Почему звезды не видны с высоты 30 000 футов над уровнем моря с самолета?
«Не вмешивайтесь в частичные проблемы, но всегда стремитесь туда, где есть свободный взгляд на всю единую большую проблему, даже если этот взгляд все еще не ясен». - Людвиг Витгенштейн
В конце каждой недели я просматриваю все вопросы и предложения, которые я получаю, в поисках того, который будет нашим еженедельником Спросите Итанастолбец. Но на этой неделе я получил особую просьбу от моего друга из начальной школы в Йонкерсе, штат Нью-Йорк, где я вырос. После недавней поездки в Атланту Леана спросила следующее:
Итак, ясной ночью в Йонкерсе я вижу несколько звезд. В ясную ночь в Монро я вижу еще больше звезд. Почему я ничего не вижу, когда нахожусь в самолете высоко над облаками?? Я бы подумал, что это будет похоже на планетарий??? Нет?
Это довольно сложная задача! Давайте подумаем об этом.
Из сильно освещенного места (как и из большинства больших городов) видны только самые яркие звезды и планеты даже в ясную ночь. Чтобы звездный свет попал вам в глаза, он должен конкурировать со всеми другими источниками света вокруг. Такие города, как Нью-Йорк, Чикаго и Лос-Анджелес, настолько сильно загрязнены светом из-за явления, называемого свечением неба, что обычно ночью можно увидеть лишь несколько десятков звезд.
Этот тип светового загрязнения настолько силен, что даже не имеет значения, есть Луна на небе или нет!
Из пригорода или сельской местности, однако, это уже не так. Конечно, световое загрязнение все еще остается значительным, но количество звезд, которые вы можете увидеть, подскочит с менее сотни до примерно тысячи! Кроме того, самые яркие туманные объекты такие как Галактика Андромеды можно увидеть невооруженным глазом, если Луна не находится. Это впечатляющая разница, но не такая впечатляющая, как если бы вы нашли действительно темное место, откуда можно было бы смотреть на небо.
Количество видимых звезд колеблется где-то между 6 000 и 45 000, Млечный Путь становится отчетливо виден в безлунную ночь, а также видны разные цвета звезд.
Но даже в очень темных местах вдали от городов, без Луны и чрезмерного освещения, есть очертания. Если вы находитесь в действительно темном месте, вас ждет настоящее удовольствие.
Шкала Бортла - это то, как мы измеряем это, с выходом цвета в плоскости Млечного Пути и еще более редкими видами зодиакального света и Gegenschein - , который отражает солнечный свет от пыль в плоскости Солнечной системы - одним из самых зрелищных угощений.
Но даже при оптимально темном небе простое природное явление может испортить ваш вид на небо.
Я про облака, конечно. А если атмосфера очень турбулентная, то это может мешать и отличному небу.
Все эти факторы - световое загрязнение, облака и атмосферная турбулентность - влияют на то, что может видеть наблюдатель за небом. И если вы собираетесь использовать телескоп, эти три фактора повлияют на вас еще сильнее. Вот почему, если вы хотите получить лучшийвид на Вселенную с Земли, отправляйтесь в такие места.
Вы отправляетесь в место, где вы находитесь на большой высоте, над линией облаков и над большей частью атмосферы. Вы отправляетесь в место, далекое от больших городов или других источников светового загрязнения (например, ловли кальмаров), и где воздух в основном неподвижен.
Это действительно лучшее, что вы можете сделать, если не считать запуска вашего телескопа в космос.
Итак, имея все это в виду, вы можете подумать, что полет на самолете ночью на высоте около 30 000 футов (9 километров) над землей может быть идеальным местом, чтобы увидеть чудеса ночное небо.
Но если вы когда-нибудь выглядывали из иллюминатора самолета ночью, вы могли бы увидеть Луну или пару ярчайших планет (таких как Марс, Юпитер или Венера), но не более того. За исключением, конечно, любых земных огней внизу.
И это правда; вы можете легко убедиться в этом сами. Почему это?
Вы легко это поймете, если подумаете о том, что ночью находитесь в собственном доме. Если у вас внутри горит свет, а снаружи темно, кто что может видеть?
Находясь снаружи дома, кто-нибудь, заглянувший внутрь, может увидеть все, чем вы занимаетесь. Но если вы хотите увидеть, что происходит снаружи, вам нужно выключить свет внутри и выключить свет снаружи, не так ли?
Как правило, в том месте, куда вы смотрите, должно быть темнее откуда, чем в том месте, куда вы смотрите to, иначе вы ничего не сможете увидеть. С другой стороны, кто-то, заглянувший внутрь, может легко увидеть вас.
Так что там с самолетом?
Внутри всегда горит свет, и это сильно ограничивает то, что вы можете видеть снаружи! Хотите верьте, хотите нет, но это единственная причина, по которой вы не можете увидеть чудеса ночного неба из иллюминатора самолета.
Если вам удалось убедить их выключить все освещение в салоне - или вы перебрались в старый стиль, самолет 1940-х годов или ранее без внутреннего освещения - вы могли бы иметь ночной вид неба, сродни следующему.
На самом деле, в первые дни полетов крылатых самолетов тяжелее воздуха пилоты носили с собой секстанты и фактически ориентировались по звездам, как это делали моряки в предыдущие дни. GPS! Вот удивительное фото штурмана, считывающего секстант со старого самолета Королевских ВВС Великобритании, датируемого 1940 годом.
Если бы не огни самого самолета, вы могли бы, по сути, иметь одно из лучших небес, доступных людям. На самом деле, астрономы очень хорошо знают этот факт, и у нас на самом деле есть установленный на самолете телескоп, на котором летает НАСА: SOFIA!
Так что, если вы хотите увидеть звезды из иллюминатора самолета, просто скажите им выключить свет в салоне, и Вселенная ваша!
Спасибо за отличный вопрос, Леана, и я надеюсь, что вам всем понравился «Спросите Итана» на этой неделе. Если у вас есть вопрос или предложение, которое вы хотели бы отправить, вы можете сделать это здесь, и кто знает? В выпуске на следующей неделе вы, возможно, будете представлены!
Выскажите свое мнение на форуме Starts With A Bang в Scienceblogs!