Što je svjetlost u smislu fizike? Valna svojstva svjetlosti. Jungov pokus Dokazano je da svjetlost

SVJETLOSNI VALOVI
RAZVOJ POGLEDA O PRIRODI SVJETLOSTI

Već u 17. stoljeću nastale su dvije naizgled međusobno isključive teorije svjetlosti: korpuskularna i valna.

Korpuskularna teorija, u kojoj je svjetlost modelirana strujom čestica, dobro objašnjava pravocrtno širenje, refleksiju, lom, ali ne može objasniti fenomene interferencije i difrakcije svjetlosti.

Teorija vala objašnjava fenomene interferencije i difrakcije, ali nailazi na poteškoće u objašnjenju pravocrtnog prostiranja svjetlosti.

U 19. stoljeću Maxwell, Hertz i drugi istraživači dokazali su da je svjetlost elektromagnetski val. Međutim, početkom 20. stoljeća utvrđeno je da se u interakciji s materijom svjetlost manifestira kao tok čestica.

Dakle, svjetlost ima dvojaku korpuskularno-valnu prirodu: pri interferenciji i difrakciji uglavnom se očituju valna svojstva svjetlosti, a pri zračenju i apsorpciji korpuskularna.

ZAKON ODBIJANJA SVJETLOSTI.

Iskustvo pokazuje da kada svjetlost padne na granicu između dva prozirna medija, svjetlost se dijelom reflektira, a dijelom lomi.

Zakon refleksije

Upadni snop, reflektirani snop i okomica uspostavljena u točki upada leže u istoj ravnini; kut refleksije jednak je upadnom kutu.

ZAKON LOMA SVJETLOSTI

Upadna zraka, lomljena zraka i okomica uspostavljena u točki upada leže u istoj ravnini; omjer sinusa upadnog kuta i sinusa kuta loma konstantna je vrijednost i naziva se relativni indeks loma drugog medija u odnosu na prvi:

Ako svjetlost prelazi u prozirni medij iz vakuuma, tada se relativni indeks loma naziva apsolutnim.

Apsolutni indeks loma vakuuma očito je jednak n vac = 1. Mjerenja su pokazala da je n voz = 1,00029, odnosno gotovo isto kao i vakuum.

Fizičko značenje relativnog indeksa loma je da je jednak omjeru brzina svjetlosti u susjednim medijima (eksperimentalna činjenica):

Otuda slijedi da

LEĆE

1. Leća je prozirno tijelo omeđeno dvjema sfernim plohama.

Glavna optička os leće je pravac na kojem leže središta sfernih ploha.

Optičko središte leće je točka kroz koju se zrake ne lome.

Fokus leće je točka u kojoj se sijeku zrake svjetlosnog snopa koji je izašao iz leće i upada na leću paralelno s glavnom optičkom osi.

Realne zrake sijeku se u žarištu sabirne leće, pa se zato i naziva stvarnim, a u žarištu divergentne leće ne sijeku se same zrake, već njihovi imaginarni produžeci, pa se zato i naziva imaginarnim.

2. Formula tankih leća

Gdje D- optička snaga (mjerena u dioptrijama), F je žarišna duljina leće, d I f su udaljenosti od optičkog središta leće do predmeta odnosno slike.

Pravila potpisa:

Žarišna duljina F konvergentna leća pozitivno, divergentna leća negativno.

Ako je objekt stvaran, onda udaljenost do njega d pozitivno, ako imaginarno - negativno.

Ako je slika stvarna, onda udaljenost do nje f pozitivno, ako imaginarno - negativno.

DIFRAKCIJSKA REŠETKA

Difrakcijska rešetka- zaslon s paralelnim prorezima jednake širine, odvojenim jednakim neprozirnim prazninama. Period rešetke d je udaljenost između središnjih točaka susjednih utora.

Ako se difrakcijska rešetka osvijetli snopom monokromatske svjetlosti, tada se na ekranu pojavljuje difrakcijski uzorak koji se nalazi u žarišnoj ravnini leće: središnji maksimum nultog reda i maksimumi ±1, ±2, ... reda simetričan u odnosu na njega.

Smjerovi do maksimuma difrakcijskog uzorka s rešetke dani su uvjetom:

Budući da za bilo koji k, uz iznimku k= 0, kut ovisi o valnoj duljini, tada se pri osvjetljavanju difrakcijske rešetke bijelom svjetlošću uočava bijeli centralni maksimum i spektri ±1, ±2, ... reda.

Difrakcijski spektri su širi što je period rešetke manji, a bolji što rešetka ima više utora.

Primjer. Odredite položaj slike predmeta koji se nalazi na udaljenosti od 15 cm od konvergentne leće s optičkom jakošću od 5 dioptrija.

Žarišna duljina leće F = 1/D = 1/5 = 0,2 m veća od udaljenosti d od predmeta do leće, pa leća daje virtualnu, uvećanu i izravnu sliku stvarnog predmeta. Iz formule tanke leće:

Znak "-" ispred je zbog činjenice da je slika imaginarna. Odavde

Odgovor: predmet se nalazi na udaljenosti od 8,6 cm od leće.

Zadaci i testovi na temu "Tema 11. "Optika. Svjetlosni valovi.

  • Transverzalni i longitudinalni valovi. Valna duljina

    Lekcije: 3 Zadaci: 9 Testovi: 1

  • Zvučni valovi. Brzina zvuka - Mehaničke oscilacije i valovi. Zvučna ocjena 9

    Lekcije: 2 zadatka: 10 testova: 1

  • - Svjetlosne pojave 8. razred

    Prilikom izvođenja zadataka obratiti pozornost na temu Algebre "Trigonometrijske funkcije i njihove transformacije" i "Derivacija".

    Ponoviti temu „Gibanje tijela po kružnici“ (Ponoviti pojmove „perioda“, „frekvencija“, „kutna brzina“).

    Prisjetite se dokaza jednakosti i sličnosti trokuta iz kolegija Geometrija za rješavanje zadataka iz geometrijske optike.

    Za rješavanje problema u optici potreban je crtež. Molimo koristite ravnalo kada gradite, jer netočan crtež može iskriviti sam zadatak. Točnost i točnost konstrukcije pomoći će vam da pronađete pravi način rješavanja problema.

Val, kao što znate, ima tendenciju širenja. Kinetička energija prolazi kroz tvar bez zamjene molekula same tvari. On provodi tvar kroz faze kompresije (spajanje molekula) i razrjeđivanja (kada se molekule udaljavaju jedna od druge). Upravo se to događa u dinamici koja vibrira s glazbom.

Kada valovi dođu u dodir jedan s drugim, na putu im se nalazi prepreka. Ako su valovi u isto vrijeme u istoj fazi (kompresija ili razrijeđenost), dolazi do pojačanja. Ako su valovi u različitim fazama (jedan nastoji stisnuti tvar, drugi razrijediti), tada je val potisnut. Ovako rade slušalice koje ne dopuštaju prodiranje vanjske buke (slušalice s potiskivanjem buke): one proizvode zvučni val, slično kao kod neželjene buke, ali u suprotnoj fazi. To osigurava učinak potiskivanja vala molekula zraka strane buke. Kada njegova energija dopre do vašeg uha, vanjski krik ćete doživjeti kao šapat, a odjek tutnjave moćnog zrakoplovnog motora doprijet će do vas uz tiho zujanje.

Drugo važno svojstvo valova je lom (difrakcija). Kada se valovi sudare s preprekom na svom putu, oni je obilaze, a zatim međusobno djeluju. U eksperimentu koji je opisan u nastavku, postavit ćemo prepreke na put svjetlosti, osiguravajući prolaze koji će omogućiti lomljenje svjetlosnog vala. Različite prijelomne točke valova pokazuju primjere konstruktivne i destruktivne interferencije. Moći ćete promatrati nevjerojatan fenomen apsorpcije svjetlosti samog sebe.

Potrebni materijali

Tri ili više žica za mehaničku olovku (0,5 ili 0,7 mm će biti dovoljno), laserski pokazivač (crveno svjetlo je dobro, ali efekt zelene će biti vidljiviji), mračna soba.

Napredak eksperimenta

Zamračite sobu. Tama bi trebala biti blizu apsolutne. Stanite na udaljenosti od oko 1 metar 20 centimetara od zida. Postavite tri izvoda između palca i kažiprsta lijeve ruke. Za one čija je glavna ruka lijeva, preporuča se da izvode stave u desnu ruku. Postavite ih tako da razmaci između njih budu iznimno mali. Tako se između odvoda formiraju dva mala prolaza koji će biti refrakcijski kanali.

Uključite laserski pokazivač i usmjerite njegovu svjetlost u kanale koje oblikuje olovka te gledajte svjetlost koja se odbija od zida. Što vidiš? Tijekom eksperimenta mijenjajte položaje izvoda i smjer lasera, kao i širinu lomnih kanala. Ako sve učinite kako treba, svjetlosni uzorak na zidu će se promijeniti. Pokušajte upotrijebiti više izvoda kako biste stvorili više difrakcijskih kanala. Kako dodatni kanali mijenjaju projekciju svjetla na zid?

Zapažanja i rezultati

Lasersko svjetlo će se manifestirati u obliku dva paralelna, ali spojena vala. Svjetlosne linije će biti međusobno paralelne ako je faza valova ista. Svjetlo svjetiljke neće dati ovaj učinak: zrake nikada neće biti paralelne jedna s drugom. Valovi laserskog svjetla se lome dok prolaze kroz difrakcijske kanale koje formiraju ivice olovke, stvarajući projekciju na zidu. Kada se valovi preklapaju, oni međusobno djeluju. U nekim će slučajevima to preklapanje biti konstruktivno, u drugima destruktivno. Uz konstruktivnu interakciju, svjetlo na zidu će biti svijetlo. U drugim slučajevima, valovi će tlačiti jedni druge (destruktivna interakcija). U tim će se slučajevima na svjetlosnoj projekciji pojaviti tamne praznine.

Kada se svjetlost počne ponašati samo kao čestica, moći ćete vidjeti samo dvije točke na zidu nasuprot lomnih kanala. Do moderne ideje o prirodi svjetlosti, čovječanstvo ide već dugo vremena. Veliki engleski znanstvenik Isaac Newton definirao je svjetlost kao struju čestica. U 19. stoljeću znanstvenici su došli do zaključka da je svjetlost val. Ali budući da se svjetlost ponašala kao čestice, on je sugerirao da je svjetlost zapravo čestica koja se naziva foton. Fizičar Max Planck uspaničio se, uzviknuvši "teorija svjetlosti neće biti vraćena desetljećima, nego stoljećima" ako znanstvena zajednica slažu s Einsteinovom teorijom. U konačnici je znanstvena zajednica razvila kompromisnu definiciju: svjetlost je istovremeno i čestica (foton) i val.

Refleksije o valnoj prirodi svjetlosti odgovaraju vjerojatnosti da će foton biti na određenom mjestu u određeno vrijeme. To nam omogućuje jasnije razumijevanje kako se fotoni mogu natjerati da zauzmu određene položaje na zidu kada njihovi valovi interferiraju jedni s drugima. Manje je intuitivna činjenica da fotoni mogu proći kroz dva kanala istovremeno nastavljajući pokazivati ​​ponašanje vala koji nailazi na smetnje. I kako mogu pojedinačni fotoni, prošavši kroz dva kanala, stići na istu točku!

Ovaj jednostavan fizički eksperiment, proveden zimske večeri sa svojom obitelji, omogućit će vam da dobijete puno ugodnih emocija. Znanost je ne samo korisna, već i iznimno zanimljiva. A nastavlja postojano koračati putem znanstvenog i tehnološkog napretka, koji zadovoljava ne samo materijalne potrebe, već i potrebu razumnog bića za novim spoznajama.

Nadahnuto Education.com

Što svjetlost govori Suvorovu Sergeju Georgijeviču

Valna svojstva svjetlosti. Youngovo iskustvo

Newtonova korpuskularna hipoteza svjetlosti dominirala je jako dugo - više od stotinu i pedeset godina. Ali ovdje unutra početkom XIX stoljeća engleski fizičar Thomas Jung (1773.-1829.) i francuski fizičar Augustin Fresnel (1788.-1827.) izveli su pokuse koji su uvjerili fizičare da svjetlost nisu korpuskule (čestice), već valovi.

Riža. 11. Youngovo iskustvo, ili difrakcija svjetlosti iz dva proreza (shema)

Jung je bio uvjeren da su Newtonovi prstenovi rezultat interferencije svjetlosnih valova. Kako bi dokazao da su svjetlost valovi, smislio je takav eksperiment. Jung je uzeo neprozirnu ploču i urezao u nju dva uska paralelna proreza. S jedne strane je te proreze osvijetlio snopom paralelnih jednobojnih zraka, a s druge strane postavio je zaslon (slika 11). Znanstvenik je razmišljao ovako. Duž zraka (na slici lijevo) su ravni valovi svjetlosti. Upadaju u pukotine. Ako je svjetlost valovi, onda iza pukotina A 1 I A 2 doći će do difrakcije svjetlosti. pukotine A 1 I A 2 mogu se smatrati jednobojnim izvorima svjetlosti. Od njih udesno, svjetlosni valovi će ići u obliku cilindra (iu kontekstu - kružnog). Niz valova svjetlosti koji dolaze iz procjepa A 1 presijecat će se nizom valova iz jaza A 2. Stoga sve interferencijske pojave treba također promatrati s desne strane. Na mjestima gdje se "kresta" jedne serije valova susreće s "koritom" druge serije, doći će do zamračenja. A gdje se dva "grebena" (a zatim dva "korita") poklapaju, svjetlost će se povećati. Na ekranu s desne strane trebaju se pojaviti svijetle (jednobojne) i tamne "smetnje" rubovi.

Jung je bio u pravu. Napravio je namjeravani eksperiment i dobio interferencijske rubove. Ovaj eksperiment temelji se na fenomenu difrakcije svjetlosti. Stoga se Youngov pokus naziva i difrakcija na dva proreza.

Nešto kasnije, Fresnel je napravio novi eksperiment koji je potvrdio valnu prirodu svjetlosti. Učinio je da se izvor svjetlosti reflektira od dva zrcala nagnuta jedno prema drugome; dva identična niza reflektiranih svjetlosnih valova išla su iz oba zrcala, koja su se počela križati. I u ovom slučaju su dobivene interferencijske pruge.

Tako je dokazano da svjetlost ima valna svojstva.

Ali kakvi valovi, početkom XIX stoljeća, nitko nije znao. Naravno, ti valovi nisu poput vodenih valova. Duž svjetlosnog snopa nema grebena ili udubljenja. Fizičari su vjerovali da su to nekakvi elastični valovi u svjetskom mediju - eteru.

Iz knjige Medicinska fizika Autor Podkolzina Vera Aleksandrovna

21. Mehanička svojstva bioloških tkiva Pod mehaničkim svojstvima bioloških tkiva podrazumijevaju se dvije njihove varijante. Jedan je povezan s procesima biološke pokretljivosti: kontrakcija životinjskih mišića, rast stanica, kretanje kromosoma u stanicama tijekom njihove diobe itd.

Iz knjige Povijest svijeće autor Faraday Michael

30. Fizička svojstva i parametri membrane Mjerenje pokretljivosti membranskih molekula i difuzije čestica kroz membranu pokazuje da se bilipidni sloj ponaša kao tekućina. Međutim, membrana je uređena struktura. Ove dvije činjenice upućuju na to

Iz knjige Teorija svemira autor Eternus

39. Svojstva magneta i magnetska svojstva ljudskih tkiva Molekule paramagneta imaju magnetske momente različite od nule. U nedostatku magnetskog polja ti su momenti raspoređeni nasumično i njihova je magnetizacija jednaka nuli. Stupanj uređenosti magnetskog

Iz knjige Što je teorija relativnosti Autor Landau Lev Davidovič

V. PREDAVANJE KISIK JE U ZRAKU. PRIRODA ATMOSFERE. NJEGOVA SVOJSTVA. OSTALI PROIZVODI GOREĆE SVIJEĆE. UGLJIKOV DIOKSID, NJEGOVA SVOJSTVA Već smo vidjeli da se vodik i kisik mogu dobiti iz vode koju smo dobili gorenjem svijeće. Znate da se vodik uzima iz svijeće, i

Iz knjige Kap Autor Geguzin Yakov Evseevich

Iz knjige Evolucija fizike Autor Einstein Albert

Iz knjige Fizika na svakom koraku Autor Perelman Jakov Isidorovič

Iskustvo mora odlučiti Što učiniti s ovom kontradikcijom? Prije nego što iznesemo bilo kakva razmatranja o ovom pitanju, obratimo pozornost na sljedeću okolnost: Dobili smo proturječnost između širenja svjetlosti i isključivo principa relativnosti gibanja

Iz knjige Što svjetlo govori Autor Suvorov Sergej Georgijevič

Plato iskustvo

Iz knjige Kako razumjeti složene zakone fizike. 100 jednostavnih i zabavnih doživljaja za djecu i njihove roditelje Autor Dmitrijev Aleksandar Stanislavovič

Rayleigh-Frenkel eksperiment

Iz knjige Na koga je pala jabuka Autor Keselman Vladimir Samuilovič

Geometrija i iskustvo Naš sljedeći primjer bit će fantastičniji od primjera padajućeg dizala. Moramo pristupiti novi problem, problem odnosa opće relativnosti i geometrije. Počnimo s opisom svijeta u kojem samo dvodimenzionalni, a ne trodimenzionalni

Iz autorove knjige

Pokus sa žaruljom Brat je, još u polumraku, napola odvojio novine od peći i prinio žarulju s postoljem do papira. Lagano pucketanje, iskra i na trenutak se cijela žarulja ispunila nježnim zelenkastim sjajem.

Iz autorove knjige

Pokus s vodenim mlazom Pustimo tanak mlaz vode iz slavine, glasno udarajući o dno sudopera.“Sada ću natjerati da ovaj mlaz, ne dodirujući ga, poteče na drugačiji način. Gdje želite da skrene: udesno, ulijevo, naprijed?" "Ulijevo", odgovorio sam. "Dobro! Ne okreći slavinu, ja

Iz autorove knjige

svjetlo i Kemijska svojstva atomi Optičkim spektrima atoma bavimo se od prvih stranica naše knjige. Uočili su ih fizičari u zoru razvoja spektralne analize. Služili su kao znakovi za identifikaciju. kemijski elementi, jer svaka kemijska

Iz autorove knjige

modulacija svjetla. Transformacija svjetla o čovjekovom aktivnom odnosu prema prirodi Moć čovjekovog uma leži u njegovom aktivnom odnosu prema prirodi. Čovjek ne samo da promišlja, već i preobražava prirodu. Kad bi samo pasivno promatrao svjetlost kao nešto što se nalazi u

Iz autorove knjige

71 Više o atmosferskom tlaku, ili iskustvo McDonald'sa Za pokus nam je potrebno: piće sa slamkom. Sjećamo se iskustva s prevrnutom čašom iz koje nije izlazila voda. A slično iskustvo, samo pojednostavljeno, možete doživjeti za svoje prijatelje tijekom posjeta bilo kojem

Iz autorove knjige

Iskustvo koje se ne bi smjelo ponoviti “Želim ti ispričati novo i strašno iskustvo, koje ti savjetujem da ne ponavljaš”, napisao je nizozemski fizičar van Muschenbroek pariškom fizičaru Réaumuru i dalje izvijestio da je, kad je uzeo u lijeva ruka staklenka s elektrificiranim

Od trenutka otkrića elektromagnetskih oscilacija trebalo je proći dosta vremena da se shvati da je svjetlost također kombinacija elektromagnetskih oscilacija - samo onih vrlo visokih frekvencija. Nije slučajno što je brzina svjetlosti jednaka brzini širenja elektromagnetskih valova i karakterizirana je konstantom c = 300 000 km/s.

Oko je glavni ljudski organ koji opaža svjetlost. U ovom slučaju, valnu duljinu svjetlosnih vibracija oko percipira kao boju svjetlosnih zraka. U školski tečaj fizika opisuje klasičan pokus razgradnje bijele svjetlosti - dovoljno je usmjeriti prilično uzak snop bijele (na primjer, sunčeve) svjetlosti na staklenu prizmu trokutastog presjeka, kako bi se ona odmah podijelila u mnogo svjetlosnih snopova različitih boje glatko prelaze jedna u drugu. Ova pojava je posljedica različitih stupnjeva loma svjetlosnih valova različitih duljina.

Osim valne duljine (ili frekvencije), svjetlosne vibracije karakteriziraju i intenzitet. Od niza mjera intenziteta svjetlosnog zračenja (svjetlina, svjetlosni tok, osvijetljenost itd.) pri opisu videouređaja najvažnija je osvijetljenost. Ne ulazeći u suptilnosti određivanja svjetlosnih karakteristika, napominjemo da se osvjetljenje mjeri u luksima i mjera je vizualne procjene vidljivosti objekata koji su nam poznati. Ispod su tipične razine svjetla:

  • Osvjetljenje 20 cm od goruće svijeće 10-15 luksa
  • Osvjetljenje prostorije žaruljama sa žarnom niti 100 luksa
  • Osvjetljenje ureda fluorescentnim svjetiljkama 300-500 lux
  • Osvjetljenje generirano halogenim žaruljama od 750 luxa
  • Osvjetljenje pri jakoj sunčevoj svjetlosti 20000 lux i više

Svjetlost se široko koristi u komunikacijskoj tehnologiji. Dovoljno je spomenuti takve primjene svjetla kao što je prijenos informacija preko optičkih komunikacijskih linija, korištenje optičkog izlaza za digitalizirane zvučne signale u modernim elektroakustičkim uređajima, korištenje daljinskih upravljača za infracrveno svjetlo itd.

Elektromagnetska priroda svjetlosti Svjetlost ima i valna svojstva i svojstva čestica. Ovo svojstvo svjetlosti naziva se korpuskularno-valni dualizam. Ali znanstvenici i fizičari antike nisu znali za to, te su u početku smatrali svjetlost elastičnim valom.

Svjetlost - valovi u eteru No budući da je za širenje elastičnih valova potreban medij, postavilo se opravdano pitanje u kojem se mediju širi svjetlost? Koji se medij nalazi na putu od Sunca do Zemlje? Zagovornici valne teorije svjetlosti sugerirali su da je sav prostor u svemiru ispunjen nekim nevidljivim elastičnim medijem. Čak su mu smislili i naziv - luminiferni eter. U to vrijeme znanstvenici još nisu znali za postojanje bilo kakvih valova osim mehaničkih. Takvi pogledi na prirodu svjetlosti izraženi su oko 17. stoljeća. Vjerovalo se da se svjetlost širi upravo u tom svjetlećem eteru.

Svjetlost je transverzalni val Ali ova pretpostavka otvara niz kontroverznih pitanja. Do kraja 18. stoljeća dokazano je da je svjetlost transverzalni val. A elastični poprečni valovi mogu nastati samo u čvrstim tijelima, dakle, to je luminiferni eter čvrsta. To je tadašnjim znanstvenicima izazvalo tešku glavobolju. Kako se nebeska tijela mogu kretati kroz čvrsti svjetleći eter, a da u isto vrijeme ne dožive nikakav otpor.

Svjetlost je elektromagnetski val U drugoj polovici 19. stoljeća Maxwell je teorijski dokazao postojanje elektromagnetskih valova koji se mogu širiti i u vakuumu. I sugerirao je da je svjetlost također elektromagnetski val. Tada je ova pretpostavka potvrđena. No također je relevantna bila ideja da se u nekim slučajevima svjetlost ponaša kao tok čestica. Maxwellova teorija proturječila je nekim eksperimentalnim činjenicama. No, 1990. godine fizičar Max Planck postavio je hipotezu da atomi emitiraju elektromagnetsku energiju u odvojenim dijelovima - kvantima. A 1905. Albert Einstein iznio je ideju da se elektromagnetski valovi određene frekvencije mogu smatrati protokom kvanti zračenja s energijom E=p*ν. Quantum je trenutno elektromagnetska radijacija naziva foton. Foton nema ni masu ni naboj i uvijek se širi brzinom svjetlosti. Naime, pri zračenju i apsorpciji svjetlost pokazuje korpuskularna svojstva, a pri kretanju u prostoru valna svojstva.

Kritičari biblijskog stvaranja ponekad koriste daleku svjetlost kao argument protiv mladog svemira. Ali kad sve pažljivo razmotrimo, vidjet ćemo da ne ide.

Kritičari biblijskog stvaranja ponekad koriste svjetlost udaljenih zvijezda kao argument protiv mladog svemira. Argument ide otprilike ovako: postoje galaksije koje su na tolikoj udaljenosti da nas svjetlost njihovih zvijezda može dosegnuti tek nakon milijardi godina. A ako vidimo te galaksije, onda to znači da je svjetlost zvijezda već stigla do Zemlje. To znači da svemir mora biti star najmanje milijarde godina - mnogo više od 6000 naznačenih u Bibliji.

Mnogi zagovornici velikog praska smatraju ovo brojanje izvrsnim argumentom protiv biblijske vremenske skale. Ali kada pažljivo pogledamo ovaj dokaz, vidimo da ne funkcionira. Svemir je beskrajno velik i sadrži vrlo udaljene galaksije, ali to ne znači da je star već milijardama godina.

Pitanje udaljenih zvijezda natjeralo je neke ljude da se zapitaju o kozmičkim udaljenostima. "Znamo li doista da su galaksije toliko daleko? Možda su mnogo bliže, pa svjetlost zapravo ne putuje tako daleko." Međutim, metode koje astronomi koriste za mjerenje svemirskih udaljenosti obično su logične i znanstveno utemeljene. Oni se ne oslanjaju na evolucijske pretpostavke o prošlosti. Štoviše, one su dio promatračke znanosti (za razliku od povijesne znanosti ili prirodne znanosti) i sada su isprobane. Možete ponavljati eksperiment koliko god želite da odredite udaljenost do zvijezde ili galaksije, ali svaki put ćete dobiti otprilike isti odgovor. Stoga imamo razloga vjerovati da je kozmos doista vrlo velik. Zapravo, nevjerojatna veličina svemira donosi slavu Bogu (Psalam 19,1).

Neki kršćani nagađaju da je Bog stvorio zrake svjetlosti s dalekih zvijezda na njihovom putu do Zemlje. Uostalom, Adamu nije trebalo vremena da odraste od djeteta, jer ga je Svevišnji otkrio kao odraslu osobu. Također se tvrdi da je svemir već evoluirao, pa je stoga možda svjetlo stvoreno usput. Naravno, Svemir je doista stvoren da funkcionira odmah nakon prvog tjedna, a mnogi njegovi aspekti zapravo su nastali već "zreli". Jedini problem s pretpostavkom da je svjetlost proizvedena u tranzitu je taj što zapravo vidimo što se događa u svemiru. Na primjer, možemo vidjeti da zvijezde mijenjaju sjaj i kreću se. Ponekad postajemo svjedoci eksplodiranja zvijezda. Vidimo te stvari jer je njihova svjetlost doprla do nas.

Ali ako je Bog stvorio zrake svjetlosti već na njihovom putu, onda bi to moralo značiti da se nijedan od događaja koje vidimo u svemiru (na udaljenosti od 6000 svjetlosnih godina) zapravo nije dogodio. To bi značilo da sve eksplozivne zvijezde ili nikada nisu eksplodirale ili uopće nisu postojale, odnosno Bog je, takoreći, jednostavno slikao fiktivne događaje. Čini se neuobičajenim da Svevišnji stvara takve iluzije. Dao nam je oči kako bismo doista mogli istraživati ​​stvarni svemir, zbog čega trebamo vjerovati da su se događaji koje vidimo u svemiru stvarno dogodili. Iz tog razloga, većina znanstvenika kreacije vjeruje da svjetlost, koja je nastala u tranzitnom načinu, nije Najbolji način odgovoriti na daleke argumente zvijezda. Dopustite mi da sugeriram da odgovor na svjetlost udaljenih zvijezda leži u nekim od nejasnih pretpostavki koje postavljaju sekularni astronomi.

Pretpostavke i argumenti o vremenu putovanja zvjezdane svjetlosti

Daleka svjetlost zvijezda

Svaki pokušaj znanstvene procjene starosti nečega mora dovesti do brojnih pretpostavki. To mogu biti nagađanja o početnim uvjetima, stabilnosti brzine, zagađenju sustava i još mnogo toga. A ako barem jedna od ovih pretpostavki nije točna - to je također procjena starosti. Ponekad ljudi krivo nagađaju zbog svog pogrešnog pogleda na svijet. Argument daleke zvijezde uključuje nekoliko hipoteza koje su dvojbene - bilo koja od njih čini ovaj dokaz neutemeljenim. Pogledajmo neke od ovih pretpostavki.

Konstantnost brzine svjetlosti

Općenito se pretpostavlja da je brzina svjetlosti relativna s vremenom. Pri današnjoj normalnoj brzini svjetlosti (u vakuumu) trebalo bi oko godinu dana da prijeđe udaljenost od 6 trilijuna km. milja. Ali je li uvijek bilo ovako? Ako krivo sudimo, da je suvremeno mjerenje brzine uvijek tako bilo, onda krivo sudimo i o vijeku, koji je mnogo stariji od sadašnjega. Ali neki ljudi nagađaju da je brzina svjetlosti u prošlosti bila mnogo veća. Ako je tako, tada svjetlost može putovati svemirom u samo djeliću vremena koje je potrebno danas. Neki znanstvenici vjeruju da je to odgovor na problem udaljene svjetlosti zvijezda u mladom svemiru.

Međutim, brzina svjetlosti nije "proizvoljan" parametar. Drugim riječima, promjena brzine svjetlosti promijenit će druge stvari, poput omjera energije i mase u bilo kojem sustavu. Neki tvrde da brzina svjetlosti nikada nije bila puno drugačija nego što je danas jer je povezana s drugim konstantama prirode. Drugim riječima, život ne bi bio moguć da svjetlost putuje drugačijom brzinom.

Ovo je opravdana zabrinutost. Način na koji su generičke konstante povezane djelomično je jasan. Stoga utjecaj promjene brzine svjetlosti na Svemir i život na Zemlji nije u potpunosti poznat. Neke skupine znanstvenika aktivno istražuju pitanja vezana uz brzinu svjetlosti. Drugi znanstvenici specijalisti tvrde da je pretpostavka o konstantnoj brzini svjetlosti najvjerojatnije razumna, a rješenje problema svjetlosti udaljenih zvijezda krije se negdje drugdje.

Hipoteza vremenske krutosti

Mnogi vjeruju da vrijeme teče istom brzinom u svim uvjetima. Ova pretpostavka se čini vrlo razumnom, ali je zapravo pogrešna. A ima ih nekoliko razne načine, u kojem bi nestabilna priroda vremena mogla omogućiti udaljenoj zvjezdanoj svjetlosti da dopre do Zemlje unutar biblijskog vremenskog raspona.

Albert Einstein otkrio je da brzina kojom vrijeme prolazi ovisi o gibanju i gravitaciji. Na primjer, kada se objekt kreće vrlo brzo, blizu brzine svjetlosti, njegovo vrijeme se usporava. To se zove "dilatacija vremena". Dakle, kad bismo mogli ubrzati vrijeme gotovo do brzine svjetlosti, tada bi sat radio presporo. A kad dostignu brzinu svjetlosti, potpuno bi stali. To nije problem sa satovima - učinak će se odvijati bez obzira na specifičan dizajn, jer će samo vrijeme usporiti. Slično tome, kretanje vremena će se usporiti s gravitacijom. Na primjer, satovi na razini mora kreću se nešto sporije nego na planini, jer je razina mora bliža izvoru gravitacije.

Čini se da je teško povjerovati da brzina ili sila gravitacije mogu utjecati na vremenski raspon, budući da naš svakodnevno iskustvo ne može otkriti. Dogovorite se kad idemo vozilo, vrijeme, kako nam se čini, prolazi istom brzinom kao i kad stojimo. Ali u stvarnosti, to se događa samo zato što se krećemo vrlo sporo u usporedbi s brzinom svjetlosti, a Zemljina gravitacija je tako slaba da je učinak dilatacije vremena također vrlo malen. Međutim, pouzdanost efekta dilatacije vremena mjerena je atomskim satovima.

Budući da vrijeme može teći s različitim pokazateljima s različitih točaka gledišta, događaji koji traju dugo i koje mjeri jedna osoba će oduzeti vrlo malo vremena u usporedbi s time kako će biti kada druga osoba izvrši isto mjerenje. To vrijedi i za udaljene zvijezde. Svjetlost kojoj su potrebne milijarde godina da stigne do Zemlje (mjereno satovima u dubokom svemiru) može doći do njezine površine za samo nekoliko tisuća godina, mjereno satovima na Zemlji. To bi se dogodilo prirodno da je Zemlja u gravitacijskom bunaru, o čemu ćemo govoriti u nastavku.

Mnogi sekularni astronomi pretpostavljaju da je svemir beskonačno velik i da ima beskonačan broj galaksija. To nikada nije dokazano, i nema dokaza koji bi nas mogli navesti na ovaj zaključak. Dakle, ovo je pak skok slijepe vjere. Međutim, ako umjesto ovog argumenta uvedemo neku drugu pretpostavku, to će dovesti do potpuno novog zaključka. Pretpostavimo da se naš solarni sustav nalazi blizu središta konačne raspodjele galaksija. I premda na ovaj trenutak to je nemoguće dokazati, takva je hipoteza sasvim u skladu s dokazima, jer je to savršeno razumna mogućnost.

U ovom slučaju, Zemlja će biti u gravitacijskoj jami. Ovaj pojam znači da mu je potrebna energija da izvuče nešto iz naše okoline u dublji prostor. U ovom gravitacijskom izvoru nećemo "osjetiti" nikakvu dodatnu silu gravitacije, no na Zemlji (ili bilo gdje u našem solarnom sustavu) vrijeme će teći sporije nego drugdje u svemiru. Vjeruje se da je ovaj učinak danas malo dokazan, međutim, možda je u prošlosti bio mnogo jači. (Ako se svemir širi, kao što većina astronoma vjeruje, onda fizika kaže da bi, kada bi svijet bio manji, ti učinci bili jači.) U tom bi slučaju satovi na Zemlji mnogo sporije označavali vrijeme od satova u dubokom svemiru. Tako će svjetlost iz najudaljenijih galaksija stizati na Zemlju za svega nekoliko tisuća godina, mjereno satovima na Zemlji. Ova ideja je svakako intrigantna. I dok postoji još nekoliko matematičkih detalja koje treba razraditi, takva je pretpostavka svakako razumna.

Pretpostavka sinkronizacije

Još jedan način na koji je važna relativnost vremena odnosi se na temu sinkronizacije: kako se satovi postavljaju tako da očitavaju isto vrijeme sinkronizirano. Relativnost je pokazala da sinkronizacija nije apsolutna. Drugim riječima, ako jedna osoba mjeri dva sinkronizirana sata, druga osoba (koja se kreće drugom brzinom) neće nužno mjeriti ta dva sinkronizirana vremenska impulsa. Kao i kod dilatacije vremena, ovaj učinak je kontraintuitivan jer je premalen za mjerenje. najviše naše svakodnevno iskustvo.

Zamislite da avion napušta određeni grad u 16:00 sati na dvosatni let. Međutim, kada je avion sletio, na satu je bilo 16 sati. Budući da je avion stigao u isto vrijeme kada je i poletio, mogli bismo to nazvati instant putovanjem. Kako je ovo moguće? Odgovor leži u vremenskim zonama. Ako je zrakoplov krenuo iz Kentuckyja u 16:00 po lokalnom vremenu, tada će u Colorado stići u 16:00, ali u stvarnom lokalnom vremenu. Naravno, putnici u zrakoplovu dožive dvosatnu vožnju. Dakle, put traje 2 sata, mjereno po lokalnom vremenu. Međutim, sve dok zrakoplov putuje prema zapadu (i pruža dovoljno brzu putanju), uvijek će prirodno stići u isto vrijeme kada je i krenuo, mjereno po lokalnom vremenu.

Postoji kozmički ekvivalent lokalnog i univerzalnog vremena. Svjetlost koja se kreće u odnosu na Zemlju je poput aviona koji leti prema zapadu, dok sama Zemlja uvijek ostaje u istom kozmičkom lokalnom vremenu. Iako većina današnjih astronoma uglavnom koristi kozmičko univerzalno vrijeme (u kojem je 100 svjetlosnih godina jednako 100 godina), povijesno kozmičko lokalno vrijeme uvijek je bilo standardno. Stoga bi moglo biti da Biblija koristi kozmičko lokalno vrijeme kada izvještava o događajima.

Budući da je Bog stvorio zvijezde 4. dana, njihova je svjetlost napustila zvijezdu 4. dana i stigla do kugle 4. dana kozmičkog lokalnog vremena. Svjetlost svih galaksija doći će do Zemlje 4. dana ako je mjerimo prema kozmičkom lokalnom vremenu. Neki bi mogli poreći, tvrdeći da će svjetlost putovati milijardama godina (budući da putnik u zrakoplovu doživi let od 2:00). Međutim, prema Einsteinovoj teoriji relativnosti, svjetlost ne doživljava protok vremena, pa će putovanje biti trenutno. Sada, ova ideja može, ali i ne mora biti razlog da svjetlost udaljenih zvijezda može doprijeti do Zemlje na biblijskoj vremenskoj skali, ali do sada nitko nije uspio dokazati da Biblija ne koristi kozmičko lokalno vrijeme. Dakle, ovo je intrigantna mogućnost.

Pretpostavka naturalizma

Jedna od najnevažnijih pretpostavki u većini argumenata protiv Biblije je pretpostavka naturalizma. Naturalizam je vjerovanje da je priroda "sve što jest". Zagovornici naturalizma pretpostavljaju da se sve pojave mogu objasniti pomoću prirodnih zakona. Ne samo da je to slijepa pretpostavka, već je i nedvosmisleno antibiblijska. Biblija jasno kaže da Bog nije vezan prirodnim zakonima (uostalom, to su njegovi zakoni). Naravno, On može koristiti zakone prirode da izvrši svoju volju, što On obično čini. Zapravo, prirodni se zakoni mogu promatrati kao način na koji Bog neprestano održava svemir. Ali Njegova je bit nadnaravna i sposobna djelovati izvan granica prirodnog zakona.

To se svakako dogodilo tijekom Tjedna stvaranja. Bog je stvorio svemir na predivan način. Stvorio ju je ni iz čega, ne koristeći apsolutno nikakav materijal za nju (Hebrejima 11:3). Danas se Bog ne bavi stvaranjem novih zvijezda ili novih vrsta bića. To je zato što je On dovršio stvaranje prije sedmog dana. Danas Bog održava svemir na drugačiji način nego što ga je stvorio. Međutim, prirodoslovac pogrešno pretpostavlja da je svemir stvoren na isti način na koji funkcionira danas. Naravno, bilo bi apsurdno primijeniti ovu pretpostavku na većinu drugih stvari. Na primjer, baterijska svjetiljka radi pretvaranjem struje u svjetlost, ali radi zbog drugih zakona.

Budući da su zvijezde stvorene tijekom Tjedna stvaranja, a Bog ih je stvorio da ih vidimo, način na koji je udaljena svjetlost došla na Zemlju najvjerojatnije je bio nadnaravan. Ne možemo pretpostaviti da su Božja prijašnja djela razumljiva u smislu modernog znanstvenog mehanizma, jer znanost može samo istraživati ​​kako On održava današnji svijet. Nije racionalno tvrditi da nadnaravno djelo nije istinito na temelju toga što se ne može objasniti prirodnim procesima koji se danas promatraju.

Sasvim je prihvatljivo za nas pitati se: "Je li Bog koristio prirodne procese da donese svjetlost zvijezda na Zemlju u biblijsko vrijeme? I ako jest, koji je mehanizam uključen?" Ali ako prirodni mehanizam nije očit, onda to sigurno nije dokaz protiv nadnaravnog stvaranja. Dakle, nevjernik se upušta u suptilni oblik kružnog razmišljanja kada koristi pretpostavku naturalizma da svečano izjavi da udaljena svjetlost zvijezda pobija biblijsko vremensko razdoblje.

Vrijeme putovanja svjetlosti: Argument samoregulacije

Mnogi zagovornici velikog praska koriste gornje pretpostavke kako bi tvrdili da biblijska vremenska linija ne može biti točna zbog problema svjetlosnog vremena. Ali ovaj argument je samoporažavajuć. To nije mala greška, jer veliki prasak ima problem svoje lagane dinamike kretanja. U ovom modelu svjetlost mora prijeći udaljenost mnogo veću nego što je to moguće unutar pravog vremenskog razdoblja velikog praska od oko 14 milijardi godina. Ovo je ozbiljan problem za veliki prasak, koji se naziva "problem horizonta". U nastavku su detalji.

Problem horizonta

U modelu velikog praska, svemir počinje u beskonačno malom okruženju zvanom singularnost, koje se zatim brzo širi. Prema modelu velikog praska, kada je svemir još uvijek vrlo malen, razvija divergentne temperature na različitim mjestima. Pretpostavimo da je točka A vruća, a točka B hladna. Danas se svemir proširio i točke A i B sada su daleko razdvojene.

Međutim, svemir ima iznimno ujednačenu temperaturu na velikim udaljenostima - daleko iznad najpoznatijih galaksija. Drugim riječima, danas točke A i B imaju gotovo identične temperature. Znamo to jer vidimo elektromagnetsko zračenje koje dolazi iz svih smjerova svemira u obliku mikrovalova. To se naziva "kozmička mikrovalna pozadina" (CMB). Frekvencije emisije imaju karakterističnu temperaturu od 2,7 K (-455°F) i izuzetno su ujednačene u svim smjerovima. Temperatura odstupa samo za jedan dio u 105.

Problem je sljedeći: kako su točke A i B dobile istu temperaturu? To je moguće samo razmjenom energije. To se događa u mnogim sustavima: na primjer, razmislite o kocki leda stavljenoj u kavu. Led se zagrijava, a kava hladi, razmjenjujući energiju. Slično, točka A može dati energiju točki B u obliku elektromagnetskog zračenja (svjetlosti), što je najviše brz način prijenos energije, budući da ništa ne može putovati brže od svjetlosti. Međutim, korištenjem pretpostavki velikog praska, uključujući uniformizam i naturalizam, nije bilo dovoljno vremena u 14 milijardi godina da svjetlost stigne od točke A do točke B - te su točke previše udaljene. Ovo je problem pomaka - i to ozbiljan. Uostalom, danas A i B imaju gotovo istu temperaturu, pa su morali izmijeniti svjetlost više puta.

Zagovornici "velikog praska" predložili su niz pretpostavki kojima pokušavaju riješiti problem svjetlosnog vremena. Jedan od najpopularnijih naziva se "inflacija". U "inflacijskim" modelima, svemir ima dvije ekspanzije: normalnu i brzu inflaciju. Svemir počinje normalnom brzinom, koja je zapravo prilično brza, ali spora u usporedbi s kasnijom fazom. Zatim nakratko ulazi u fazu inflacije, u kojoj se svemir širi mnogo bržom brzinom. Kasnije se svemir vraća svom normalnom ritmu. Sve se to događa u ranoj fazi, mnogo prije formiranja zvijezda i galaksija.

Model inflacije omogućuje točkama A i B razmjenu energije (tijekom prve normalne ekspanzije), a zatim se odbijaju tijekom faze inflacije sve dok ogromne udaljenosti gdje su i danas. Ali model inflacije nije ništa više od priče koja nema nikakvih dokaza. Ovo je samo nagađanje čiji je cilj izjednačiti veliki prasak s proturječnim opažanjima. Osim toga, inflacija dodaje dodatni skup problema i poteškoća modelu "velikog praska", kao što je uzrok takve inflacije i elegantan način da se ona isključi. Sve više i više svjetskih astrofizičara odbacuje inflaciju iz ovih ili onih razloga. Jasno je da problem horizonta ostaje glavni problem vremena putovanja za Veliki prasak.

Kritičar bi mogao sugerirati da je "veliki prasak" bolje objašnjenje podrijetla od Biblije, budući da biblijsko stvaranje ima jarko međusvjetlo koje nema problema s kretanjem. Ali takav argument nije racionalan, budući da veliki prasak ima svoj problem kretanja svjetlosti. Ako oba modela uključuju značajne dvojbe, tada se ne mogu koristiti kao podrška jednom modelu za drugi. Zbog toga se udaljena svjetlost zvijezda ne može koristiti za uklanjanje Biblije u korist velikog praska.

zaključke

Dakle, vidjeli smo da kritičari stvaranja moraju koristiti nekoliko pretpostavki kako bi primijenili udaljenu svjetlost kao argument protiv mladog svemira. A mnoge od tih hipoteza su dvojbene. Znamo li da je svjetlost oduvijek putovala današnjom brzinom? To može biti razumno, ali možemo li biti potpuno sigurni u to, posebno tijekom Tjedna stvaranja kada je Bog djelovao na nadnaravan način? Možemo li biti sigurni da Biblija koristi "kozmički". univerzalno vrijeme“, a ne ono najobičnije “kozmičko lokalno vrijeme”, u kojem svjetlost trenutno dopire do Zemlje?

Znamo da brzina protoka vremena nije kruta. I iako su sekularni astronomi itekako svjesni da je vrijeme relativno, oni pretpostavljaju da je taj učinak (i ​​uvijek je bio) zanemariv, ali možemo li biti sigurni da je tako? A budući da su zvijezde stvorene tijekom Tjedna stvaranja, kada je Bog sve stvorio nadnaravno, kako možemo sa sigurnošću znati da je svjetlost udaljenih zvijezda stigla na Zemlju potpuno prirodnim putevima? Također, kada zagovornici velikog praska koriste udaljenu svjetlost kako bi argumentirali biblijsko stvaranje, oni koriste argument protiv samoregulacije, budući da veliki prasak ima svoj problem vremena. Ako uzmemo u obzir sve gore navedeno, vidimo da svjetlost udaljenih zvijezda nije uvijek bila legitiman argument protiv biblijskih vremenskih skala od nekoliko tisuća godina.

Dok znanstvenici kreacije istražuju moguća rješenja za problem dalekih zvijezda, moramo također imati na umu niz dokaza koji su u skladu s mladošću svemira. Vidimo rotacijske spiralne galaksije koje ne mogu postojati nekoliko milijardi godina, jer će biti iskrivljene do neprepoznatljivosti. Mnogo vrućih plavih zvijezda otvara se pred našim očima, koje (čak se i svjetovni astronomi slažu s tim) ne mogu postojati milijardama godina. U našem Sunčevom sustavu svjedoci smo pucanja i raspadanja kometa magnetska polja, koji također ne može postojati milijardama godina i informacije koje drugi solarni sustavi imaju slične stvari. Naravno, takvi argumenti uključuju i pretpostavke o prošlosti. Zbog toga je, u konačnici, jedini način da se sa sigurnošću zna o prošlosti kroz pouzdane povijesne zapise očevidaca. Upravo to imamo u Bibliji.