Milyen messzire látunk el szabad szemmel?

[bikas]

Milyen messzire látunk el szabad szemmel éjszaka és nappal, mekkora a horizont-távolság? Miért látnak élesen a víz alatt a közellátók? Igazából bármilyen távoli objektumig el lehet látni szabad szemmel, ha az elég fényes és nem takarja valami, például a földi vagy a kozmikus horizont, esetleg száz méter vastag vízréteg.

 

Ellátunk a horizontig - de az milyen messze van?

 

1,7 méteres szemmagasságot feltételezve sík vidéken vagy tengeren a látóhatár (horizont) távolsága 4,5 kilométer, ezért például a Balaton déli partján álló fürdőző még távcsővel sem látja az északi parton álló társát - és viszont. A közelítő számítás szerint a horizont-távolság a látómagasság négyzetgyökével arányos, azaz például a magasságot megnégyszerezve a horizont megduplázódik. Az előbb említett 4,5 km kevésnek tűnhet, mert a tapasztalat szerint az ennél sokkal messzebb levő épületek, fák, hajók is láthatók. A távolabbi tárgyakat azért láthatjuk, mert egy részük a horizont fölé emelkedik.

 

Csak 50 méternél közelebbi jéghegyről készülhetne ilyen fotó, egyébként a víz fényelnyelése miatt még az optika sem látná a jéghegy alsó részét

 

Milyen messzire lehet ellátni például Budapestről? A János-hegy kilátójából látható körpanoráma horizontjára az Alföld tengerszint feletti magasságát is figyelembe véve 70 km-t kapunk. Ennek ellenére - jó idő esetén - még alacsonyabb budai hegyekről is látszanak a több mint 100 km-re levő Mátra vonulatai. Igaz, Mátraalja a horizont alatt van, de a Kékestető elvileg még a Pesti-síkságról is látszik.

 

Az épületek második emeletéről nézve a horizont két-három kilométerrel látszik távolabb, mint az elsőről kitekintve, feljebb menve azonban az emeletenkénti horizont-távolodás egyre kisebb. Egy felhőkarcoló századik emeletéről már csak 300 méterrel lehet távolabbra látni, mint a 99. emeletről, a távolság mind a két esetben körülbelül 70 km. Egy 10 km-es magasságban szálló repülőgépből 350 km-re látszik a horizont, nem szabad tehát hinni annak, aki azt állítja, hogy egyszerre látta Afrikát és Amerikát, hacsak nem űrhajós mondta. Az űrállomásról nézve 2000 km is megvan a horizont sugara, így például nem látszódhat egyszerre a Nílus forrása és a deltája (ezt a holdutazók láthatták), de a Dunáé már igen.

 

A légköri fényelhajlás miatt horizont mögötti képződmények is látszhatnak, ez a jelenség a felszín közelében erős, de a repülési magasságban már elhanyagolható. A délibáb, a fata morgana is megtréfálhatja a megfigyelőt, de ezeket sem pilóták szokták látni. A hegymászók - saját elmondásuk szerint - néha vizuálisan érzékelik a Föld görbületét. Ugyanezt az előbb említett balatoni fürdőzők is elmondhatják magukról, hiszen a tó vizén is jelentkező görbület miatt takaródik ki a túlpart alja.

 

Balaton. A víz mellől még távcsővel sem látszanak a túlsó part fürdőzői

Víz alatt

 

Víz alá merülve azt tapasztaljuk, hogy életlen a látásunk. A vízben távollátók vagyunk, a közellátók viszont víz alatt élesebben láthatnak szemüveg nélkül. A gyakorlatban természetesen búvárszemüveget használnak, ekkor a szem levegővel érintkezik, és a látás élessége változatlan marad. Mivel a vízben a vörös fény jobban elnyelődik, mint a kék, 8-10 m-es mélységben már nem látszik a vörös szín, 30 m mélyen a sárga sem. 50 m-en a halak és korallok színei már nem élvezhetőek, ott már minden kék, azonban ez a szín is eltűnik 400 m-es mélységben, ahol teljes a sötétség. Igaz, ilyen mélyre palackos búvár nem merül le, a rekord 270 m (Ritczler Gusztáv, az egyiptomi Blue Hole, 2006)

 

A látástávolságot a vízben a felkavarodó üledék, a planktonvirágzás, de akár a vízfelszínt érő eső és a hullámverés is csökkentheti. A búvárkalauzok szerint a látótávolság nyílt vízi merülés esetén 20-30 m, azaz nagyjából egy uszodahossznyi. Korallszigeteknél akár 60 m-re is ellát a búvár, mert ott nincs üledék a vízben. A barlangi merüléseknél az áramlás sem zavar, a látástávolság pedig 100 m. Tehát a több mint száz méterre levő cápát már a legjobb körülmények mellett sem látni a víz alatt. Ez a korlát a cápára is vonatkozik, de ő nem is a szemét használja nagy távolság esetén.

 

Az égen nappal

 

A Napon és a Holdon kívül a Vénusz az az égitest, amely nappal is megpillantható. A Vénusz akkor is látszódhat nappal, amikor távolabb van, mint a Nap, így elmondható, hogy nappal több mint 200 millió km-es távolságig láthatunk el. Sokan számoltak be a Jupiter nappali szabad szemes észleléséről is. A Jupiter csak egy kicsit fényesebb a Szíriusz csillagnál, ez utóbbi azonban nem emelkedik elég magasra Európából nézve, ezért vastag levegőrétegen keresztül kellene nézni. A Szíriusz nappali megpillantásáról Colin Henshaw számolt be, az észlelés Zimbabwében történt (déli szélesség 18. foka), 1100 m-es tengerszint feletti magasságban. Henshaw tehát 8 fényévig látott el nappal. A rekordot azonban nem ő tartja, hanem azok a kínaiak, akik az 1054-ben feltűnt szupernóva 23 napig tartó nappali láthatóságát jegyezték fel. Ők - bár nem tudtak róla - 20 ezer fényévig láttak el nappal.

 

A Vénusz (és a Hold) a nappali égen. Éder Iván felvétele a déli órákban készült

 

Az első ember, aki szupernóva távolságmérésével próbálkozott, Tycho Brahe volt 1572-ben. A dán csillagász megállapította, hogy a "stella nova" távolabbi, mint a Hold. Ez a szupernóvát nappal két hétig lehetett látni, a 20. században pedig megállapították, hogy 7500 fényévre látott el a mindent szabad szemmel észlelő Tycho.

 

Az égen éjszaka

 

Legmesszebb természetesen éjszaka lehet látni, a csúcsot az Androméda galaxis tartja 2,5 millió fényéves távolságával. A legtávolabbi szabad szemmel látott szupernóva is az Andromédában volt, Dégenfeld Schomburg Berta pillantotta meg 1885-ben - a hivatalos felfedezők Isaac Ward és Ernst Hartwig. Néhány szerencsés amatőrcsillagász az igen halvány M33 galaxis szabadszemes észleléséről számolt be magashegyi megfigyelőhelyekről. Az M33 távolsága körülbelül 10%-kal nagyobb a Androméda galaxisénál, és így ez a legtávolabbi szabad szemmel látott galaxis. Átmeneti - tranziens - jelenségeket is figyelembe véve azonban ennél távolabbra is el lehet látni.

 

Mary Pat Hrybyk-Keith és John Jones (NASA) illusztrációja arról a gammafelvillanásról, amelynek megtörténtekor még nem létezett a Föld, megérkezésekor pedig 2008. március 19-et mutatott a naptár. Látta ezt valaki szabad szemmel?

 

A gammafelvillanás néven ismert jelenségek az Univerzum legnagyobb energiájú robbanásai. Szerencsénkre igen messze, extragalaktikus távolságokban történnek, mert egy közeli esemény súlyos pusztítást végezne a Földön. Az eddig megfigyelt legnagyobb energiájú kitörést 2008. március 19-én észlelték. A különlegesen nagy intenzitás oka az volt, hogy a sugárzási kúp éppen a Tejútrendszer felé irányult. A mérések szerint a jelenség optikai fényessége akkora volt, hogy körülbelül egy percig ideig szabad szemmel is láthatta az, aki éppen a Bootes (Ökörhajcsár) csillagkép megfelelő helyére nézett. A robbanás távolsága 7,5 milliárd fényév volt, ami több mint fele a megfigyelhető Univerzum sugarának. A becslések szerint ilyen fényes gammafelvillanásra körülbelül 10 évenként lehet számítani. Lehet, hogy éppen az olvasó lesz az első, aki egy csillagos éjszaka néhány másodpercig mintegy fél univerzumsugárig fog ellátni - tudatosan.

 

A látótávolságnak tényleg nincs határa?

 

De van. Az Univerzum tágulása miatt a távoli égitestek fénye minden frekvencián kozmikus vöröseltolódást szenved, mire hozzánk megérkezik. Az imént említett rekorder gammafelvillanás vöröseltolódása például z=0,937, ami azt jelenti, hogy fényének hullámhossza az eredetinek majdnem kétszeresére nőtt (pontosabban: 1,937-szeresére). Egy 13,6 milliárd fényév távolságban - a kozmikus horizonton - levő égitest hipotetikus vöröseltolódása már végtelen, ami pedig ennél is távolabb van, arról mai tudásunk szerint semmiféle jel nem jut el hozzánk.

 

Összefoglalva tehát megállapítható, hogy bármilyen távolságban levő objektumig el lehet látni szabad szemmel, ha az elég fényes, és nem takarja valami, például a földi vagy a kozmikus horizont, esetleg száz méter vastag vízréteg.

 

Forrás: origo

[Brendon13]

Érdekes cikk, köszi hogy betetted

[b.frenk]

Hát én szabad szemmel nem sokáig mivel rossz a szemem...