Die unglaublichen Abenteuer von Robert Hanbury Brown und Richard Twiss. Teil 1
Hallo Giktayms! Heute möchte ich Ihnen eine wunderbare Geschichte aus dem Leben zweier britischer Astronomen erzählen. Wir werden ungewöhnliche Teleskope bewundern, in die Tiefen des Weltraums schauen und von dort aus auf wundersame Weise in die Welt der Wahrscheinlichkeiten, Einzelphotonen und des Quantencomputers springen. Ich hoffe ich habe dich fasziniert. Willkommen bei Katze.Die Hauptfiguren unserer Geschichte werden also Astronomen sein. Und Astronomen lieben, wie Sie wissen, große Teleskope. Und hier geht es nicht um die Zunahme, genauer gesagt - nicht um die Zunahme. Es gibt zwei Gründe. Erstens sammelt ein großes Teleskop mehr Licht und kann schwächere Sterne sehen (dies wird als Apertur bezeichnet ). Zweitens ist die Winkelauflösung umso größer, je größer das Teleskop ist. Der Grund dafür ist die Lichtbeugung : Ein paralleler Strahl, der durch ein Loch geht, wird sicherlich divergieren. Je kleiner das Loch (z. B. die Teleskoplinse) ist, desto stärker wird der Strahl gestreut und desto weniger klar ist das Bild, das wir sehen werden.Galaxy M51 im fernen Infrarotbereich durch die Augen der Spitzer-Teleskope (links, 0,85 m Linse) und Herschel (rechts, 3,5 m). Mehr Teleskop - bessere Winkelauflösung.Angenommen, in einem Amateurteleskop können Sie Jupiter und Saturn mit ihren Ringen und sogar die Phasen der Venus sehen. Die Winkelabmessungen der Sterne sind viel kleiner, daher ist es unmöglich, sie zu berücksichtigen - sie sehen genauso aus wie helle Punkte. Auf der anderen Seite sind Punkte (oder besser gesagt Punktquellen ) in der Optik sehr beliebt. Zum Beispiel fällt es ihnen leicht, die Verteilung der Strahlen zu berücksichtigen. Und von ihnen können Störungen an zwei Schlitzen beobachtet werden.Es funktioniert jedoch nicht mit einer erweiterten Störquelle: Die verschiedenen Abschnitte, die inkohärent zueinander sind, verschmieren das Störbild. Es stellt sich heraus, dass wir mit Hilfe eines kleinen Teleskops die Interferenz von einem Punktbild eines Sterns aus sehen können. Wenn das Teleskop jedoch groß ist, ist das Bild des Sterns mehr als nur ein Punkt, und die Interferenz beginnt zu verschwinden.Die Interferenz des Lichts eines Sterns wird durch Teleskope unterschiedlicher Größe beobachtet. Das klarste Bild ist durch ein kleines Teleskop sichtbar (links); in der größten (rechten) Störung ist überhaupt nicht sichtbar.Grundsätzlich kann die Winkelgröße eines Sterns folgendermaßen gemessen werden: Eine Störung durch diesen Stern muss beobachtet werden, wodurch der Durchmesser des Teleskops allmählich vergrößert wird. In dem Moment, in dem die Interferenz zu verblassen beginnt, entspricht die Winkelauflösung des Teleskops genau der Größe des Sterns. Das ist nur, um die Größe des Teleskops reibungslos zu ändern - gelinde gesagt, es ist sehr schwierig. Stattdessen schlug Albert Michelson das folgende Schema vor:Licht tritt nicht direkt in das Teleskop ein, sondern durch Hilfsspiegel (auf einem roten Ständer), die bewegt und auseinander bewegt werden können. So etwas wie eine Stereoröhre. Nur in der Stereoröhre ändern wir den effektiven Abstand zwischen den Pupillen, und hier ist der effektive Durchmesser der Linse.Ein schöner Bonus ist, dass der Abstand zwischen zwei Spiegeln in sehr großen Grenzen geändert werden kann - was bedeutet, dass die effektive Größe des Objektivs sehr groß sein kann! Die Idee wurde erstmals in den 1920er Jahren in der Nähe von Los Angeles verwirklicht: mit einem solchen 2,5-Meter-Teleskop:Setzen Sie einen sechs Meter langen horizontalen Strahl mit vier Spiegeln. Die extremen Spiegel könnten auseinander bewegt werden:Spiegel befinden sich oben auf dem Strahl: diejenigen, die näher an den Rändern liegen, empfangen Licht vom Stern; diejenigen, die näher am Zentrum sind, senden es durch ein Teleskop. Auf dem Foto, einer Museumsreproduktion, wurde das ursprüngliche Design nach Abschluss der Arbeiten abgebaut und das Teleskop auf andere Aufgaben umgestellt. Nun ist das Mount Wilson Observatory für Touristen und Amateurastronomen geöffnet.Das Gerät wurde als Sterninterferometer bezeichnet . Er erlaubte zum ersten Mal, die Größe des roten Riesen Betelgeuse zu messen. Auf diese Weise wurden die roten Riesen entdeckt. Und wir haben auch herausgefunden, dass einer der hellsten Sterne am Himmel - die Capella - tatsächlich ein Doppelstern ist.Die Kapelle mit den Augen eines modernen Teleskops. Zwei Riesensterne drehen sich mit einem Zeitraum von 104 Tagen um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt. Der Abstand zwischen den Sternen ist ungefähr der gleiche wie von der Sonne zur Venus.Mit der Zeit wurden Sterninterferometer größer. Eines der leistungsstärksten (und schönsten) Interferometer ist das Keka Alpine Observatory auf den Hawaii-Inseln. Anstelle eines Spiegelsystems werden hier zwei echte Zehn-Meter-Teleskope verwendet:und die Interferenz zwischen ihnen wird im unterirdischen Korridor beobachtet, wo das Bild das Spiegelsystem führt:Die logische Frage ist: Wie verändern sie den Abstand zwischen solchen Motoren? Es stellt sich heraus, dass Sie anstelle des Bewegens und Ausfahrens der Teleskope eine Verzögerung zwischen den Bildern einführen können - der Effekt ist der gleiche. Die optische Verzögerungsleitung ist sehr einfach: Es handelt sich um einen Eckreflektor auf Schienen. Wenn Sie es etwas weiter bewegen, erhöht sich der Strahlengang und das Licht kommt etwas später.Verzögerungslinien des Keck-Observatoriums. In der Mitte des Bildes auf den Schienen befindet sich eine vertikale Box; Auf der Rückseite ist ein Eckreflektor angebracht. Es reflektiert das vom Ende des Tunnels kommende Gegenlicht.Dungeons des Keck-Observatoriums. Die Verzögerungsleitungen befinden sich im Tunnel, der die beiden Teleskope verbindet. In Innenräumen neben dem zweiten Teleskop werden Störungen beobachtet.Etwa das Gleiche kann im Funkbereich erfolgen. Dieser Gedanke wurde von einer unserer Hauptfiguren, Robert Hanbury Brown (dies ist kein Ehemann und Ehefrau, sondern vier verschiedene Personen mit einem doppelten Nachnamen), besucht, der zu dieser Zeit in der Nähe von Manchester in der Radioastronomie tätig war. Nehmen wir es jedoch in Ordnung.Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs machten viele Militärradare ihren fortgeschritteneren Nachkommen Platz und wurden unnötig. Bernard Lovell bringt mehrere Lastwagen mit veralteten Radargeräten zur Jodrell Bank in der Nähe von Manchester und richtet ein neues Funkobservatorium ein. Dort kommt Hanbury Brown an, der während des Radarkrieges in den USA gearbeitet hat. Von Teilen des Radars sammeln sie ein Radioteleskop und entdecken die erste extragalaktische Radioquelle - den Andromeda-Nebel. Das Interesse an Radioastronomie steigt stark an, und 1957 erschien in der Jodrell Bank ein neues Gerät - das Lovell-Teleskop.
Source: https://habr.com/ru/post/de385883/
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