Світло поширюється лише одним шляхом: по прямій лінії. Але шлях, який він проходить від точки А до точки Б, завжди має хвилеподібну форму, причому світло з вищою енергією поширюється з меншою довжиною хвилі. Фотони, які є крихітними частинками енергії, подорожують Всесвітом з моменту їх першого вибуху внаслідок Великого вибуху . Вони завжди подорожують крізь космічний вакуум зі швидкістю 286 400 миль на секунду — швидкість світла, — що швидше за будь-що інше.
Шкода, що неозброєним оком ми можемо побачити лише близько 0,0035 відсотка світла у Всесвіті. Люди можуть сприймати лише крихітну ділянку електромагнітного спектру: довжини хвиль приблизно від 380 до 750 нанометрів. Це те, що ми називаємо видимою частиною електромагнітного спектру. На Всесвіт може бути чудово дивитися в цьому діапазоні, але наше бачення пропускає широкі діапазони довжин хвиль, які або коротші, або довші за цей обмежений діапазон. По обидва боки від видимої смуги лежать докази міжзоряних газових хмар, найгарячіших зірок у Всесвіті, газових хмар між галактиками, газу, який спрямовується в чорні діри, і багато іншого.
На щастя, телескопи дозволяють нам побачити те, що інакше залишилося б прихованим. Щоб сприймати газові хмари між зірками та галактиками, ми використовуємо детектори, які можуть вловлювати інфрачервоні хвилі. Для надгарячих зірок потрібні прилади, які бачать короткі ультрафіолетові хвилі. Щоб побачити газові хмари між галактиками, нам потрібні рентгенівські детектори.
Понад 60 років ми використовуємо телескопи, призначені для виявлення невидимих частин космосу. Оскільки земна атмосфера поглинає більшість довжин хвиль світла, багато наших телескопів повинні спостерігати за космосом з орбіти або з космосу.
Ось короткий знімок того, як ми використовуємо спеціалізовані детектори, щоб досліджувати, як світло подорожує у Всесвіті.
Інфрачервоні хвилі
Ми не бачимо інфрачервоних хвиль, але можемо відчувати їх як тепло. Такий чутливий детектор, як космічний телескоп Джеймса Вебба, може розпізнати цю теплову енергію з різних куточків Всесвіту. Але ми використовуємо інфрачервоне випромінювання й у більш приземлені способи. Наприклад, пристрої дистанційного керування надсилають інфрачервоні сигнали з діапазоном хвилі приблизно 940 нанометрів на ваш телевізор чи стереосистему. Ці хвилі тепла також виходять з інкубаторів, щоб допомогти вилупитися пташеняті або зігріти домашню рептилію. Як тепла істота, ви також випромінюєте інфрачервоні хвилі; Людина, яка користується окулярами нічного бачення, може бачити вас, оскільки окуляри перетворюють інфрачервону енергію в оптичну енергію хибного кольору, яку сприймають ваші очі. Інфрачервоні телескопи дозволяють нам побачити космічний простір подібним чином.
Астрономи почали перші дослідження неба за допомогою інфрачервоних телескопів у 1960-1970-х роках. Вебб , запущений у 2021 році, використовує переваги інфрачервоного спектру для дослідження найглибших регіонів Всесвіту. Вебб обертається навколо сонця на дійсно холодному просторі — приблизно в одному мільйоні миль від Землі — і має три інфрачервоні детектори, здатні дивитися далі в часі, ніж будь-який інший телескоп досі.