Stjarnfræðileg þrívíddarsýn

Nú gæti einhver haldið að ég sé endanlega orðinn stjörnuvitlaus og kannski með réttu en það sem ég ætla að taka fyrir núna er þrívíddarskynjun í æðra veldi og hefur að gera með takmarkanir okkar til að skynja órafjarlægðir himingeimsins þrívídd. Ég hef áður komið inn á það hvernig við notum okkar tvö augu til að skynja rými og fjarlægðir þegar um ræða okkar nánasta umhverfi en það byggist á því að augun okkar tvö sjá ekki umhverfið frá alveg sjónarhorni (sjá hér og hér). Sú misvísun hjálpar okkur einmitt til að sjá heiminn í þrívídd. En vegna þess að augun eru ekki fjær hvort öðru en raunin er þá dugar þessi þrívíddarskynjun skammt þegar fjarlægðir mælast í hundruðum metra hvað þá kílómetrum svo ekki sé talað um óravíddir geimsins.
Að vísu höfum við önnur ráð til að skynja mismunandi fjarlægðir eins og bara það að fjarlægir hlutir smækka fyrir augum okkar eftir því sem þeir eru fjarlægari eins og reglur um fjarvídd (perspective) segja til um og fjöll hverfa í blámóðu fjarskans í opnu landslagi (atmosphere perspective). En þegar við horfum til stjörnubjarts himins þá bregðast öll ráð til fjarlægðarskynjunar og við getum með engu móti skynjað hvaða stjörnur eru næstar okkur og hverjar fjarlægastar - þær sýnast ósköp einfaldlega vera jafn farlægar og gætu þess vegna allt eins verið göt á himnafestingunni eins og menn héldu í gamla daga.

Hvað þarf til að skynja fjarlægðina til tunglsins?
Tunglið er í um 400.000 kílómetra fjarlægð frá jörðu og þótt það sé miklu nær okkur en stjörnurnar eigum við ekki gott með að greina þann mun en til þess þyrfti bilið á milli augnanna okkar að vera miklu meira. 1% af fjarlægðinni til tunglsins ætti þó að duga eða um 4.000 kílómetrar sem er álíka og vegalengdin til Spánar. Ef svo óskaplegt bil væri á milli augnanna væri komin nægur mismunur á sjónarhorni augnanna til tunglsins og stjarnanna í baksýn að við gætum skynjað að tunglið er miklu nær okkur en stjörnurnar, sem sæjust þó áfram í einum fleti. 

Þessu hef ég hér reynt að líkja eftir með myndunum tveimur hér að ofan, en til að skynja fjarvíddina þarf maður að beita þeirri brellu að sjá myndirnar tvöfalt með því að gera sig rangeygan og láta myndirnar falla saman þannig að þrjár myndir sjást í stað fjögurra en þrívíddaráhrifin birtast þá í miðmyndinni A+B. Þetta eiga allir að geta gert með smá þolinmæði nema þeir sem eru verulega sjónskertir eða blindir á öðru auga. (Ef einhver skynjar þetta samt ekki verður bara að hafa það)

Hvað með stjörnurnar?
Ef við ætlum að skynja stjörnuhimininn í þrívídd þurfum við miklu meira bil á milli augnanna en sem nemur þvermáli jarðar. Ef við hugsum bara um reikistjörnurnar til að byrja með þá mælast fjarlægðir til þeirra í tugum og hundruð milljónum kílómetra og til að skynja reikistjörnurnar í þrívídd má mæla með augnamillibili sem er á við sporbaug tunglsins um jörðina að stærð fyrir nálægustu reikistjörnurnar en talsvert meira fyrir þær fjarlægari. 

Ef hugsum svo enn lengra, eða til þess aragrúa af fastastjörnum sem er á himninum þá er nálægasta fastastjarnan dvergstirnið Proxima Century í 4,2ljósára fjarlægð en annars eru fáar fastastjörnur í innan við 10ljósára fjarlægð. Við förum því ekki að skynja fastastjörnurnar í þrívídd fyrr en við bilið á milli augnanna er komið í vegalengdir sem mælast sem hlutar ljósárs. 1/10 af ljósári ætti t.d. að duga ágætlega fyrir nálægustu stjörnurnar eða um 946.052.840.488 kílómetrar á milli augna.

Eins og með tunglmyndina er hægt að sjá þessa stjörnumynd í þrívídd ef sömu sjónhverfingum er beitt. Ég tek þó fram að þetta eru engar ákveðnar stjörnur heldur teiknaði ég þetta upp til að gefa dálitla hugmynd um það sem við förum á mis í þrívíddarskynjun okkar á stjörnunum.

Athugasemdir

[Stjörnufræðivefurinn (www.stjornufraedi.is), 18.2.2009 kl. 22:56]

Skemmtilegur pistill. Fjarlægðarmælingar eru einmitt helsta hugarangur stjörnufræðinnar. Nýtt gervitungl (Hipparcos) mælir nú staðsetningu fastastjarnanna á mjög nákvæman hátt og getur því ákvarðað fjarlægðina til ýmsa stjarna með því að taka myndir þegar jörðin er sitt hvorum megin við sólina (þ.e. með hálfsárs millibili). Það er ágætis fjarlægð milli "augna". Annars veit ég að Snævarr Guðmunds eyddi miklu púðri í að reyna að finna fyrirbæri í Vetrarbrautinni sem gætu gefið betri rúmskynjun. Veit ekki að hverju hann komst þar.

Takk fyrir fróðleikinn Emil!

[Ásgeir Kristinn Lárusson, 19.2.2009 kl. 12:45]

Mig verkjaði í augun við þessa lesningu - en takk fyrir mig.

[Emil Hannes Valgeirsson, 19.2.2009 kl. 13:24]

Mig rámar í að hafa heyrt um þessa aðferð að mæla fjarlægðir til fastastjarna með því að nýta sporbaug jarðar með hálfs árs millibili, en það krefst sjálfsagt öflugra mælitækja en munurinn á sjónarhorninu er samt örugglega allt of lítill til að greina með berum augum.

Það er ekki mikið mál að útbúa svona þrívíddarstjörnumyndir með „layers“ í photoshop, bara að hliðra aðeins því sem á að skjótast fram, en svo er spurning hversu margir nenni að leggja það á sig að sjá þrívíddina.