sunnuntai 23. syyskuuta 2018

Valo tarjoaa aikamatkan


Tanskalainen tähtitieteilijä Ole Rømer tutki vuonna 1676 Jupiterin kuihin liittyviä ilmiöitä ja huomasi niiden tapahtuvan milloin etu- milloin jälkikäteen ennustettuun nähden. Hän tajusi, että kuiden radat noudattivat kyllä hyvin tarkasti Keplerin lakeja, havaitut poikkeamat johtuivat Maan ja Jupiterin välimatkan vaihtelusta ja valon äärellisestä etenemisnopeudesta.

Valon nopeus tyhjiössä, noin 300 000 km/s, on samalla suurin nopeus, millä avaruuden halki voi matkustaa. Edellinen lukuarvo kuulostaa hyvin suurelta ja sitä se onkin - emme huomaa normaalissa arjessamme ilmiöitä, jotka osoittaisivat valon rajallisen nopeuden (tietyt optiikan kokeet poislukien). Tähtitieteelliset kohteet ovat kuitenkin niin kaukana, että tämä tarjoaa meille mahdollisuuden eräänlaiseen aikamatkailuun. 


Olen ottanut oheisen valokuvan olosuhteissa, joissa katuvaloista ei ollut haittaa. Noin puolen minuutin valotuksessa viirun piirtävä satelliitti (pinkki nuoli) on luultavasti muutaman sadan kilometrin päässä, tämän matkan valo kulkee 0.001-0.005 sekunnissa tarkasta matkasta riippuen.

Jos kuvassa näkyisi Kuu, niin sieltä tulevalta valolta kestäisi vähän yli sekunti päästä meidän luoksemme. Kuun valo on kuitenkin heijastunutta Auringon valoa, syntypisteestään se on tehnyt matkaa Maahan ja Kuuhun noin 8 minuuttia ja 20 sekuntia. Näemme siis Kuun sellaisena kuin se oli noin  sekunti sitten, Auringon sellaisena kuin se oli useita minuutteja sitten.


Ajomiehen tähdistön kirkas Capella (oranssi nuoli) on tällä tavalla miellettynä 43 vuoden päässä menneisyydessä, meille sieltä tuleva valo lähti liikkeelle 70-luvun puolivälissä (kirjoitushetki 2018), diskomusiikin valtakaudella. Plejadien tähtijoukko (vihreä nuoli) taas sijaitsee noin 400 vuotta menneisyydessä, Ruotsin kuninkaana oli silloin Kustaa II Aadolf.


Kaukaisin paljain silmin näkyvä kohde, Andromedan galaksi (keltainen nuoli), on 2.5 miljoonan vuoden takaisessa menneisyydessä, havaitsemamme valo lähti liikkeelle siinä vaiheessa, kun Afrikassa asusteli Australopithecus Africanus, mahdollinen esivanhempamme. Kaukaisimmista kaukoputkilla havaittavista galakseista valo lähti liikkeelle yli 10 miljardia vuotta sitten, paljon ennen maapallon syntyä.


Edelliset ajat on mitattu meidän näkökulmastamme, Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan fotoni itsessään ei tunne ajan kulumista.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti