Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:26 • sest 21:28 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:24 • Sest 05:22 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:10 • Síðdegis: 18:30 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:11 • Síðdegis: 12:20 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: almennt

Hvers vegna blikka stjörnur og skipta litum?

Sævar Helgi Bragason

Upprunalega spurningin var sem hér segir:
Oft sér maður stjörnur skipta litum. Er þetta vegna ljósbrots í gufuhvolfinu?
Lofthjúpur jarðar er nauðsynlegur öllu lífi á jörðinni en engu að síður óska stjörnufræðingar þess stundum að hann væri ekki til. Loftið í kringum okkur getur nefnilega verið til mikilla trafala þegar himinhvolfið er rannsakað.

Eins og við vitum er lofthjúpurinn mjög ókyrr. Vegna mismunandi hitastigs og vinda sem ríkja í háloftunum er hann lagskiptur. Ókyrrð í lofthjúpinum veldur því að okkur sýnast stjörnurnar tindra, en ef hann væri stöðugur væri mun auðveldara að rannsaka stjörnurnar.

Einn eiginleiki lofts er að það getur beygt ljósgeisla í allar áttir. Þetta er nefnt ljósbrot, eins og spyrjandi bendir réttilega á. Ljós beygir þegar það fer úr einu efni í annað, eins og úr lofti í vatn og öfugt. Þegar við stígum ofan í baðkar fyllt með vatni virðist löppin á okkur bogna örlítið þar sem loftið mætir vatninu. Í rauninni er þetta aðeins ljósið sem beygir þegar það kemur úr vatninu og í loftið. Það sama á sér stað þegar við sjáum til dæmis mynt á botni sundlaugar. Við tökum eftir því að myntin virðist vagga til hliðar, en það gerist vegna þess að vatnið í lauginni er ókyrrt og beygir þess vegna ljósið sem endurkastast af myntinni. Það gæti því verið ágætt að ímynda sér lofthjúpinn við yfirborð jarðar sem botn sundlaugar. Þegar við horfum á alheiminn er líkt og við sjáum hann frá sundlaugarbotni.

Ljós beygir þegar það fer úr einu lagi lofthjúpsins í annan þéttari. Heitt loft er til dæmis ekki eins þétt og svalt loft.

Við yfirborð jarðar getur loftið verið fremur stöðugt, en hátt fyrir ofan okkur eru hlutirnir aðeins öðruvísi. Í nokkurra kílómetra hæð þýtur loftið stanslaust um. Sameindir loftsins eru á sífelldri hreyfingu þar og þegar ljósgeisli rekst á sameindirnar beygir hann lítillega.

Þetta er ástæða þess að stjörnur blikka. Ljósgeislinn er stöðugur öll þessi ljósár á leið til jarðar og ef hér væri enginn lofthjúpur færi ljósið beint í augu okkar, eða spegla stjörnukíkjanna. Hver sameind loftsins beygir ljósgeislann lítillega. Á hverri sekúndu fer ljósgeisli í gegnum þúsundir sameinda og hver og ein veldur því að ljósið breytir um stefnu og dansar um.

Þegar um stór fyrirbæri á borð við tunglið er að ræða, dofna þessi frávik. Plánetur eins og Mars, Venus og Júpíter, eru mun nær jörðinni en fjarlægar sólstjörnur og líta út eins og tiltölulega stórar skífur, og við sjáum þær sem frekar bjartar stjörnur. Tindrið frá svo stórum, nálægum hlutum jafnast út og við sjáum þar af leiðandi mjög litla breytingu á ljósinu sem kemur frá þeim. Í gegnum sjónauka, með mjög mikilli stækkun, sjáum við hins vegar tindrandi myndir. Pláneturnar tindra eins og hinar stjörnurnar, en þær eru mun nær okkur en stjörnurnar svo við tökum ekki eftir að þær tindra. Sé mikil ókyrrð í lofthjúpinum gætum við séð pláneturnar tindra.

Í geimnum, þar sem enginn lofthjúpur er til staðar, getum við þá dregið þá ályktun að stjörnurnar blikka ekki. Það er einmitt ástæða þess að menn sendu Hubblesjónaukann út í geiminn. Engin ókyrrð svo hátt uppi gerir það að verkum að Hubblesjónaukinn getur tekið stórkostlegar og skýrar myndir af alheiminum.

Heimildir:
  • Plait, Philip. Bad Astronomy: Misconceptions and Misuse Revealed, from Astrology to the Moon Landing ‘Hoax’. Wiley and Sons, New York, 2002.

Höfundur

Sævar Helgi Bragason

Sævar Helgi Bragason

stjörnufræðikennari

Útgáfudagur

10.12.2003

Spyrjandi

Broddi Hansen, Arnar Gunnsteinsson

Efnisorð

Tilvísun

Sævar Helgi Bragason. „Hvers vegna blikka stjörnur og skipta litum? “ Vísindavefurinn, 10. desember 2003. Sótt 23. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=3911.

Sævar Helgi Bragason. (2003, 10. desember). Hvers vegna blikka stjörnur og skipta litum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=3911

Sævar Helgi Bragason. „Hvers vegna blikka stjörnur og skipta litum? “ Vísindavefurinn. 10. des. 2003. Vefsíða. 23. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=3911>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvers vegna blikka stjörnur og skipta litum?
Upprunalega spurningin var sem hér segir:

Oft sér maður stjörnur skipta litum. Er þetta vegna ljósbrots í gufuhvolfinu?
Lofthjúpur jarðar er nauðsynlegur öllu lífi á jörðinni en engu að síður óska stjörnufræðingar þess stundum að hann væri ekki til. Loftið í kringum okkur getur nefnilega verið til mikilla trafala þegar himinhvolfið er rannsakað.

Eins og við vitum er lofthjúpurinn mjög ókyrr. Vegna mismunandi hitastigs og vinda sem ríkja í háloftunum er hann lagskiptur. Ókyrrð í lofthjúpinum veldur því að okkur sýnast stjörnurnar tindra, en ef hann væri stöðugur væri mun auðveldara að rannsaka stjörnurnar.

Einn eiginleiki lofts er að það getur beygt ljósgeisla í allar áttir. Þetta er nefnt ljósbrot, eins og spyrjandi bendir réttilega á. Ljós beygir þegar það fer úr einu efni í annað, eins og úr lofti í vatn og öfugt. Þegar við stígum ofan í baðkar fyllt með vatni virðist löppin á okkur bogna örlítið þar sem loftið mætir vatninu. Í rauninni er þetta aðeins ljósið sem beygir þegar það kemur úr vatninu og í loftið. Það sama á sér stað þegar við sjáum til dæmis mynt á botni sundlaugar. Við tökum eftir því að myntin virðist vagga til hliðar, en það gerist vegna þess að vatnið í lauginni er ókyrrt og beygir þess vegna ljósið sem endurkastast af myntinni. Það gæti því verið ágætt að ímynda sér lofthjúpinn við yfirborð jarðar sem botn sundlaugar. Þegar við horfum á alheiminn er líkt og við sjáum hann frá sundlaugarbotni.

Ljós beygir þegar það fer úr einu lagi lofthjúpsins í annan þéttari. Heitt loft er til dæmis ekki eins þétt og svalt loft.

Við yfirborð jarðar getur loftið verið fremur stöðugt, en hátt fyrir ofan okkur eru hlutirnir aðeins öðruvísi. Í nokkurra kílómetra hæð þýtur loftið stanslaust um. Sameindir loftsins eru á sífelldri hreyfingu þar og þegar ljósgeisli rekst á sameindirnar beygir hann lítillega.

Þetta er ástæða þess að stjörnur blikka. Ljósgeislinn er stöðugur öll þessi ljósár á leið til jarðar og ef hér væri enginn lofthjúpur færi ljósið beint í augu okkar, eða spegla stjörnukíkjanna. Hver sameind loftsins beygir ljósgeislann lítillega. Á hverri sekúndu fer ljósgeisli í gegnum þúsundir sameinda og hver og ein veldur því að ljósið breytir um stefnu og dansar um.

Þegar um stór fyrirbæri á borð við tunglið er að ræða, dofna þessi frávik. Plánetur eins og Mars, Venus og Júpíter, eru mun nær jörðinni en fjarlægar sólstjörnur og líta út eins og tiltölulega stórar skífur, og við sjáum þær sem frekar bjartar stjörnur. Tindrið frá svo stórum, nálægum hlutum jafnast út og við sjáum þar af leiðandi mjög litla breytingu á ljósinu sem kemur frá þeim. Í gegnum sjónauka, með mjög mikilli stækkun, sjáum við hins vegar tindrandi myndir. Pláneturnar tindra eins og hinar stjörnurnar, en þær eru mun nær okkur en stjörnurnar svo við tökum ekki eftir að þær tindra. Sé mikil ókyrrð í lofthjúpinum gætum við séð pláneturnar tindra.

Í geimnum, þar sem enginn lofthjúpur er til staðar, getum við þá dregið þá ályktun að stjörnurnar blikka ekki. Það er einmitt ástæða þess að menn sendu Hubblesjónaukann út í geiminn. Engin ókyrrð svo hátt uppi gerir það að verkum að Hubblesjónaukinn getur tekið stórkostlegar og skýrar myndir af alheiminum.

Heimildir:
  • Plait, Philip. Bad Astronomy: Misconceptions and Misuse Revealed, from Astrology to the Moon Landing ‘Hoax’. Wiley and Sons, New York, 2002.
...