%.
Päikeseenergiat kasutatakse sünteetilistes ja looduslikes protsessides. See hõlmab fotosünteesi, keemiliste vormide muundamist, kuumutamist ja palju muud. Tänu päikesele saab inimkond elektrit kasutada. Valgusvood võivad omakorda olla otsesed või hajusad, kui nad läbivad pilvi.
Kolm peamist seadust
Juba iidsetest aegadest on teadlased uurinud geomeetrilist optikat. Tänapäeval on põhilised järgmised valguse seadused:
Valguse tajumine
Meid ümbritsev maailm on inimestele nähtav tänu meie silmade võimele suhelda elektromagnetkiirgusega. Valgust tajuvad võrkkesta retseptorid, mis suudavad tuvastada laetud osakeste spektrivahemikku ja reageerida sellele.
Inimesel on silmas kahte tüüpi sensoorseid rakke: koonused ja vardad. Esimesed määravad nägemismehhanismi päevasel ajal kõrgel valgustustasemel. Vardad on kiirguse suhtes tundlikumad. Need võimaldavad inimesel öösel näha.
Valguse visuaalsed varjundid määratakse lainepikkuse ja selle suuna järgi.
Piibli loomingu kriitikud kasutavad mõnikord kauget valgust argumendina noore universumi vastu. Aga kui me vaatame lähemalt, näeme, et see ei tööta.
Piibli loomingu kriitikud kasutavad mõnikord kauget tähevalgust argumendina noore universumi vastu. Argument kõlab umbes nii: on galaktikaid, mis on sellisel kaugusel, et nende tähtede valgusel kulub meieni jõudmiseks miljardeid aastaid. Ja kui me näeme neid galaktikaid, tähendab see, et tähevalgus on juba Maale saabunud. See tähendab, et universum peab olema vähemalt miljardeid aastaid vana – palju rohkem kui Piiblis märgitud 6000 aastat.
Paljud Suure Paugu pooldajad peavad seda arvutust märkimisväärseks argumendiks piibli ajaskaala vastu. Kuid kui me seda tõendit tähelepanelikult vaatame, näeme, et see ei tööta. Universum on lõputult suur ja sisaldab väga kaugeid galaktikaid, kuid see ei tähenda, et see oleks juba miljardeid aastaid vana.
Kaugete tähtede küsimus on pannud mõned inimesed mõtlema kosmiliste kauguste peale. "Kas me tõesti teame, et galaktikad on nii kaugel? Võib-olla on nad palju lähemal, nii et valgus tegelikult nii kaugele ei liigu." Kuid meetodid, mida astronoomid kasutavad kosmiliste kauguste mõõtmiseks, on tavaliselt loogilised ja teaduslikult põhjendatud. Nad ei tugine evolutsioonilistele eeldustele mineviku kohta. Veelgi enam, need on osa vaatlusteadusest (erinevalt ajaloo- või loodusteadusest) ning on praegu proovitud ja testitud. Tähe või galaktika kauguse määramiseks võite katset korrata nii mitu korda kui soovite, kuid saate iga kord ligikaudu sama vastuse. Seetõttu on meil põhjust arvata, et ruum on tõepoolest väga suur. Tegelikult toob universumi hämmastav suurus Jumalale au (Psalm 19:1).
Mõned kristlased viitavad sellele, et Jumal lõi valguskiired kaugetest tähtedest, mis olid juba teel Maale. Lõppude lõpuks ei vajanud Aadam lapsest kasvamiseks aega, sest Kõigevägevam ilmutas ta täiskasvanutele. Samuti väidetakse, et universum oli juba välja töötatud ja seetõttu tekkis võib-olla teel valgus. Loomulikult loodi Universum tõepoolest toimima kohe pärast esimest nädalat ja paljud selle aspektid ilmnesid tegelikult "küpsena". Ainus probleem eeldusega, et valgus tekkis transiidi käigus, on see, et me näeme tegelikult, millised protsessid ruumis toimuvad. Näiteks näeme, et tähed muudavad heledust ja liiguvad. Mõnikord oleme tunnistajaks tähtede plahvatamisele. Me näeme neid asju, sest nende valgus on meieni jõudnud.
Aga kui Jumal lõi valguskiired juba teel, siis see tähendaks, et ükski sündmus, mida me kosmoses (6000 valgusaasta kaugusel) näeme, ei toimunud tegelikult. See tähendaks, et kõik plahvatusohtlikud tähed kas ei plahvatanud kunagi või ei eksisteerinud neid üldse, see tähendab, et Jumal maalis lihtsalt pilte fiktiivsetest sündmustest. Ülimale tundub ebaloomulik selliseid illusioone teha. Ta andis meile silmad, et saaksime reaalset universumit uurida ja seepärast peame uskuma, et sündmused, mida kosmoses näeme, toimusid ka tegelikult. Sel põhjusel usub enamik loomist pooldavaid teadlasi, et transiidi käigus tekkiv valgus ei ole parim viis tähtede kaugetele argumentidele vastamiseks. Lubage mul oletada, et vastus kaugele tähevalgusele peitub ilmalike astronoomide tehtud ebamäärastes oletustes.
Oletused ja argumendid tähevalguse reisiaja kohta
Kauge tähevalgus
Iga katse millegi vanust teaduslikult hinnata viib kindlasti mitmete oletusteni. Need võivad olla oletused algtingimuste, kiiruse stabiilsuse, süsteemi saastumise ja palju muu kohta. Ja kui vähemalt üks neist eeldustest ei ole õige, on see ka vanuseline hinnang. Mõnikord on nende vigane maailmavaade süüdi selles, et inimesed teevad valesid oletusi. Kauge tähevalguse argument hõlmab mitmeid küsitavaid hüpoteese – ükski neist muudaks tõendid põhjendamatuks. Vaatame mõnda neist eeldustest.
Valguse kiiruse püsivus
Tavaliselt eeldatakse, et valguse kiirus on ajaga suhteline. Tänapäeva valguse kiirusel (vaakumis) kuluks 6 triljoni suuruse vahemaa läbimiseks umbes aasta. miili. Aga kas see on alati nii olnud? Kui eeldame ekslikult, et tänapäevane kiiruse mõõtmine on alati selline olnud, siis hindame valesti ka vanust, mis on praegusest tunduvalt vanem. Kuid mõned inimesed viitavad sellele, et valguse kiirus oli minevikus palju suurem. Kui see on tõsi, võib valgus liikuda läbi universumi vaid murdosa praegusest ajast. Mõned teadlased usuvad, et see on vastus kauge tähevalguse probleemile noores universumis.
Valguse kiirus ei ole aga "suvaline" parameeter. Teisisõnu muudab valguse kiiruse muutmine muid asju, näiteks energia ja massi suhet mis tahes süsteemis. Mõned väidavad, et valguse kiirus pole kunagi olnud praegusest väga erinev, kuna see on tingitud muudest looduse konstantidest. Teisisõnu, elu poleks võimalik, kui valgus liiguks erineva kiirusega.
See on õigustatud mure. Universaalsete konstantide seostamise viis on osaliselt selge. Seetõttu pole valguse kiiruse muutuste mõju Universumile ja elule Maal täielikult teada. Mõned teadlaste rühmad uurivad aktiivselt valguse kiirusega seotud küsimusi. Teised teaduseksperdid väidavad, et valguse konstantse kiiruse oletus on suure tõenäosusega mõistlik ja kauge tähevalguse probleemi lahendus peitub mujal.
Aja jäikuse hüpotees
Paljud inimesed usuvad, et aeg voolab kõigis tingimustes sama kiirusega. See oletus tundub tõesti väga mõistlik, kuid tegelikult on see vale. Ja on mitmeid erinevaid viise, kuidas aja ebaühtlane olemus võib võimaldada kauge tähevalgusel jõuda Maale piibli ajavahemiku piires.
Albert Einstein avastas, et aja möödumise kiirus sõltub liikumisest ja gravitatsioonist. Näiteks kui objekt liigub väga kiiresti, valguse kiirusele lähedal, siis selle aeg aeglustub. Seda nimetatakse "aja dilatatsiooniks". Seega, kui saaksime aega kiirendada peaaegu valguse kiiruseni, hakkaks kell töötama liiga aeglaselt. Ja kui nad saavutasid valguse kiiruse, peatusid nad üldse. Kella puhul pole see probleem - efekt ilmneb olenemata konkreetsest kujundusest, kuna aeg ise aeglustub. Samamoodi aeglustub aja liikumine gravitatsiooni mõjul. Näiteks merepinnal olev kell töötab veidi aeglasemalt kui mäel, kuna meretase on gravitatsiooniallikale lähemal.
Tundub raske uskuda, et kiirus või gravitatsioonijõud võivad aja pikkust mõjutada, kuna meie igapäevane kogemus ei suuda seda tuvastada. Nõus, kui me sõidame sõidukis, siis aeg, nagu meile tundub, möödub sama kiirusega kui siis, kui me seisame. Kuid tegelikkuses juhtub see ainult seetõttu, et me liigume valguse kiirusega võrreldes väga aeglaselt ja Maa gravitatsioon on nii nõrk, et ka aja dilatatsiooni efekt on vastavalt väga väike. Aja dilatatsiooni efekti usaldusväärsust mõõdeti aga aatomkelladega.
Kuna aeg võib erinevatest vaatepunktidest kulgeda erineva kiirusega, võtavad ühe inimese poolt mõõdetavad sündmused, mis kestavad kaua, väga vähe aega võrreldes sellega, kui sama mõõtmist teostab teine inimene. See kehtib ka kaugete tähtede kohta. Valgus, mille Maale jõudmiseks kuluks miljardeid aastaid (mõõdetuna süvakosmoses olevate kellade järgi), võib selle pinnale jõuda vaid tuhandete aastate jooksul, mõõdetuna Maa kellade järgi. See juhtuks loomulikult, kui Maa oleks gravitatsioonikaevus, millest me allpool räägime.
Paljud ilmalikud astronoomid eeldavad, et universum on lõpmatult suur ja sellel on lõpmatu arv galaktikaid. Seda pole kunagi tõestatud ja puuduvad tõendid, mis võiksid meid sellisele järeldusele viia. Seega on see omakorda "pimeda" usu hüpe. Kui aga juurutada selle argumendi asemel mõni muu oletus, viib see täiesti uue järelduseni. Oletame, et meie päikesesüsteem asub galaktikate lõpliku jaotuse keskpunkti lähedal. Kuigi praegu on seda võimatu tõestada, sobib selline hüpotees tõenditega, sest see on täiesti mõistlik võimalus.
Sel juhul on Maa gravitatsioonikaevus. See termin tähendab, et millegi meie keskkonnast sügavamasse ruumi tõmbamiseks on vaja energiat. Selles gravitatsioonikaevus me ei "tunne" täiendavat gravitatsioonijõudu, kuid Maal (või kõikjal meie päikesesüsteemis) möödub aeg aeglasemalt kui mujal universumis. Seda mõju peetakse tänapäeval vähe tõestatuks, kuid varem võis see olla palju tugevam. (Kui universum paisub, nagu enamik astronoome usub, siis füüsika ütleb, et kui maailm oleks väiksem, oleksid sellised mõjud tugevamad). Sel juhul märgiksid Maal kellad aega palju aeglasemalt kui süvakosmoses olevad kellad. Seega jõuab valgus kõige kaugematest galaktikatest Maale vaid mõne tuhande aasta pärast, mõõdetuna Maa kellade järgi. See idee on kahtlemata intrigeeriv. Kuigi on veel mõned matemaatilised üksikasjad, mis vajavad väljatöötamist, on see kindlasti mõistlik eeldus.
Sünkroonimise eeldus
Teine viis, kuidas aja relatiivsus on oluline, puudutab sünkroniseerimise teemat: kuidas kellad on seatud nii, et nad loevad sünkroonis sama aega. Relatiivsusteooria näitas, et sünkroniseerimine ei ole absoluutne. Teisisõnu, kui üks inimene mõõdab kahte sünkroniseeritud kella, ei mõõda teine inimene (liikub teise kiirusega) tingimata neid kahte sünkroniseeritud ajaimpulssi. Nagu aja dilatatsioon, on ka see efekt intuitiivne, kuna see on liiga väike, et mõõta enamikku meie igapäevasest kogemusest.
Kujutage ette, et lennuk väljub teatud linnast kell 16.00 kahetunnisele lennule. Kui aga lennuk maandus, oli kell 16.00. Kuna lennuk saabus väljumisega samal ajal, siis võiks seda nimetada välkreisiks. Kuidas see võimalik on? Vastus peitub ajavööndites. Kui lennuk väljus Kentuckyst kohaliku aja järgi kell 16.00, siis Coloradosse jõuab see kell 16.00, kuid seekord kohaliku aja järgi. Loomulikult kogevad lennukis reisijad kahetunnist reisi. Seega kestab reis kohaliku aja järgi mõõdetuna 2 tundi. Kuid seni, kuni lennuk sõidab läände (ja pakub suhteliselt kiiret marsruuti), saabub see kohaliku aja järgi loomulikult alati samal ajal, kui ta väljus.
Kohaliku ja universaalse aja kosmiline vaste on olemas. Maa suhtes liikuv valgus sarnaneb läände lendava lennukiga, kuid Maa ise püsib alati samas kosmilises kohalikus ajas. Kuigi enamik astronoome kasutab tänapäeval peamiselt kosmilist universaalaega (milles 100 valgusaastat on 100 aastat), on ajalooliselt olnud kosmiline kohalik aeg alati standardne. Ja nii võib juhtuda, et Piibel kasutab sündmustest teatamisel kosmilist kohalikku aega.
Kuna Jumal lõi tähed 4. päeval, lahkus nende valgus tähest 4. päeval ja jõudis maakerale kosmilise kohaliku aja järgi 4. päeval. Kõigi galaktikate valgus jõuab Maale 4. päeval, kui mõõdame seda kohaliku kosmilise aja järgi. Keegi võib eitada, väites, et valgus liigub miljardeid aastaid (nagu lennuki reisija elab 2:00 lennust). Einsteini relatiivsusteooria kohaselt valgus aga aja möödumist ei koge, seega on liikumine hetkeline. Nüüd võib see idee olla või mitte olla põhjuseks, miks kauge tähevalgus võib piibli ajaskaalal Maale jõuda, kuid siiani pole keegi suutnud tõestada, et Piibel ei kasuta kosmilist kohalikku aega. Nii et see on intrigeeriv võimalus.
Naturalismi eeldus
Enamiku piiblivastaste argumentide üks enim kohatud eeldusi on naturalismi oletus. Naturalism on usk, et loodus on "kõik, mis olemas on". Naturalismi pooldajad eeldavad, et kõiki nähtusi saab seletada loodusseadustega. See pole mitte ainult pime oletus, vaid ka selgelt ebapiibellik. Piibel ütleb selgelt, et Jumal ei ole seotud loodusseadustega (need on ju Tema seadused). Muidugi võib Ta oma tahte täitmiseks kasutada loodusseadusi, mida Ta tavaliselt teeb. Tegelikult võib loodusseadustest mõelda, kuidas Jumal universumit pidevalt ülal hoiab. Kuid Tema olemus on üleloomulik ja on võimeline toimima väljaspool loomuseaduse piire.
See juhtus kindlasti loomisnädalal. Jumal lõi universumi imelisel viisil. Ta lõi selle eimillestki, kasutamata absoluutselt mingit materjali (Heebrealastele 11:3). Tänapäeval ei tegele Jumal uute tähtede ega uute olendite liikide loomisega. Seda seetõttu, et Ta lõpetas loomise enne seitsmendat päeva. Jumal hoiab universumit tänapäeval teisel viisil, kui ta selle lõi. Loodusteadlane eeldab aga ekslikult, et universum loodi samade meetoditega, millega see toimib tänapäeval. Muidugi oleks absurdne kohaldada seda eeldust enamiku muude asjade puhul. Näiteks taskulamp töötab elektrit valguseks muutes, kuid see töötab tänu erinevatele seadustele.
Kuna tähed loodi loomisnädalal ja Jumal lõi need nii, et me näeksime nende peegeldust, siis viis, kuidas kauge valgus Maale jõudis, oli suure tõenäosusega üleloomulik. Me ei saa eeldada, et Jumala varasemad teod on kaasaegse teadusliku masinavärgi seisukohast arusaadavad, sest teadus saab ainult uurida, kuidas Ta maailma täna hoiab. On ebaratsionaalne väita, et üleloomulik tegu ei vasta tõele, kuna seda ei saa seletada tänapäeval täheldatud looduslike protsessidega.
Meile on täiesti vastuvõetav küsida: "Kas Jumal kasutas Piibli aegadel Maale tähevalguse toomiseks looduslikke protsesse? Ja kui jah, siis milline mehhanism sellega oli seotud?" Kuid kui loomulik mehhanism ei ole ilmne, ei ole see kindlasti tõend üleloomuliku loomise vastu. Seega tegeleb uskmatu peen ringikujulise arutluskäiguga, kui ta kasutab naturalismi eeldust, et väita pühalikult, et kauge tähevalgus lükkab ümber piibli ajaperioodi. .
Kerge reisiaeg: "iseregulatsiooni" argument
Paljud Suure Paugu pooldajad kasutavad ülaltoodud eeldusi väitmaks, et Piibli ajaskaala ei saa olla õige valgusajaga seotud probleemi tõttu. Kuid selline argument lükkab end ümber. See pole väike viga, sest suure paugu probleemiks on selle kerge liikumisdünaamika. Selles mudelis peab valgus läbima palju suurema vahemaa, kui on võimalik Suure Paugu enda umbes 14 miljardi aasta pikkuse ajavahemiku jooksul. See on suure paugu jaoks tõsine probleem, mida nimetatakse "horisondi probleemiks". Allpool on üksikasjad.
Horisondi probleem
Suure Paugu mudelis saab universum alguse lõpmatult väikesest keskkonnast, mida nimetatakse singulaarsuseks, mis seejärel kiiresti paisub. Suure paugu mudeli järgi, kui universum on veel väga väike, arendab see erinevates kohtades lahknevaid temperatuure. Oletame, et punkt A on kuum ja punkt B külm. Tänapäeval on universum laienenud ning punktid A ja B on nüüd laialdaselt eraldatud.
Universumil on aga äärmiselt ühtlane temperatuur suurte vahemaade tagant – kaugel kuulsaimatest galaktikatest. Teisisõnu, tänapäeval on punktides A ja B peaaegu identsed temperatuurid. Me teame seda, kuna näeme elektromagnetkiirgust, mis tuleb mikrolainetena kõikidesse kosmosesuundadesse. Seda nimetatakse "kosmiliseks mikrolaine taustaks" (CMB). Kiirgussageduste iseloomulik temperatuur on 2,7 K (−455 °F) ja need on igas suunas äärmiselt ühtlased. Temperatuur erineb 105-st vaid ühe osa võrra.
Probleem on järgmine: kuidas punktid A ja B said sama temperatuuri? See on võimalik ainult energiavahetuse kaudu. See juhtub paljudes süsteemides: näiteks kaaluge kohvi sisse pandud jääkuubikuid. Jää kuumeneb ja kohv jahtub, vahetades energiat. Samuti võib punkt A anda energiat punktile B elektromagnetilise kiirguse (valguse) kujul, mis on kiireim viis energia ülekandmiseks, kuna miski ei saa liikuda kiiremini kui valgus. Kuid kasutades suure paugu pooldajate eeldusi, sealhulgas uniformitarismi ja naturalismi, ei olnud valguse jõudmiseks punktist A punkti B piisavalt aega 14 miljardit aastat – need punktid on üksteisest liiga kaugel. See on reisiprobleem – ja see on tõsine. On ju täna A ja B peaaegu sama temperatuuriga, seega pidid nad olema mitu korda valgust vahetanud.
"Suure paugu" pooldajad on välja pakkunud mitmeid eeldusi, mille abil püütakse valgusaja probleemi lahendada. Üks populaarsemaid on "inflatsioon". "Inflatsioonilistes" mudelites on Universumil kaks paisumist: normaalne ja kiire inflatsioon. Universum algab normaalse kiirusega, mis on tegelikult üsna kiire, kuid järgneva faasiga võrreldes aeglane. Seejärel siseneb see korraks inflatsioonifaasi, kus Universum paisub palju kiiremini. Hiljem naaseb Universum oma tavapärase tempo juurde. Kõik see juhtub varajases staadiumis, ammu enne tähtede ja galaktikate teket.
Inflatsioonimudel võimaldab punktidel A ja B vahetada energiat (esimese normaalse paisumise ajal) ja seejärel tõrjuda neid inflatsioonifaasis tohututele kaugustele, kus nad praegu asuvad. Kuid inflatsioonimudel pole midagi muud kui lugu millestki, millel puuduvad tõendid. See on vaid spekulatsioon, mille eesmärk on viia suur pauk vastavusse vastuoluliste tähelepanekutega. Inflatsioon lisab suure paugu mudelile ka täiendavaid probleeme ja raskusi, näiteks miks selline inflatsioon tekib ja elegantne viis selle väljalülitamiseks. Üha enam maailma astrofüüsikuid lükkab inflatsiooni ühel või teisel põhjusel tagasi. On selge, et horisondiprobleem jääb suure paugu jaoks suureks reisiajaprobleemiks.
Kriitik võib arvata, et "suur pauk" selgitab paremini päritolu kui Piibel, kuna piibliloomingul on ere vahevalgus, millel pole probleeme ringi liikuda. Kuid selline argument ei ole ratsionaalne, kuna suurel paugul on oma valguse liikumise probleem. Kui mõlemad mudelid sisaldavad olulisi kahtlusi, ei saa neid kasutada ühe mudeli toetamiseks teisele. Seetõttu ei saa kasutada kauget tähevalgust Piibli kõrvaldamiseks suure paugu kasuks.
Järeldused
Seega oleme näinud, et loomingukriitikud peavad kasutama mitmeid eeldusi, et kasutada kauget valgust argumendina noore universumi vastu. Ja paljud neist hüpoteesidest on küsitavad. Kas me teame, et valgus on alati liikunud tänapäeva kiirusega? See võib olla mõistlik, kuid kas me saame selles täiesti kindlad olla, eriti loomisnädalal, mil Jumal tegutses üleloomulikult? Kas võime olla kindlad, et Piibel kasutab "kosmilist universaalaega", mitte kõige levinumat "kosmilist kohalikku aega", mille jooksul valgus silmapilkselt maa peale jõuab?
Teame, et ajavoolu kiirus ei ole jäik. Ja kuigi ilmalikud astronoomid teavad hästi, et aeg on suhteline, eeldavad nad, et see mõju on (ja on alati olnud) tühine, kuid kas saame olla kindlad, et see nii on? Ja kuna tähed loodi loomisnädalal, mil Jumal lõi kõik üleloomulikult, siis kuidas me saame kindlalt teada, et kauge tähevalgus saabus Maale täiesti loomulikel teel? Veelgi enam, kui suure paugu pooldajad kasutavad piibelliku loomise vastu vaidlemiseks kauget valgust, kasutavad nad argumenti, mis kummutab eneseregulatsiooni, kuna suurel paugul on oma ajaprobleem. Kui võtta arvesse kõike ülaltoodut, näeme, et kauge tähevalgus ei ole alati olnud õigustatud argument Piibli mitme tuhande aasta pikkuse ajakava vastu.
Kui loomist pooldavad teadlased uurivad võimalikke lahendusi kaugete tähtede probleemile, peame arvestama ka tõendite kogumiga, mis on kooskõlas noore universumiga. Näeme pöörlevaid spiraalgalaktikaid, mis ei saa eksisteerida mitu miljardit aastat, kuna need moonduvad tundmatuseni. Meie silme ees avanevad paljud kuumad sinised tähed, mis (isegi ilmalikud astronoomid nõustuvad) ei saa eksisteerida miljardeid aastaid. Meie enda päikesesüsteemis oleme tunnistajaks komeetide lagunemisele ja magnetväljade lagunemisele, mis samuti ei saa kesta miljardeid aastaid ja tõendeid selle kohta, et teistel päikesesüsteemidel on sarnaseid asju. Muidugi hõlmavad sellised argumendid ka oletusi mineviku kohta. Seetõttu on lõppkokkuvõttes ainus viis mineviku kohta kindlalt teada saada pealtnägija tehtud usaldusväärse ajaloolise ülestähenduse kaudu. See on täpselt see, mis meil Piiblis on.
Üks meie teadlaste meelelahutus, mida mainisin viimases lamemaailma veerus, on kopuskulaarlaine dualismi mängud. Ja vene keeles rääkides, püüdes kindlaks teha, mis on valgus - osakeste voog või elektromagnetlaine.
Erinevalt lameda maailma elanikkonnast teavad meie teadlased kindlalt, et meie maailm on kolmemõõtmeline, kolmemõõtmeline. Kuid nad ei tea, mis on valgus. Nad ikka ei tea.
Kunagi, mitusada aastat tagasi, viisid teadlased läbi katseid, mis tõestasid veenvalt, et valgus on laine. Siis tõestasid teadlased ka veenvalt, et valgus on osakeste voog. Siis, kui mõlemad olid tõestatud, otsustasid teadlased, et valgus on samal ajal nii osakeste voog kui ka laine, see tähendab, nagu öeldakse, "sellel on laine-osakeste duaalsus".
Kummaline! Aga kuhu minna, kui mõlemad on tõestatud.
Kuid meie vahel ei suuda teadlased ikkagi mõista, mis see osakeste-laine dualism on, ja jätkavad seetõttu salaja täiendavaid katseid, et välja selgitada, mis valgus tegelikult on, kas laine või osakesed. Ja mida rohkem katseid tehakse, seda imelikumaid asju tekib ja selgub, et valgusel on lisaks kahetisele olemusele hunnik imelisi omadusi: intelligentsus, meeleorganid, võime minevikku meeles pidada ja tulevikku ette näha. ...
Igatahes korras.
19. sajandi alguses tuli teadlane Jung välja geniaalse katsega, mida nüüd koolis tehakse. Kui paned veelaine teele tõkke ja teed sellesse kaks pilu, muutub iga pragu ise laine allikaks. Nendest kahest pilust väljuvad lained suhtlevad üksteisega ja tekitavad häireid – veider tippude ja lohkude muster, nagu joonisel.
Kui panna valguskiire teele kaks pilu, arutles Jung, siis saab kohe selgeks, kas laine on valgus või osakesed. Kui osakesi on, lendavad need lihtsalt läbi pragude ja vastasseinale annavad kaks triipu. Kui laine on, muutuvad pilud ise valguslainete allikateks, siis vastasseinal on palju triipe - häirete tagajärg.
Katse viidi läbi ja tulemuseks oli interferents. Valguse laineline olemus on tõestatud. Ja siis ühes teises katses tõestati sama veenvalt, et valgus on footonosakeste voog.
Tänapäeval on teadlased otsustanud Jungi kogemust korrata, kuid uuel teaduslikul tasemel. Tekkinud on tehniline võimalus suunata piludesse mitte pidev vool, vaid vabastada korraga vaid üks osake.
Kustutame ühe osakese, siis teise, siis teise,” arutlesid teadlased. Kuna osakesed on üksikud, ei saa nad omavahel suhelda ega tekitada häireid. See tähendab, et vastasseinal ei näe me mitte interferentsimustrit, vaid ainult kahte triipu.
Pole suurt asja! Pärast katset registreerisid teadlased samad häired. Selgus, et iga läbi pilu lennanud osake interakteerub nende osakestega, mis olid juba varem läbi pilu lennanud, ja nendega, mis alles lendasid.
See tähendab, et iga osake teadis kuidagi minevikust ja nägi ette tulevikku.
Kõige naljakam juhtus aga siis, kui teadlased otsustasid selle nähtuse toimumise kontrollimiseks teha väga täpseid mõõtmisi. Nad otsustasid vaadata, millistest konkreetsetest piludest iga osake läbi lendab, näitasid iga pilu juurde indikaatorit ja kordasid katset.
Häirete muster on kadunud. Kaks triipu tekkisid lihtsalt vastasseinale. Piisas ainuüksi piilumisest, et valgus muutuks lainest osakeste vooluks. Mingil arusaamatul moel sai ta teada, et nad luuravad teda, muutus häbelikuks ja muutis tema olemust.
Maailm meie ümber on täis miljoneid erinevaid toone. Tänu valguse omadustele on igal objektil ja objektil meie ümber teatud värv, mida inimese nägemine tajub. Valguslainete ja nende omaduste uurimine on võimaldanud inimestel sügavamalt vaadelda valguse olemust ja sellega seotud nähtusi. Täna räägime dispersioonist.
Valguse olemus
Füüsikalisest vaatenurgast on valgus erineva pikkuse ja sagedusega elektromagnetlainete kombinatsioon. Inimsilm ei taju valgust, vaid ainult seda, mille lainepikkus jääb vahemikku 380–760 nm. Ülejäänud sordid jäävad meile nähtamatuks. Nende hulka kuuluvad näiteks infrapuna- ja ultraviolettkiirgus. Kuulus teadlane Isaac Newton kujutas valgust ette väikeste osakeste suunatud voona. Alles hiljem tõestati, et see on looduses laine. Newtonil oli siiski osaliselt õigus. Fakt on see, et valgusel pole mitte ainult lainelisi, vaid ka korpuskulaarseid omadusi. Seda kinnitab hästi tuntud fotoelektrilise efekti nähtus. Selgub, et valgusvool on kahetine olemus.
Värvispekter
Inimese nägemisele juurdepääsetav valge valgus on kombinatsioon mitmest lainest, millest igaüht iseloomustab teatud sagedus ja oma footonite energia. Vastavalt sellele saab selle jagada erinevat värvi laineteks. Igaüht neist nimetatakse monokromaatiliseks ja teatud värv vastab tema enda pikkuse, lainesageduse ja footoni energia vahemikule. Teisisõnu, aine poolt väljastatav (või neeldunud) energia jaotub vastavalt ülaltoodud näitajatele. See seletab valguse spektri olemasolu. Näiteks spektri roheline värv vastab sagedustele vahemikus 530–600 THz ja violetne 680–790 THz.
Igaüks meist on kunagi näinud, kuidas kiired sädelevad lõigatud klaastoodetel või näiteks teemantidel. Seda võib täheldada nähtuse tõttu, mida nimetatakse valguse dispersiooniks. See on efekt, mis peegeldab objekti (aine, keskkonna) murdumisnäitaja sõltuvust seda objekti läbiva valguslaine pikkusest (sagedusest). Selle sõltuvuse tagajärjeks on kiire lagunemine värvispektriks näiteks prisma läbimisel. Valguse hajuvust väljendatakse järgmise võrrandiga:
kus n on murdumisnäitaja, ƛ on sagedus ja ƒ on lainepikkus. Murdumisnäitaja suureneb sageduse suurenemise ja lainepikkuse vähenemisega. Sageli täheldame looduses hajumist. Selle ilusaim ilming on vikerkaar, mis tekib päikesevalguse hajumise tõttu, kui see läbib arvukalt vihmapiiska.
Esimesed sammud dispersiooni avastamise suunas
Nagu eespool mainitud, laguneb valgusvoog prismat läbides värvispektriks, mida Isaac Newton omal ajal piisavalt põhjalikult uuris. Tema uurimistöö tulemuseks oli dispersiooninähtuse avastamine 1672. aastal. Teaduslik huvi valguse omaduste vastu tekkis enne meie ajastut. Juba kuulus Aristoteles märkas, et päikesevalgusel võib olla erinevaid toone. Teadlane väitis, et värvi olemus sõltub valges valguses esinevast "tumeduse hulgast". Kui seda on palju, ilmub lilla värv, ja kui seda on vähe, siis punane. Suur mõtleja ütles ka, et valguskiirte põhivärv on valge.
Newtoni eelkäijate uurimine
Aristotelese teooriat pimeduse ja valguse vastasmõjust 16. ja 17. sajandi teadlased ümber ei lükanud. Nii tšehhi teadlane Marzi kui ka inglise füüsik Hariot tegid iseseisvalt prismaga katseid ja olid kindlalt veendunud, et spektri erinevate varjundite ilmnemise põhjuseks oli just valgusvoo segunemine prisma läbimisel pimedusega. Teadlaste järeldusi võiks esmapilgul nimetada loogilisteks. Kuid nende katsed olid üsna pealiskaudsed ja nad ei suutnud neid täiendavate uuringutega toetada. Seda seni, kuni Isaac Newton asja kallale asus.
Newtoni avastus
Tänu selle silmapaistva teadlase uudishimulikule meelele tõestati, et valge valgus ei ole peamine ning valguse ja pimeduse erinevates proportsioonides koosmõjul ei teki muid värve. Newton lükkas need uskumused ümber ja näitas, et valge valgus on oma struktuurilt komposiit, selle moodustavad kõik valgusspektri värvid, mida nimetatakse monokromaatiliseks. Valguskiire läbi prisma läbimise tulemusena moodustuvad valge valguse lagunemise tõttu lainevoogudeks mitmesugused värvid. Sellised erineva sageduse ja pikkusega lained murduvad keskkonnas erineval viisil, moodustades teatud värvi. Newton tegi katseid, mida kasutatakse füüsikas tänapäevalgi. Näiteks katsed ristatud prismadega, kasutades kahte prismat ja peeglit ning valgust läbi prismade ja perforeeritud ekraani. Nüüd teame, et valguse lagunemine värvispektriks toimub tänu erinevatele kiirustele, millega erineva pikkusega ja sagedusega lained läbivad läbipaistvat ainet. Selle tulemusena lahkuvad osad lained prismast varem, teised veidi hiljem, teised veelgi hiljem jne. Nii laguneb valgusvoog.
Anomaalne dispersioon
Seejärel tegid üle-eelmise sajandi füüsikud hajumise kohta veel ühe avastuse. Prantslane Leroux avastas, et mõnes meedias (eriti joodiaurudes) rikutakse dispersiooninähtust väljendavat sõltuvust. Seda küsimust asus uurima Saksamaal elanud füüsik Kundt. Oma uurimistööks laenas ta ühe Newtoni meetoditest, nimelt katse, milles kasutati kahte ristuvat prismat. Ainus erinevus seisnes selles, et ühe nende asemel kasutas Kundt prismalist anumat tsüaniini lahusega. Selgus, et valguse murdumisnäitaja selliste prismade läbimisel suureneb, mitte ei vähene, nagu juhtus Newtoni katsetes tavaliste prismadega. Saksa teadlane leidis, et seda paradoksi täheldatakse sellise nähtuse tõttu nagu valguse neeldumine aine poolt. Kirjeldatud Kundti katses oli neelavaks keskkonnaks tsüaniinilahus ja valguse hajumist sellistel juhtudel nimetati anomaalseks. Kaasaegses füüsikas seda terminit praktiliselt ei kasutata. Tänapäeval peetakse Newtoni avastatud normaalset dispersiooni ja hiljem avastatud anomaalset dispersiooni kaheks sama doktriiniga seotud nähtuseks, millel on ühine olemus.
Madala dispersiooniga läätsed
Fototehnoloogias peetakse valguse hajumist ebasoovitavaks nähtuseks. See põhjustab nn kromaatilise aberratsiooni, mille puhul värvid paistavad piltidel moonutatuna. Foto varjundid ei ühti pildistatava objekti varjunditega. See efekt muutub eriti ebameeldivaks professionaalsete fotograafide jaoks. Dispersiooni tõttu fotodel ei moonutata mitte ainult värve, vaid ka servad on sageli hägused või vastupidi, tekib liiga piiritletud piir. Ülemaailmsed fotoseadmete tootjad tegelevad selle optilise nähtuse tagajärgedega spetsiaalselt disainitud madala hajutusega objektiivide abil. Klaasil, millest need on valmistatud, on suurepärane omadus murda erineva pikkuse ja sagedusega laineid võrdselt. Objektiive, millesse on paigaldatud madala dispersiooniga läätsed, nimetatakse akromaatideks.