可視光はどこから来るのですか?

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かなり重要な宇宙現象が発生したのはそれほど昔ではありません(一部のアカウントでは137億年前)。もちろんビッグバンについても話します。宇宙学者は、私たちが知っているように、かつて宇宙はなかったと私たちに話します。それ以前に存在していたものはすべて無効であり、すべての概念を超えていました。どうして?さて、その質問には2つの回答があります。 哲学的な答え たとえば、宇宙が形成される前は、想像することも、一緒に、またはそれについてさえ考えることは何もありませんでした。しかし、科学的な答えもあり、その答えはこれに帰着します。ビッグバンの前には、 時空連続体重要でない媒体 エネルギーと物質がすべて動くものです。

時空の連続体が存在するようになると、形を作る上で最も感動的なことの1つは、光物理学者が「フォトン」と呼ぶ単位でした。光子の科学的概念は、これらのエネルギーの素粒子が一見矛盾する2つの動作を示すという事実から始まります。1つの動作は、それらがグループのメンバーとして(波面で)どのように動作するかに関係し、もう1つの動作は、それらが孤立して動作する方法に関連します。 (離散粒子として)。個々の光子は、空間を急速に通り抜ける波のパケットと考えることができます。各パケットは、電気と磁気の2つの垂直な力軸に沿った振動です。光は振動であるため、波動粒子は互いに相互作用します。光の二重の性質を理解する1つの方法は、光子の波が私たちの望遠鏡に影響を与えることを理解することです-しかし、個々の光子は私たちの目のニューロンによって吸収されます。

時空連続体を通過する最初の光子は非常に強力でした。グループとして、彼らは信じられないほど強烈でした。個人として、それぞれが並外れた速度で振動しました。これらの原始光子の光は、若々しい宇宙の急速に拡大する限界をすばやく照らしました。光は至る所にありましたが、問題はまだ見られていませんでした。

宇宙が拡大するにつれて、原始光は周波数と強度の両方で失われました。これは、元の光子が次第に拡大する空間全体にますます薄くなるにつれて発生しました。今日でも、創造の最初の光はまだコスモスに響き渡っています。これは宇宙背景放射と見なされます。そして、その特定のタイプの放射は、電子レンジ内の波として目に見えなくなります。

原始光は、私たちが今日目にする放射ではありません。原始放射は電磁スペクトルの非常に低い端に赤方偏移しました。これは、宇宙が、もともと単一の原子よりも大きくなかったものから、私たちの最も壮大な楽器が限界を見つけられないところまで拡大したときに発生しました。原始光が非常に遠くにあることを知ると、目と光学望遠鏡に見える光の種類を説明するために他の場所を見る必要があります。

星(太陽など)が存在するのは、時空が単に光を波として伝達するだけではないためです。どういうわけか-まだ説明されていません-1 –時空も問題を引き起こします。また、光と物質を区別する1つの点は、物質には「質量」があり、光には質量がないことです。

質量があるため、物質は2つの主要な特性、慣性と重力を示します。慣性は、変化に対する抵抗力と考えることができます。基本的に、問題は「怠惰」であり、それ自体が行っていることを何でもし続けます–それ自体の外の何かに対処しない限り。宇宙形成の初期、物質の怠惰を克服する主なものは軽かった。放射圧の影響下で、原始物質(主に水素ガス)が「組織化」されました。

光の突進に続いて、内部の問題が引き継がれました。それは、「重力」と呼ばれる微妙な動作です。重力は「時空連続体の歪み」として説明されています。このような歪みは、質量が見つかった場所で発生します。物質には質量、空間曲線があるためです。 20世紀の初めにアルバートアインシュタインによって解明された方法で物質と光を移動させるのは、この曲線です。物質のあらゆる小さな原子が時空に小さな「微小歪み」を引き起こす-2。そして、十分なマイクロディストーションが集まると、物事が大きく発生する可能性があります。

そして起こったのは最初の星の形成でした。これらの普通の星はありません–しかし、超巨大な巨人は非常に速い人生を送っており、非常に非常に壮観な終わりを迎えています。それらの終わりに、これらの星は(そのすべての質量の重みの下で)それら自体に崩壊し、古いものから完全に新しい要素を融合するような強度の途方もない衝撃波を生成しました。その結果、時空はスペースマガジンを構成するすべての多くのタイプの物質(原子)でいっぱいになりました。

今日、2つのタイプの原子物質が存在しています。原始および「スタースタッフ」と呼ばれるものです。原始的であろうと恒星的起源であろうと、原子状物質は触れられて見られるすべてのものを構成します。原子には、次のような特性と動作があります。慣性、重力、空間の広がり、密度。それらはまた、(イオン化されている場合)電荷を持ち、化学反応に参加することができます(途方もなく高度で複雑な分子を形成するため)。私たちが目にするすべての問題は、ビッグバンの後に不可解に作成された原始原子によってずっと前に確立された基本的なパターンに基づいています。このパターンは、電荷の2つの基本単位であるプロトンと電子に基づいています。それぞれ、質量があり、質量がありそうなことを実行できます。

しかし、すべての問題が水素プロトタイプに正確に従っているわけではありません。 1つの違いは、新しい世代の原子は電気的にバランスのとれた中性子と、それらの原子核内に正に帯電した陽子を持っていることです。しかし、見知らぬ人でも、光とまったく相互作用しない種類の物質(ダークマター)です。さらに、(単に対称性を保つために)光子の形をとらない一種のエネルギー(真空エネルギー)がある可能性があります。「穏やかな圧力」のように作用して、本来供給されていない運動量で宇宙を膨張させますビッグバンによって。

しかし、私たちが見ることができるものに戻りましょう...

光との関係で、物質は不透明または透明になり、光を吸収または屈折します。光は、物質を通過するか、物質を通過するか、物質で反射するか、物質に吸収されます。光が物質に入ると、光の速度が低下しますが、周波数は増加します。光が反射すると、光の経路が変わります。光が吸収されると、電子が刺激されて新しい分子の組み合わせにつながる可能性があります。しかし、さらに重要なことは、 光が物質を通過すると、たとえ吸収がなくても、原子と分子が時空連続体を振動させます このため、光の周波数を下げることができます。 「光」と呼ばれるものが「時空連続体」と呼ばれるものにおいて「物質」と呼ばれるものと相互作用するためです。

時空に対する物質の重力効果の説明に加えて、アインシュタインは、光電効果に関連する光の影響について非常に洗練された調査を行いました。アインシュタイン以前は、物理学者はライトが物質に影響を与える能力は主に「強度」に基づいていると信じていました。しかし、光電効果は、光が周波数にもとづいて電子に影響を与えることを示した。したがって、赤色光は強度に関係なく、金属の電子を取り除くことができませんが、非常に低いレベルの紫色光でさえ、測定可能な電流を刺激します。明らかに、光が振動する速度には独自の力があります。

アインシュタインの光電効果の調査は、後に量子力学として知られるようになったものに大きく貢献しました。物理学者にとって、原子はどの周波数の光を吸収するかについて原子が選択的であることをすぐに学びました。一方、電子がすべての量子吸収の鍵であることも発見されました。1つの電子が他の電子との関係や原子の核との関係などの特性に関連する鍵です。

そこで、2つ目のポイント、電子による光子の選択的な吸収と放出について説明します。 私たちの計器を通して光を調べるときに見られる周波数の連続的な広がりを説明していません-3.

それでは何がそれを説明できますか?

1つの答え:に関連する「ステップダウン」の原則 光の屈折と吸収.

私たちの家の窓などの一般的なガラスは、可視光に対して透明です。ただし、ガラスはほとんどの赤外線を反射し、紫外線を吸収します。可視光が部屋に入ると、家具や敷物などに吸収されます。これらのアイテムは、光の一部を熱または赤外線に変換します。この赤外線はガラスに閉じ込められ、部屋が暖まります。一方、ガラス自体は紫外線に対して不透明です。太陽が紫外線で放出する光は、ほとんどが大気に吸収されますが、一部の非電離紫外線はなんとか透過します。紫外光は、家具が可視光を吸収して再放射するのと同じ方法で、ガラスによって熱に変換されます。

これはすべて、宇宙の可視光の存在とどのように関連していますか?

太陽の中では、高エネルギー光子(太陽コアの周囲からの不可視光)が光球の下の太陽マントルを照射します。マントルはこれらの光線を吸収によって「熱」に変換しますが、この特定の「熱」は、私たちが見る能力をはるかに超える周波数のものです。マントルは次に、熱を光球に向けて外向きに運ぶ対流を設定しますが、エネルギーの弱い光子を放出します。結果として生じる「熱」と「光」は、太陽の光球に到達します。光球(「可視光の球」)では、原子が対流によって「加熱」され、屈折によって刺激されて、可視光を放出するのに十分な速度で振動します。そして、宇宙全体で見られる最も重要な光源である-はるかに-によって放出される可視光を説明するのは、この原理です。

したがって、特定の観点から見ると、太陽の光球の「屈折率」は、不可視光が可視光に変換される手段であると言えます。ただし、この場合は、光球の屈折率が非常に高いため、高エネルギー光線が吸収点に曲がるという考えを取り入れます。これが発生すると、低周波数の波が発生し、目に触れるだけの熱として放射されます。

そして、私たちの知的な足の下にあるこのすべての理解により、私たちは今、私たちの質問に答えることができます:今日私たちが見る光 です 創造の原初の光。しかし、ビッグバンから数十万年後に実現したのは軽い。後に、その具体化された光は、重力の影響下で大きな凝縮オーブとして集まりました。これらのオーブはその後、物質を光に脱物質化する強力な錬金術炉を開発しました 見えない。後で–屈折と吸収によって–目に見えない光が、私たちが星と呼ぶこれらの素晴らしい「光度のレンズ」を通過する儀式によって目に見えるようになりました…


-1どのように宇宙論が詳細に発生したかは、おそらく今日の天文学研究の主要な分野であり、物理学者は「原子粉砕機」、天文学者、望遠鏡、数学者、そして数えきれないほどのスーパーコンピュータ(そして鉛筆)を連れて行くでしょう。そして宇宙学者たち–宇宙の初期の年を微妙に理解している–全体を謎めいていく。
-2
ある意味で問題は単に なる 時空の連続体の歪み–しかし、我々はその連続体のすべての特性と振る舞いにおけるその連続体の理解から遠く離れています。

-3太陽とすべての明るい光源は、非常に狭い周波数の暗い吸収帯と明るい発光帯を表示します。もちろん、これらは特定の原子や分子に関連する電子の遷移状態に関連する量子力学的特性に関連するさまざまなフラウンホーファーラインです。

著者について:1900年代初頭の傑作である「3、4、5インチの望遠鏡による空」に触発されたジェフバーバーは、7歳のときに天文学と宇宙科学のスタートを切りました。現在、ジェフは天国の観察とウェブサイトAstro.Geekjoyの維持に多くの時間を費やしています。

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