Svar:
Ögat har störst känslighet i gulgrönt ljus. Det är riktigt som du säger,
är det gröna ljuset i fokus på näthinnan, är fokus för blått ljus framför,
och rött ljus bakom näthinnan. Det konstiga är att vi inte märker det.
Hade vi en sådan kameralins, skulle den ge jättedåliga bilder. Hjärnan
kompenserar detta färgfel på ett underbart
sätt. Det vi ser är inte den bild som faller på näthinnan.
Informationen därifrån är i högsta grad bearbetad.
/KS 2001-03-19

Svar:
Närsynthet: Ögat är för "långt", så att bilden hamnar framför näthinnan, se nedanstående bild. Med en negativ lins kan man få bilden att hamna på näthinnan. Se Närsynthet. Under NärsynthetNärsynthet_i_Kina
sägs att närsyntheten delvis kan orsakas av att ungdomar överanstränger ögat med inomhusaktiviteter. Se även MyopiaCauses. Som man brukar säga, "lagom är bäst".

Översynthet: Ögat är för "kort" och bilden hamnar bakom näthinnan. Med en positiv lins kan man få bilden att hamna på näthinnan. Översynthet är ofta kopplad till ålder - linsen blir med tiden mindre flexibel och kan inte fokusera på närliggande föremål. Se Översynthet.

Astigmatism: Ögat är "tilltryckt" så att brännvidden i vertikalled och horisontalled är olika. Detta kan också korrigeras. Se Astigmatism.

Vill du veta mera om glasögon, se glasögon och glasögon.

För mer information om brytningsfel och korrektion med laser, se nedanstående länkar.

/Peter E 2002-04-11

Svar:
Vintergatan är en stavspiralgalax som har en diameter på cirka 100 000 ljusår och är ungefär 12 000 ljusår tjock. Man räknar med att det finns 200-400 miljarder stjärnor i Vintergatan. En av stjärnorna är solen, som befinner sig närmare periferin, ungefär 28 000 ljusår från centrum. (Vintergatan)

Ja, vintergatan och andra galaxer har halos. Dessa består delvis av gamla stjärnor och delvis av gas/stoft. Ganska säkert finns där också s.k. mörk materia, vilket är materia som ger sig tillkänna med gravitationskraften men inte syns, se fråga 15411. Man vet inte vad mörk materia består av. Astronomy notes, Observationell Astrofysik, The Electronic Sky och The Remote Sensing Tutorial är bra föreläsningar/resurser. Spitzer Space Telescope har många fina bilder av galaxer och nebulosor, se t.ex. den fantastiska bilden på Orion-nebulosan under länk 1. Hubble Space Telescope, bilder är också en guldgruva.

Eftersom vi befinner oss inne i vintergatan (visserligen i utkanten, men ändå) kan vi inte fotografera den utifrån. Bilden nedan (från länk 2) är tagen med satelliten COBE i infrarött ljus och är nog det närmaste man kan komma. Ungefär så ser nog vintergatan ut sett från en avlägsen galax.

/Peter E 2006-11-27

Svar:
Upplösningen hos en lins med diametern d för våglängden l ges av

upplösning = 1.22l/d.

Om pupillens diameter är 2 mm blir upplösningen för våglängden 600 nm

1.2260010^-9/(210^-3) = 0.000366 =
0.000366180/p = 0.0210^o

eller

0.021060 = 1.26' (alltså c:a 1 bågminut).

Vi antar här att densiteten av sensorer i ögat inte är begränsande. Detta är sannolikt eftersom utvecklingen av synen bör ha styrts av en optimering av synskärpan. När ovanstående optiska begänsning nåtts var det ingen vinst att öka densiteten, så denna utveckling bör ha stoppat.

Om avståndet till TV-skärmen är 3 m motsvarar upplösningen

0.0003663000 = 1.098 mm (alltså c:a 1 mm).

Om skärmen är 40 cm hög får vi plats med 400/1 = 400 horisontella linjer. Det kan då tyckas att de 576 linjerna i vårt nuvarande PAL-system borde räcka (totalt sänds 625 linjer men mellanskillnaden används för text-TV). Nu är emellertid uppskattningen av ögats upplösningsförmåga ovan lite pessimistisk. Det är när man kan se två punkter klart separerade. Man kan emellertid se två punkter bättre än så, i själva verket ner till halva avståndet dvs 800 linjer.

De vanligaste HDTV-skärmarna har 720 eller 1080 horisontella linjer (se figuren nedan), och det anses att man på normalavstånd inte ser någon skillnad på dessa. Om man sitter närmare (för att få bättre "biokänsla") kan man naturligtvis tänkas behöva den högre upplösningen.

Påpekas bör även att alla HDTV-skärmar är digitala. Detta betyder i normalfallet en bättre bild, man slipper analog-TVs ränder, brus och spökbilder. Problemet är att när den digitala signalen störs så blir bilden pixlad eller faller bort helt. Nedanstående citat visar att upplösning inte är allt - den är inte ens viktigast:

According to the Imaging Science Foundation, a group that consults for home-theater maufacturers and trains professional video calibrators, the most important aspect of picture quality is contrast ratio, the second most important is color saturation, and the third is color accuracy. Resolution comes in a distant fourth, despite being easily the most-talked-about HDTV spec today.

Eftersom det finns många olika antal pixlar i olika skärmar är den algoritm (sätt att räkna) som används för att anpassa den utsända digitala signalen till skärmen mycket viktig. Det är alltså en mycket viktig parameter när man väljer HDTV.

Se länkarna nedan för mer information. Observera att man där talar om 480 linjer som normalfallet - det är det amerikanska NTSC-systemet.

/Peter E 2007-02-14

Svar:
Sara! Evolutionen (utvecklingsläran, se Darwins evolutionsteori)
brukar inte resultera i onödiga konstruktioner, så de flesta delar (se figuren nedan från Wikipedia) har säkert en mening.

Syn är, som man lätt kan förstå, mycket viktigt för ett djur. Synen är viktig både för att söka föda, för att söka en partner och för att upptäcka fiender. Synorgan har därför utvecklats helt oberoende på flera ställen i djurens släktträd. Det finns olika konstruktioner av synorgan t.ex. många fristående sensorer (facettögon som insekter har, se Compound_eye) och ett litet antal (oftast två) ögon bestående av lins och en ljuskänslig yta. Vi skall här bara behandla det mänskliga ögat.

Ljuset börjar sin färd vid föremålet vi tittar på. På sin väg till ögat kan det tänkas att ljuset träffar på en glasögonlins eller en kontaktlins, men i allmänhet är dessa ganska svaga så de påverkar inte stålgången så mycket. De tre viktigaste bitarna av ögat är regnbågshinnan som anpassar storleken på pupillöppningen till ljusnivån, linsen som bryter strålknippet (se fråga 14748) så att en bild av föremålet projiceras på näthinnan som innehåller ljuskänsliga sensorer. Linsen kan med hjälp av muskler fås att ändra form så att en skarp bild kan erhållas antingen på avlägsna och närbelägna föremål.

Sensorerna på näthinnan är av två slag. Stavarna är färgblinda men mycket känsliga, varför de är viktiga för mörkerseendet. Av tapparna finns det (hos icke-färgblinda) tre typer med olika våglängdskänslighet (rött, grönt och blått), se färg/färgseende. Via synnerven transporteras synintrycken till hjärnan som är mycket viktig för tolkningen.

Se vidare ögat, Eye och nedanstående länk.

/Peter E 2007-11-27

Svar:
Hej Erik och Johan! För det första är denna rörelse ganska komplicerat - man måste alltid ha klart för sig vad rörelsen är i förhållande till. Låt oss börja på jorden och se hur den rör sig och sedan gå succesivt utåt:

1. Jordens rotation kring sin axel
   
2. Jordens rörelse i en bana kring solen
   
3. Solens (och solsystemets) rörelse kring vintergatans centrum
   
4. Vintergatans rörelse i förhållande till den lokala gruppen av galaxer
   
5. Den lokala gruppens rörelse i förhållande till "universum" (den kosmiska bakgrundsstrålningen).
   

1 Om du står på norra halvklotet och tittar mot söder så rör sig alla himlakroppar (solen, månen, planeter, stjärnor) långsamt från öster mot väster (från vänster till höger). Detta orsakas av jordens rotation i motsatt riktning (jorden roterar från väster till öster). Jorden roterar ett varv på 24 timmar (nästan definitionsvis eftesom sekunden utspungligen definierades efter jordens rotation så att dygnet skulle innehålla 246060 = 86400 sekunder).

Vid ekvatorn motsvarar rotationen en hastighet av 0.5 km/s. Denna väst-östliga rotation är orsaken till att de flesta satelliter har banor från väster till öster - man vinner ju upp till 0.5 km/s (av erforderliga 8 km/s) om man skjuter upp satelliten i den riktningen.

2 Om vi kunde stå på solens "nordpol" skulle vi kunna se att jorden (den tredje, blå planeten i animeringen nedan) rör sig runt solen i en nästan cirkulär bana från höger till vänster (moturs). Hastigheten i banan är nära 30 km/s i förhållande till solen.

3 Solen går i en bana runt vintergatans centrum på ett avstånd av c:a 26000-28000 ljusår. Ett varv kring centrum tar 225-250 miljoner år med en hastighet av 220 km/s. Riktningen hos denna rörelse är mot stjärnbilden Herkules nära den ljusa stjärnan Vega. Se Milky_WaySun.27s_location_and_neighborhood för detaljer om denna rörelse.

4 I den lokala gruppen av galaxer rör sig vintergatan mot andromedagalaxen (M31) med en hastighet av 300 km/s. Trösten är att det tar mycket lång tid innan de kolliderar: Eftersom hastigheten är en tusendel av ljushastigheten och eftersom avståndet är 2.5 miljoner ljusår kommer det ta mer är 2 miljarder år innan M31 kolliderar med vintergatan.

5 Från studier av den kosmiska bakgrundsstrålningen kan man se att jorden, solen och vintergatan rör sig i förhållande till bakgrundsstrålningen med en hastighet av 552 km/s i riktning mot stjärnbilden Vattenormen (RA 10.5 h, Dekl -24^o) på södra stjärnhimlen. Bilden nedan (och den översta bilden i fråga [15347]) visar detta. Vi rör oss alltså från det röda området mot det blå. Om man så vill kan man definiera bakgrundsstrålningen som universum, så att rörelsen 552 km/s är en absolut hastighet i förhållande till universum.

Ja Erik, jag sa det var komplicerat! Jag hoppas du ändå fick ut något av svaret :-).

Se vidare Planetary Fact Sheets, Milky_Way och Andromeda_Galaxy för de olika rörelserna.

Kommentar till punkt 5


Framställningen i länk 1 (av Ethan Siegel, som är en pålitlig källa) är i stort set konsistent med ovanstående. Vad gäller rörelsen i punkt 5 ger länk 1 värdet 368 ± 2 km/s för solsystemets hastighet relativt den kosmiska bakgrundsstrålningen. Diskrepansen med ovanstående värde är antagligen att man i varierande mån tagit hänsyn till övriga rörelser som solens rörelse i vintergatan och vintergatans rörelse.

/Peter E 2010-01-07

Svar:
Intressant fråga - det går naturligtvis inte! Autofokus för kikare är bara en marknadsföringsploj, se länk 1. I själva verket är kikarna med autofokus konstruerade så att de fokuserar på oändligt avstånd och har stort skärpedjup. Till en del kan även ögats egna autofokusering korrigera för ändligt avstånd genom att ögonlinsen ändrar form.

För att åstadkomma riktigt autofokus behöver systemet ha en inbyggd detektor. I elektroniska kameror finns ju detta. Det finns flera sätt att åstadkomma autofokus. Det enklaste är att maximera kontrasten - gränslinjen mellan ljust och mörkt är skarpast om man har korrekt fokusering. En annan metod är att använda ultraljud eller infrarött ljus. Se vidare Autofocus och länk 2.
/Peter E 2013-09-12

Svar:
De flesta galaxer har spiralstruktur. Exakt hur spiralstrukturen uppkommer vet man inte. Man har emellertid gjort stora numeriska simuleringar med kraftfulla datorer, se länk 1, och fått fram spiralstruktur med helt rimliga antaganden. Bilden nedan är från länk 1. Såvitt jag kan se har man inte tagit hänsyn till mörk materia. Detta måste ses som en svaghet eftersom den mörka materian är helt dominerande i galaxer. Se fråga [12396].

Spiralarmarna är som tryckvågor, de uppstår genom att tätheten av stjärnor och gas är högre än i omgivande områden. Med högre gastryck ökar sannolikheten för att nya stjärnor skall bildas. Spiralarmarna rör sig alltså oberoende av stjärnornas rotation kring galaxcentrum. Det är som ett hinder på motorvägen: tätheten av bilar ökar nära hindret.

Se även Spiral_galaxyOrigin_of_the_spiral_structure och simuleringen av kolliderande galaxer i länk 2.

/Peter E 2015-01-29

Svar:
Jag antar du syftar på artiklarna om publicerade Gaia-data, se t.ex. länk 1.

Det är korrekt att det finns experimentellt stöd för att stjärnor bidats redan c:a 200 miljoner år efter Big Bang. Perioden mellan frikopplingen av kosmiska bakgrundsstrålningen och begynnande stjärnbildning brukar kallas Dark Ages, se Chronology_of_the_universeDark_Ages.

Det är data från mycket gamla stjärnor (Be-halt) och från klotformiga stjärnhopar (stjärnutvecklingsmodeller) som ger åldersbestämningar på upp till 13.6 miljarder år (jämfört med universums ålder 13.8 miljarder år). Det är alltså troligt att vintergatan är mycket gammal, men att den vid bildandet naturligtvis såg helt annorlunda ut.

Än så länge finns det lite ny fysik från data från Gaia (det är bara data från ett år av minst fem år), men det är ganska säkert att fortsatta observationer kommer att ge mycket ny kunskap om vintergatans struktur och utveckling.

Länk 2 och Galaxy_formation_and_evolution beskriver hur galaxer bildats och observationer som bestämmer åldern. Se även Milky_WayFormation.

För information om Gaia, se fråga [20027]. Bilden nedan (från http://sci.esa.int/gaia/) visar fördelningen av stjärnor sett från solsystemets position.

Jo, så länge det finns stoft/gas kvar bildas nya stjärnor och säkert galaxer, åtminstone dvärggalaxer.

/Peter E 2016-09-19

Svar:
Supermassiva svarta hål är förmodade svarta hål med massa motsvarande miljoner eller miljarder gånger solens massa. De flesta, kanske alla, galaxer tros ha ett supermassivt svart hål i sitt centrum. Det gäller även vår galax Vintergatan, där objektet Sagittarius A i centrum med största sannolikhet är ett supermassivt svart hål. (Supermassivt_svart_hål)

Det finns ännu ingen etablerad detaljerad teori för hur galaxer bildas. Det är klart att galaxer uppstår ur kollapsande gasmoln och att stjärnorna uppstår när molnet fragmenteras och fragmenten kollapsar. På något sätt hjälper nog den mörka materien till i processen.

Om alla galaxer (åtminstone stora galaxer) innehåller ett supermassivt svart hål, är det nog naturligt att anta att detta uppkommer som en del av galaxbildningen. Kan t.ex. centrum av en blivande galax tänkas nå tillräcklig densitet utan att fusionsprocesser startas? Fusionprocesserna värmer ju upp gasen och om massan är stor dominerar strålningstrycket över gravitationen och den nybildade stjärnan slits itu.
Men om massan är jättestor, eventuellt med hjälp av mörk materia (som inte fusionerar), kanske ett svart hål kan bildas.

I ett större antal aktiva galaxer och kvasarer (se fråga [13916]), visar sig det supermassiva hålet genom kärnans aktivitet, nämligen genom den enorma mängd strålning som kommer från centrum, vilken tros härstamma från gas som cirkulerar in i hålet. Man antar att de flesta ljusstarka galaxer har ett supermassivt svart hål, men att de flesta är i "inaktivt" läge där de inte drar till sig speciellt mycket materia.

Det uppskattas att supermassiva svarta hål skapas om tillräckligt många stjärnor befinner sig på ett tillräckligt litet område i rymden eller tillräckligt många sugs in i ett ursprungligt svart hål, alternativt om flera svarta hål slås samman. De nödvändiga förutsättningarna för detta tros finnas allmänt i centrum av större galaxer. Teoretiska studier av kollapser av tunga stjärnor visar att extremt tunga stjärnor (flera hundra solmassor) kan kollapsa i sin helhet till svarta hål, vilket kunnat vara frön till supermassiva svarta hål. Så extremt tunga stjärnor tros bara kunnat bildas i frånvaro av grundämnen tyngre än helium, något som bara gällde den första tiden efter Big Bang.

Det finns exempel på galaxer som har mer än ett supermassivt svart hål. Dessa har troligtvis uppkommit genom sammanslagning av två galaxer. Galaxer är relativt stora jämfört med avståndet mellan dem, så kollisioner är ganska vanliga.

Se även fråga [6228] och Supermassive_black_hole.
/Peter E 2016-09-20