Почему мы видим звёзды остроконечными?

Если вы попросите кого-то нарисовать звезду, то скорее всего, он нарисует что-то такое, или такое, или такое.

[Иллюстрация: Нарисованные звёзды с острыми концами]

Даже не обращая внимание на радугу, эти изображения не кажутся научными. Мы же знаем, что звёзды — это огромные горячие шары плазмы, и они настолько далеки от нас, что выглядят практически как точки. Так почему же мы рисуем звёзды остроконечными?

Ответ невероятно простой — мы видим звёзды остроконечными. Присмотритесь, когда в следующий раз будете на улице в тёмную ночь или просто посмотрите на точку. Это лучше работает, если развернуть видео на весь экран, закрыть один глаз и расслабить другой, как будто смотрите на что-то вдалеке. Вы должны будете увидеть остроконечную звезду.

[Иллюстрация: Присмотритесь к точке]

На самом деле, не только люди видят остроконечные звёзды, некоторые телескопы тоже видят их так.

[Иллюстрация: Как видят звёзды некоторые телескопы]

А всё потому, что свет — это волна. Когда свет от удалённого источника проходит сквозь прорез или вокруг чего-то, его волны искажаются и смешиваются, так что на свете остаётся отпечаток этого прореза или объекта.

Прямая линия, будь она прорезом, через который проходит свет, или палочкой, блокирующей свет, оставляет свой отпечаток, растягивая свет в перпендикулярную серию чёрточек.

[Иллюстрация: Дифракционный рисунок он палочки или прямого прореза]

Примерно это вы видите, когда щуритесь.

[Иллюстрация: Дифракция, которую мы можем наблюдать, когда щуримся]

Крест создаёт крестообразную серию чёрточек.

[Иллюстрация: Серия чёрточек, создаваемая дифракией при прохождении света через крестообразное отверстие]

Круг создаёт концентрические кольца.

[Иллюстрация: Концентрические круги от прохождения света через круглое отверстие]

Квадрат создаёт что-то вроде четырёхконечной звезды из чёрточек.

[Иллюстрация: Дифракционный рисунок, получаемый от квадратного отверстия]

Шестиугольник — шестиугольную звезду.

[Иллюстрация: Похожий на шестиугольную звезду дифракционный рисунок от шестиугольного отверстия]

И знаменитый опыт Юнга создаёт серию чёрточек с чёрточками.

[Иллюстрация: Дифракционный рисунок в опыте Томаса Юнга]

Но мой любимый дифракционный узор — это создаваемый мозаикой Пенроуза — он просто великолепен.

[Иллюстрация: Дифракционный узор, создаваемый прохождением света через мозаику Пенроуза]

Не так уж часто увидишь отверстия в форме мозаики Пенроуза.

[Иллюстрация: Витраж в форме мозаики Пенроуза]

Но смысл всех этих узоров в том, что они являются результатом прохождения луча света сквозь какое-то отверстие или вокруг определённого объекта. Например, у космического телескопа «Хаббл» есть четыре стойки, на которых держится его меньшее второстепенное зеркало, и их отпечаток делает звёзды четырёхконечными на его фотографиях.

[Иллюстрация: Стойки для крепежа второстепенного зеркала телескопа «Хаббл»]

[Иллюстрация: Дифракционный узор телескопа «Хаббл», формирующийся стойками второстепенного зеркала]

[Иллюстрация: Четырёхконечные звёзды на фотографиях телескопа «Хаббл»]

Готов поспорить, что вы можете определить форму диафрагмы фотоаппарата, сделавшего эти фотографии.

[Иллюстрация: Фотографии, по которым можно определить форму диафрагмы фотоаппарата]

Похожим образом, хрусталики наших глаз имеют маленькие структурные несовершенства под названием «линии шва» на местах, где сходятся ткани, из которых состоит хрусталик. Эти несовершенства оставляют свой уникальный отпечаток на проходящем мимо свете, что подтвердили исследователи, посветив лазером в глаза людей.

[Иллюстрация: Учёные посветили лазером в глаза людей]

И даже если звёзды сами по себе — просто маленькие круглые точки, к моменту, когда их свет достигнет нашей сетчатки, он будет размазан в звездообразную форму. И каждый глаз на земле будет видеть её немного другой, в зависимости от структуры хрусталика. Они будут разные даже у вашего правого и левого глаза. Как ни странно, но каждый глаз будет видеть звёзды только одной формы, так что даже если с научной точки зрения приемлемо рисовать звёзды так, вам всё равно стоит позаботиться о том, чтобы все они были одинаковой формы.

[Иллюстрация: Правильное и неправильное рисование нескольких звёзд]

И ещё одно — дифракция больше растягивает длинные волны красного спектра, чем короткие синего.

[Иллюстрация: Схема разложения света по цветам при дифрации]

Лучи этих звёзд, на самом деле — маленькие радуги с красным цветом по концам и синим ближе к центру, что опять же вы можете увидеть на фотографиях «Хаббла» или, если вы ещё сильнее присмотритесь к точке света.

[Иллюстрация: Фотографии «Хаббла», где видны радуги вокруг звёзд]

Так что, как бы дико это не звучало, окрашивать звёзды в цвета радуги — очень точно с научной точки зрения, как минимум, пока цвета идут в правильном порядке.

Спасибо всем зрителям, поддержавшим мою кампанию по сбору средств. Благодаря вам, этот канал продолжает существовать.

[Это транскрипт перевода, ниже оригинальный ролик:]

[Why are Stars Star-Shaped?]

 

Другие интересные транскрипты