a tudományban, kultúrában, művészetben, oktatásban, egészségügyben, a kommunikáció és az energia területén – való kiemelkedő szerepére. Ezt a napot minden év május 16-án ünnepeljük, a lézer első sikeres működésének évfordulóján.
Egy kis visszatekintés
2015-ben az Európai Fizikai Társulat kezdeményezésére, az UNESCO és az ENSZ támogatásával ünnepeltük meg a fény nemzetközi évét. Ebben az évben több, a fénnyel kapcsolatos évforduló is volt, megemlékezve a kozmikus háttérsugárzás felfedezésének 50., illetve Albert Einstein általános relativitáselmélete megalkotásának 100. évfordulójáról. A nemzetközi év alprogramjaként a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) a kozmikus fény évét hirdette meg. A kezdeményezés célja az volt, hogy felhívja a figyelmet a fény életünkben betöltött kulcsszerepére, valamint a fénnyel kapcsolatos technológiák jelentőségére. Ezt követően az UNESCO közgyűlésének 39. ülésszakán úgy döntöttek, hogy 2018. május 16-tól minden évben megünnepeljük a fény nemzetközi napját.
A dátumválasztás nem véletlen: 1960. május 16-án sikerült először működésbe hozni a lézert – egy fényalapú technológiát – Theodore Maiman amerikai fizikus és mérnök vezetésével. A lézer jó példa arra, hogy egy tudományos felfedezés számottevő előnyökkel járhat a társadalom számára a kommunikáció, az egészségügy és az élet számos más területén.
Az esemény célja
A nemzetközi nap ünneplése egyben globális felhívás a tudományos együttműködés megerősítésére, a benne rejlő lehetőségek megragadására és a fenntartható fejlődés elősegítésére. Az esemény lehetőséget ad arra, hogy a társadalom különböző szektorai világszerte részt vegyenek olyan tevékenységekben, amelyek bemutatják, miként segítheti a tudomány, a technológia, a művészet és a kultúra a fejlődést.
A fény a tudományban
A csillagászok a fényt és a különböző hullámhosszakat vagy színeket, amelyekben a fénysugárzás terjed, arra használják, hogy feltárják a világegyetem rejtélyeit. Az emberi szem a körülöttünk lévő tárgyak által kibocsátott sugárzásnak csak egy kis részét látja: ezt nevezzük „látható fénynek”. A sugárzás teljes skáláját pedig elektromágneses színkép (spektrum) néven ismerjük.
Mivel csak a spektrum optikai tartományát látjuk, lemaradunk a más hullámhosszú sugárzások által közvetített információkról. Vannak olyan élőlények, amelyek látják a spektrum olyan részét, amelyre mi képtelenek vagyunk: egyes hal- vagy kígyófajták például látják az infravörös sugárzást, amely segít nekik megtalálni a zsákmányt a zavaros vízben vagy a sötétben. A pillangók és bizonyos madárfajok pedig képesek érzékelni az ultraibolya fényt.
Sok kozmikus objektumot csak infravörös fényben láthatunk. A távcsöveket, illetve az azokra szerelt detektorokat úgy tervezték, hogy a spektrum különböző részeit rögzítsék, tehát ne csak az emberi szem által látható fényt lehessen érzékelni. A Hubble-űrteleszkóp például a látható fény mellett az infravörös és az ultraibolya színképtartomány egy részét is képes érzékelni. A James Webb űrtávcső (JWST) pedig alacsonyabb frekvenciákat ragad meg, ezáltal nagy vöröseltolódású objektumokat is képes látni, amelyek a Hubble-nek már túl távol vannak.
A látható fény hullámhossztartományában a sugárzás útjába kerülő részecskék szórják vagy el is nyelik a fényt, megakadályozva annak továbbhaladását. Az infravörös tartományban a hullámhossza jóval hosszabbak, és a sugárzás nagyobb valószínűséggel halad át a részecskék között. Az űrben ez lehetővé teszi, hogy ez a fény a por legsűrűbb régióit kivéve mindenütt áthatoljon. Az infravörös fényt vizsgálva tehát tulajdonképpen a kozmikus gáz- és porfelhőkön keresztül észlelhetjük a mögöttük és bennük lévő objektumokat.
Egy példa:
A látható fényben készült képen a Lagúna-köd egy szinte áthatolhatatlan gáz- és porfelhő. A közepében viszont a Napnál 200.000-szer fényesebb csillag lapul, amelynek sugárzása formálja a ködöt maga körül. Az infravörös fény áthatol a ködön, és felfedi ezt a Herschel 36 néven ismert csillagot és minden mást, ami a ködbe burkolózik.
Ha fényről van szó, fontos megemlíteni még két jelenséget. Az egyik a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás, amely az egész világegyetemet kitöltő elektromágneses sugárzás. Az ősrobbanás után kb. 380.000 évvel az atommagok és elektronok összeálltak atomokká, és így a fotonok számára a világegyetem áthatolhatóvá és átláthatóvá vált. Ez a sugárzás bizonyítja az ősrobbanás voltát, amely ebből az időből származik, de az Univerzum tágulása miatt hőmérséklete fokozatosan lecsökkent.
A másik jelenség a gravitációs fényelhajlás: a nagy tömegű égitestek (pl. galaxisok) kozmikus távcsőként is használhatók. A gravitációs lencsézés során egy közelebbi objektum a tömege hatására eltéríti egy távoli forrásból érkező fényt, miközben az a megfigyelő felé halad. A téridő görbülete miatt egy pontba fókuszálódik a távoli objektum fénye, mert a látóirányba eső közelebbi égitest úgy viselkedik, akárcsak egy távcső lencséje. A fókuszálást végző objektum (egy csillag, galaxis vagy azok halmaza) a mögötte levő távoli objektum képét felnagyítja, és fényét felerősíti. Ezt a gravitációslencse-hatást Einstein általános relativitáselmélete írja le.
A fenti fotón egy ikerkvazárt láthatunk, amely 8,7 milliárd fényévre található tőlünk. Fényét egy köztünk és közte (tőlünk kb. 4 milliárd fényévre) lévő nagy tömegű galaxis, az YGKOW G1 eltéríti. Ennek hatására a kvazár képe kettéoszlik, így úgy tűnik, mintha egy kettőscsillagot látnánk.
A fény szerepe a különböző kultúrákban
A fény mindig is központi szerepet játszott a különböző kultúrák hiedelemvilágában és ünnepeiben is. Alább láthatunk néhány kiemelt példát:
- Az ókori egyiptomi kultúrában Rá a fény, a teremtés istene volt, aki nappal az égen hajózik, éjszaka pedig az alvilágon halad keresztül. Más kultúrákban is jelen vannak a fényességgel kapcsolatba hozható istenek (pl. Héliosz, Apollón a görögöknél).
- Diváli – a fény ünnepe (India, hinduizmus): a hindu vallás egyik legjelentősebb ünnepe. Jelentése: „a fények sora” – a jó győzelme a gonosz felett.
- Hanuka – a fények ünnepe (judaizmus) – a zsidó nép legismertebb ünnepe. A jeruzsálemi második templom újraszentelésének emlékére jött létre, melynek szimbóluma a kilenc ágú gyertyatartó. Üzenete a hit, kitartás, a világosság keresése.
- Tavaszi lámpás fesztivál (Kína): a kínai holdújévhez kapcsolódó esemény, telihold idején tartják. Jellegzetes szimbólumai a lótuszlámpák és a kívánságlámpások.
A fény a legtöbb kultúrában az élet, remény, tudás és megújulás szimbóluma.
A fény a művészetekben
A festészetben a fény-árnyék játéka (chiaroscuro) a látvány és a mélység eszköze – a festészet egyik alappillére. A fontos, hangsúlyos részletek kiemelésére is alkalmazták. A világos és sötét közötti erős, az egész kompozíciót érintő kontrasztok alkalmazása. A módszer a reneszánsz idejéből származik, de leginkább a barokk művészethez kötődik. Olyan híres alkotók alkalmazták ezt a technikát, mint Leonardo da Vinci, Caravaggio, Rembrandt, Vermeer, Goya és Georges de la Tour.
Ezenkívül a fotózásban is nagy szerepe van a fénynek, ugyanis ez a technika a fény leképezése, ahogy a fényképezés nevében is benne van: a kompozíció, a hangulat, a történet mind a fény kreatív használatán alapul. A fény több mint fizikai jelenség. A fény nemcsak a tudomány eszköze, hanem egy közös nyelv a tudomány és a művészetek, a hit és a kultúra, a múlt és a jövő között. Érdemes emlékeznünk rá, hogy a fény maga is híd lehet – a megértés és a nyitottság felé.
A borítón A Hubble-űrtávcső által készített fotót látjuk a Hercules A nevű rádióforrásról a rádiósugárzás tartományában (forrás: https://science.nasa.gov/mission/hubble/science/science-behind-the-discoveries/wavelengths/).
Szerző: Diószegi Orsolya Enikő, Tudományos újságíró