21 см - особено важен размер
21 см - особено важен размер

Музикантът Боб Доро вярваше, че 3 е магическо число – но ако астрономите трябваше да избират, вероятно щяха да се спрат на 21. И не просто 21, а 21 сантиметра. Това е специфична дължина на вълната на светлината. Тя може да ни каже много за извънземния живот, вселената и всичко останало.

Този тип светлина е в частта на радиовълните на електромагнитния спектър. И е произведена от прехода между две енергийни състояния на водородния атом. Те са са много близо едно до друго. В най-простата си форма – в неутралното си състояние – водородният атом има протон в ядрото си и електрон в s-образна орбитала около него. И двете частици имат величина, наречена спин (spin – въртене). Тя може да е в една и същата посока или в противоположни посоки.

Първото има малко повече енергия от второто. Така ако и протонът, и електронът на един водороден атом се въртят в една и съща посока, с течение на времето те ще започнат да се въртят в противоположни посоки. Тъй като това въртене е по-малко енергийно. При транзита от едното въртене в другото ще се освободи фотон. Дължината на вълната на този фотон е точно 21,106 сантиметра. Това виждаме, когато наблюдаваме споменатата по-горе светлина.

Така. Трудното свърши, започва интересното.

От Млечния път до зората на времето
Тази светлина е решаващо важна за развитието на радиоастрономията. Нейното присъствие в небето отправя астрономите през 30-те години на миналия век на мисия да разкрият източника й. Не беше Слънцето, както се смята в началото – учените научават, че тя идва от центъра на галактиката.

За първи път е наречена 21-сантиметрова светлина и водородна светлина през 1951 г.

А скоро след това е завършена първата карта на неутралния водород в Млечния път.

Като приемем, че има неутрален водород навсякъде – справедливо предположение, като се вземе предвид, че той е най-често срещаният елемент във Вселената – можете да измерим тази светлина. Също така като се има предвид, че галактиката и водородът в нея се движат, тази светлина ще бъде изместена заради Доплеровия ефект. Същият ефект, заради който сирената на линейката се променя, когато тя приближава, минава покрай нас и се отдалечава.

Извършването на тези измервания ни позволява да разберем скоростта на структурите в галактиките – с вълната от 21 сантиметра. Така астрономите успяват да разработят спиралната структура на Млечния път. Но тя има още повече астрономически приложения: вълната не се абсорбира от големите облаци космически прах; те са непрозрачни за видимата светлина, но са прозрачни за нея.

Така тя може да се използва и за изследване на т. нар. космическите тъмни векове – периода от излъчването на космическия микровълнов фон до светлината на първите галактики. Тогава целият водород във Вселената е бил неутрален, тъй като още е нямало достатъчно мощна светлина, че да откъсне електрона от протоните. Това ще стане с първата звезда.

Опитите да се проучи този слабо известен период досега са били затруднени, но се смята, че ще той бъде основна област на изследване в бъдеще.

Колко сме високи и как да си говорим с извънземните
Тъй като радиоастрономията става все по-важна дисциплина, тези радиоантени също се използват и за търсене на извънземен разум. Не е изненада, че тази конкретна дължина на вълната, специфична за най-често срещания елемент във вселената, привлича вниманието на хората, които се интересуват от извънземни.

Едно предложение – на руския учен Пьотр Маковецки – е, че извънземните може да комуникират на честота, която е Пи (3,14…) пъти честотата на водородната вълна или два пъти повече. Тези честоти не са заети и биха били много различни от естествените емисии.

Водородната вълна също е използвана в потенциалната ни комуникация с извънземни цивилизации и по друг начин. Плакетите на борда на Пайъниър 10 и 11, както и златният диск на Вояджър прилагат дължина на вълната като основна мерна единица за дължина, с която след това се описва колко е висока средната жена-землянка, както и дават приблизителна позиция на Слънцето по отношение на няколко близки неутронни звезди.

Това специално число ни научи на много за космоса и очевидно има потенциала да ни каже още повече.

Оставете отговор

Please enter your comment!
Моля въведете името ви