Кредитна слика: ЈХУ
Астрономи са Универзитета Јохн Хопкинс су најавили неколико недеља уназад да ако упоредите боју свих звезда у свемиру, резултат би био аквамаринска боја. Једном када су испразнили бубу и поново проверили своје прорачуне, просечна боја целог универзума постала је беж.
Какве је боје Универзума? На ово наизглед једноставно питање астрономи никада нису одговорили. Тешко је извршити тачан и потпун попис све светлости у Универзуму.
Међутим, користећи 2дФ Галаки Редсхифт Сурвеи - ново истраживање на више од 200 000 галаксија које мери светлост из великог обима Универзума - недавно смо успели да покушамо да одговоримо на ово питање. Конструисали смо оно што називамо „космички спектар“, који представља сву укупну енергију локалног волумена свемира емитовану у различитим оптичким таласним дужинама светлости. Овако изгледа космички спектар:
Ово је графикон енергије која се емитује у Универзуму за различите таласне дужине светлости (подаци овде). Ултраљубичасто и плаво светло је с леве стране, а црвено светло с десне стране. Ово је конструисано сабирањем свих појединачних спектра одвојених галаксија у 2дФ истраживању. Збир представља светлост свих звезда. Вјерујемо да је зато што је истраживање ддФ толико велико (достиже неколико милијарди светлосних година) да је овај спектар заиста репрезентативан. На овај начин можемо показати и космички спектар:
Овде смо унели приближну боју коју би око видело при свакој таласној дужини светлости (мада стварно не можемо видети много светлости испод око 4000 Ангстрома, близу ултраљубичастог; строго, монитори не могу тачно приказати једнобојне боје, боје дуге) .
То можете мислити као оно што би око видело када бисмо сву светлост у Универзум ставили кроз призму да бисмо створили дугу. Интензитет боје је пропорционалан интензитету у Универзуму.
Па која је просечна боја? тј. боју коју би посматрач видео да ли има Универзум у кутији и могао би да види сву светлост одједном (а не креће се, за правог посматрача на земљи, што је даље галаксија од нас то је више пременили смо сву светлост пре комбиновања).
Да бисмо одговорили на ово питање, морамо израчунати просечан одговор људског ока на ове боје. Како изразимо ову боју? Најобјективнији начин је навести ЦИЕ к, и вредности које одређују локацију боје у дијаграму ЦИЕ кроматичности и отуда би стимулус могао видети око. Било који спектар са истим к, и мора дати исту перципирану боју. Ови бројеви су (0.345.0.345) и робусни су, израчунали смо их за различите под узорке 2дФ анкете и разликују се незнатно. Чак смо их израчунали и за спектроскопску анкету Слоан Дигитал Ски Сурвеи (која ће престићи 2дФГРС као највеће истраживање црвеног померања негде 2002. године) и они су у основи исти.
Али која је стварна боја? Да бисмо то урадили морамо направити неке претпоставке о људском виду и степену опште расветљености. Морамо такође знати шта монитор, читач, користите! Наравно да је то немогуће, али можемо претпоставити просечно. Дакле, ево боја:
Које су све ове боје? Представљају боју универзума за различите беле тачке, које представљају прилагођавање људског ока различитим светлима. Различите ћемо боје опажати под различитим околностима, а врста спектра која изгледа „бело“ ће се разликовати. Уобичајени стандард је „Д65“, који је близу постављања дневне светлости (на благо небеском небу) као беле, и у поређењу са којом универзум изгледа црвенкаст. „Осветљење Е“ (једнака бела тачка енергије) је можда оно што бисте видели за белу кад је прилагођен мраку. „Осветљење А“ представља унутрашњу расвету у поређењу са којом је Универзум (и дневна светлост) веома плаве боје. Такође приказујемо боју са и без гама корекције 2,2, што је најбоље учинити за приказ на типичним мониторима. Пружамо линеарну датотеку, тако да по жељи можете применити сопствену гама.
Готово сигурно је потребно да погледате закрпе у боји са ознаком „гама“, али нису сви прикази исти, тако да вам може бити различита километража.
Па шта се десило са "тиркизом"?
Пронашли смо грешку у нашем коду! У нашем оригиналном прорачуну, који сте можда прочитали у штампи, користили смо (у доброј вери) софтвер са нестандардном белом тачком. Уместо тога, требало је да користи белу тачку Д65, али није примењивао. Резултат је био ефективна бела тачка нешто црвена од Иллуминанта Е (као да су нека црвена неонска светла) око 0,365,0.335. Иако су вредности к, и Универзума непромењене у односу на првобитно израчунавање, померање беле тачке учинило је да свемир изгледа „тиркизно“. (тј. к, и, остаје исто, али одговарајуће ефективне РГБ вредности се померају).
Непотребно је рећи да смо од тог првог рачунања имали доста преписки са научницима у боји, а сада смо написали сопствени софтвер да бисмо добили тачнију вредност боје. Признајемо да је боја Универзума била нешто што је покушај учинити нашу причу о спектрима доступнијом. Без обзира на то, ствар је ствар која се може израчунати, па верујемо да је важно исправити је.
Желели бисмо да истакнемо да је наша првобитна намера била само забавна фуснота у нашим новинама, а оригинална прича о штампи распламсала је изнад наших најлуђих очекивања! Грешка је трајала неко време да схватимо и пронађемо. Само је неколицина научника у боји имала стручност да примети грешку. Један морал ове приче је да смо требали посветити више пажње аспекту „науке о боји“ и о томе је одлучено.
Доста разговора. Па која је боја Универзума?
Заиста је одговор толико близак белу, да је тешко рећи. Зато је тако мала грешка имала тако велики ефекат. Најчешћи избор за белу је Д65. Међутим, када би се увео сноп космичког спектра у собу снажно осветљену само сијалицама (илуминант А), изгледаће врло плаво, као што је приказано горе. Све у свему, вероватно је илуминант Е најтачнији за посматрање Универзума издалека у мрачним условима. Наш нови најбољи погодак је:
БЕИГЕ
Иако је спорно да би могао изгледати ружичасто (попут Д65 горе). Сретно ако видите разлику између ове боје и бијеле! Требали бисте бити у могућности да га видите, међутим, да смо позадину странице учинили црном, било би врло тешко! Имали смо многобројне сугестије за ову боју која нам је послата. Имамо десет најбољих, а сматрамо да је победник „Цосмиц Латте“ пристран кофеином!
Симулација Универзума
Због свих ових сложености одлучили смо се уверити сами. Марк Фаирцхилд из Мунселл Цолор Лабораториес у Роцхестеру, НИ, ради са нама како би направио симулацију космичког спектра, они могу да контролишу изворе светлости како би добили потпуно исту стимулацију црвених / зелених / плавих очију као што бисте видели из космичког спектра. Тада ћемо то моћи да видимо под различитим условима осветљења, можда симулирајући дубоки свемир, и уверите се у праву боју Универзума.
Права научна прича
Наравно, наш прави мотив за израчунавање космичког спектра био је заиста пуно више од стварања ових лепих слика у боји. Боја је занимљива, али у ствари је космички спектар богат детаљима и говори нам много више о историји формирања звезда у Универзуму. Можда сте горе приметили да космички спектар садржи тамне линије и светле појасеве, који одговарају карактеристичној емисији и апсорпцији различитих елемената:
Ово може да вас подсети на Фраунхофер линије у Соларном спектру. Тачно исти процес апсорпције атома је на делу. Јачина тамних линија одређује се температурама звезда које доприносе космичком спектру. Старије звезде имају хладнију атмосферу и производе другачији сет линија до врућих младих звезда. Анализом спектра можемо утврдити њихове релативне пропорције и покушати закључити колики је био ниво звезда у претходним вековима Универзума. Горки детаљи ове анализе дати су у Балдри, Глазеброок и др. 2002. Овде је приказана једноставна слика наших закључених вероватних историја формирања звезда у Универзуму:
Сви ови модели дају тачан космички спектар у истраживању 2дФ и сви кажу да је већина звезда у свемирском часопису формирана пре више од 5 милијарди година. То наравно подразумева да би боја Универзума била другачија у прошлости када је било више врућих младих плавих звезда. У ствари, можемо израчунати шта би то било из нашег најбољег модела. Еволуција боје од пре 13 милијарди до 7 милијарди година у будућности изгледа овако под нашим различитим претпоставкама:
Свемир је започео млад и плав, и постепено је постајао све црвенији како се популација еволуиралих „црвених“ џиновских звезда стварала. Стопа формирања нових звезда нагло је опала у последњих 6 милијарди година због пада резерви међузвезданог гаса за формирање нових звезда. Како стопа настајања звезда и даље опада, а све више звезда постају црвени дивови, боја Универзума ће постајати све црвена и црвена. На крају ће све звезде нестати и неће остати ништа осим црних рупа. И они ће на крају испарити кроз Хавкингов процес и неће остати ништа осим старе светлости, која ће и сама поцрвењети док се Универзум шири заувек (у тренутном космолошком моделу).
Изворни извор: ЈХУ Невс Релеасе
