Crédito de la imagen: Jason Ware.
La astronomía amateur no es para todos. ¡Pero a diferencia de otros intereses, podría ser! Después de todo, hay mucho cielo para todos. Y para disfrutar del cielo no hace falta mucho. Para empezar, solo el poder de la vista humana y la capacidad de "seguir mirando hacia arriba".
Apreciar el cielo nocturno y sus numerosos habitantes es como disfrutar cualquier gran obra de arte. Cualquiera que esté cautivo de una pintura de Van Gogh, una estatua de Roden, una sonata de Beethoven, una obra de Shakespeare o un poema de Tennyson, ciertamente puede apreciar una constelación forjada por la mano escultórica de la naturaleza. Entonces, al igual que grandes obras de arte, se puede cultivar una buena apreciación del cielo nocturno. Sin embargo, a diferencia de tales trabajos, hay algo mucho más primordial e inmediatamente evocador sobre los cielos, algo que desafía cualquier necesidad de estudio profundo o inculturación por parte de otros.
Si bien es cierto que algunos dispositivos ingeniosos (como el cuadrante) se desarrollaron al principio de la historia de la astronomía, no fue hasta la época de Galileo (principios del siglo XVII) que los astrónomos comenzaron a explorar el universo en detalle. Antes de ese momento, el ojo humano imponía tales restricciones a lo que se podía ver que todo lo que sabíamos de los cielos se limitaba a dos grandes cuerpos brillantes (Sol y Luna), numerosas luces tenues (las estrellas fijas y las novas poco frecuentes) y un intermedio grupo (los planetas y cometas ocasionales). Usando instrumentos como el cuadrante (para la posición) y el reloj de agua (para el tiempo), fue posible predecir los movimientos de todos esos cuerpos. Y fue la predicción, no la comprensión, lo que impulsó la observación utilizando solo el ojo humano.
Finalmente, fue el telescopio el que descubrió, en lugar de medir, la fuerza impulsora detrás de la ciencia de la astronomía. Sin el telescopio, el Universo sería un lugar mucho más pequeño y poblado por muchas, muchas menos cosas. Tenga en cuenta que a 2,3 millones de años luz, el objeto celeste más distante visible sin ayuda, la Gran Galaxia de Andrómeda, nunca podría haber sido llamado así. De hecho, es posible que ni siquiera haya recibido su nombre anterior: The Great Nebulosa en Andromeda Primero observado en el texto del siglo 10 "Libro de estrellas fijas", Abd-al-Rahman Al Sufi, de ojos agudos, describió la Gran Galaxia como "una pequeña nube". Y eso, sin el telescopio, es todo lo que hubiéramos visto de esto:
Gracias al telescopio, ahora sabemos mucho más sobre el Sol, la Luna, los planetas, los cometas y las estrellas que simplemente dónde se pueden encontrar en el cielo. Entendemos que nuestro Sol es una estrella cercana y que nuestra Tierra, los planetas y esos "heraldos de la perdición", los cometas, son parte de un sistema solar. Hemos detectado otros sistemas estelares más allá del nuestro. Sabemos que vivimos en una galaxia que, desde una distancia de dos millones de años luz, se parecería mucho a M31 -1. Hemos determinado que de aquí a varios miles de millones de años, nuestra galaxia y M31 adoptarán brazos espirales. Y reconocemos que el Universo es extraordinario en su inmensidad, diversidad, belleza y armonía de interconexión.
Sabemos todo esto porque poseemos el telescopio, e instrumentos similares, que pueden sondear las profundidades del cosmos a través de numerosas octavas de vibración espectral.
Pero todo comienza con el ojo humano ...
El funcionamiento del ojo humano se basa en tres de las cuatro propiedades principales de la luz. La luz puede ser refractada, reflejada, difractada o absorbida. La luz entra al ojo como haces paralelos desde la distancia. Debido a que tiene una apertura limitada, el ojo solo puede recoger una proporción muy pequeña de los rayos que provienen de cualquier cosa. Esa área de recolección, aproximadamente 38 milímetros cuadrados (totalmente dilatada y adaptada a la oscuridad), permite que el ojo vea normalmente las estrellas hasta aproximadamente una magnitud 6. Los astrónomos antiguos, libres de los efectos de las fuentes modernas de iluminación atmosférica (contaminación lumínica), pudieron para catalogar alrededor de 6000 estrellas individuales (con una pizca de otros objetos). Los más débiles se clasificaron de "sexta magnitud", y los más brillantes de los "primeros".
Pero el ojo también está limitado por el principio de difracción. Este principio nos impide ver detalles extremadamente finos. Debido a que el ojo tiene una apertura limitada, los haces de luz paralelos comienzan a “extenderse” o propagarse después de ingresar al iris. Tal difusión significa que, a pesar del uso de la refracción para enfocar, los fotones solo pueden estar tan juntos. Por esta razón, existe un límite final para la cantidad de detalles que puede verse en cualquier apertura, y eso incluye el ojo mismo.
El ojo, por supuesto, explota el principio de refracción para organizar haces de luz. Los fotones entran en la córnea, se doblan y pasan a la lente detrás de ella. (La córnea hace la mayor parte del enfoque y deja aproximadamente un tercio hasta la lente). La lente en sí misma ajusta los ángulos de los rayos para llevar las cosas, cerca o lejos, para enfocar. Lo hace cambiando el radio de curvatura. De esta manera, los rayos paralelos desde una distancia o los rayos divergentes de cerca pueden proyectar una imagen en la retina donde las neuronas diminutas convierten la energía de la luz en señales para la interpretación del cerebro. Y es el cerebro, principalmente los lóbulos occipitales en la parte posterior de la cabeza, que realiza el "procesamiento de imágenes" necesario para dar coherencia a ese flujo constante de señales neuronales que llegan desde el ojo.
Para detectar la luz, la retina emplea el principio de absorción. Los fotones hacen que las neuronas sensoriales se despolaricen. La despolarización proyecta señales quimioeléctricas de axones a dendritas más profundas en el cerebro. Las neuronas retinianas pueden tener forma de bastón o cónicas. Las varillas detectan la luz de cualquier color y son más sensibles a la luz que los conos. Los conos solo detectan colores específicos y se encuentran en mayor concentración a lo largo del eje principal del ojo. Mientras tanto, las barras dominan fuera del eje. El ojo evitado puede ver estrellas aproximadamente dos veces y media más débiles que las que se mantienen directamente.
Más allá de la aversión, las señales neuronales que pasan desde la retina (a través de quiasma óptico) primero son procesados por colículo superior. El colículo nos da nuestra respuesta visual de "retroceso", pero lo más importante, filtra menos el campo visual que los lóbulos occipitales. Debido a esto, el colículo puede detectar fuentes de luz incluso más débiles, pero solo cuando está en movimiento aparente. Por lo tanto, el observador perspicaz puede detectar estrellas débiles, y objetos débilmente brillantes, unas 4 veces más débiles que las que se ven a través de la visualización ordinaria "directa". (Esto se hace deslizando el ojo por el cielo nocturno, o por el campo de visión del telescopio).
Además de la aversión y el movimiento ocular, los ojos aumentan la sensibilidad al adaptarse a condiciones de poca luz. Esto se hace de dos maneras: Primero, los músculos finos retraen el iris (ubicado entre la córnea y el cristalino) para admitir la mayor cantidad de luz posible. En segundo lugar, aproximadamente 30 minutos después de la exposición a la oscuridad, el "púrpura visual" (rodopsina) en las varillas de la retina adquiere un color rojo rosado transmisivo. Este cambio aumenta la sensibilidad de las barras hasta el punto donde incluso un solo fotón de luz visible puede ser detectado
Además de las limitaciones impuestas por la difracción, existe un segundo límite natural para la cantidad de detalles que puede ver el ojo. Las neuronas se pueden hacer tan pequeñas y ubicadas tan juntas. Mientras tanto, a unos 25 mm de distancia focal, el ojo solo puede ver "1x". Agregue esto al hecho de que la mayor apertura lograda por el ojo (la pupila de entrada) es de 7 mm y los ojos humanos se convierten en el equivalente efectivo de un par de binoculares de "1x7 mm".
Todos estos factores limitan el ojo, incluso en las mejores condiciones de observación (como el vacío del espacio), para ver estrellas (usando visión directa) de la octava magnitud (1500 veces más tenue que las estrellas más brillantes) y resolver pares cercanos a aproximadamente 2 arcos -minutos de separación angular (1/15 del tamaño aparente de la Luna).
La astronomía observacional comienza con los ojos. Pero la nueva instrumentación evolucionó porque algunos ojos tienen dificultad para enfocar la luz. Debido a la miopía y la hipermetropía humanas, las primeras lentes de anteojos fueron puestas al suelo. Y fue solo una cuestión de experimentación antes de que alguien combinara una lente de cada tipo para formar el primer telescopio o "instrumento de visión larga".
Los astrónomos de hoy en día pueden aumentar la capacidad del ojo humano hasta el punto en que casi podemos mirar hacia el comienzo del tiempo mismo. Esto se realiza mediante el uso de principios químicos y de estado sólido incorporados en la fotografía y los dispositivos acoplados a carga (CCD). Dichas herramientas pueden acumular fotones de una manera que el ojo no puede. Como resultado de estas "ayudas visuales", hemos descubierto cosas que antes no se habían imaginado sobre el universo. Muchos de estos descubrimientos eran desconocidos para nosotros, incluso tan recientemente como el comienzo de la era de los Grandes Observatorios (principios del siglo XX). La astronomía actual ha ampliado el rango de visión cósmica a través de numerosas bandas del espectro electromagnético, desde la radio hasta los rayos X. Pero hacemos mucho más que simplemente encontrar cosas y medir posiciones. Buscamos comprender más que la luz, pero también la comprensión ...
Los astrónomos aficionados de hoy, como el autor, utilizan telescopios producidos a mano y en masa de todas partes del mundo para mirar miles de millones de años luz en las profundidades del Universo.-2 Este tipo de visión a largo plazo es posible porque el ojo y el telescopio pueden trabajar juntos para recoger "más y más luz" desde lo alto.
¿Hasta dónde puedes ver?
-1Según la NASA, la galaxia de la Vía Láctea se parecería mucho a la espiral barrada distante M83 de 15.3 MLY que se encuentra en la constelación Hydra (como se ve a la derecha). Un ser humano en el espacio sería capaz de sostener la porción central brillante de esta galaxia de magnitud 8.3 como una "estrella difusa" utilizando la visión evitada. M83 se puede encontrar fácilmente utilizando binoculares de baja potencia de la Tierra.
-2Con una magnitud visual variable de 12.8, el quasar 3C273 a 2.000 millones de años luz de distancia puede ser sostenido directamente por el ojo humano cuando se aumenta con un telescopio de apertura de seis pulgadas / 150 mm a 150x a través de cielos nocturnos de 5.5 grados de magnitud límite sin ayuda y 7 / 10p viendo estabilidad. Un par de binoculares de 10x50 mm revelarían 3C273 como una tenue estrella de la órbita terrestre.
Inspirado en la obra maestra de principios de 1900: "El cielo a través de los telescopios de tres, cuatro y cinco pulgadas", Jeff comenzó a trabajar en astronomía y ciencia espacial a la edad de siete años. Actualmente dedica un tiempo considerable a mantener el sitio web Astro.Geekjoy.
