يمكن أن تساعد الإضاءة الخارجية للمباني والطرق والإعلانات الناس على الرؤية في الظلام من الليل ، لكن العديد من علماء الفلك يزداد قلقًا متزايدًا من أن هذه الأضواء يمكن أن تعممنا لبقية الكون.
أظهر تقدير من عام 2023 أن معدل الضوء المنتجة للإنسان يزداد في سماء الليل بنسبة تصل إلى 10 ٪ سنويًا.
أنا عالم فلك ترأس لجنة دائمة لحماية المواقع الفلكية لمجموعات العمل الدولية التي ترعاها الاتحاد الفلكي التي تدرس تلوث الضوء القائم على الأرض.
تركز عملي مع هذه المجموعات حول فكرة أن الأضواء الناتجة عن الأنشطة البشرية تؤثر الآن على المراهنات الفلكية على ما كان عليه في الجوارب البعيدة.
العلوم الساخنة في ليلة البرد المظلمة
في حين أن التلسكوبات التي تدور حول تلسكوب هابل الفضائي أو تلسكوب جيمس ويب للفضاء يمنح الباحثين رؤية فريدة من نوعها للكون-لا سيما لأنهم يمكن أن يروا الضوء المحظور على الغلاف الجوي للأرض-تستمر التلسكوبات الأرضية أيضًا في زيادة اكتشاف الحافة.
تلسكوبات على الأرض تلتقط الضوء مع مرايا التركيز العملاقة والدقيقة التي يمكن أن تتراوح من 20 إلى 35 قدم (من 6 إلى 10 أمتار). لن يكون نقل جميع الملاحظات الفلكية إلى الفضاء للهروب من تلوث الضوء ممكنًا ، لأن مهام الفضاء لها تكلفة أكبر بكثير والعديد من التلسكوبات الأرضية الكبيرة التي تعمل بالفعل أو قيد الإنشاء.
في جميع أنحاء العالم ، يوجد 17 تلسكوبًا أرضيًا مع مرايا أولية كبيرة أو أكبر من مرآة Webb التي يبلغ طولها 20 قدمًا (6 أمتار) ، وثلاثة أخرى قيد الإنشاء مع مرايا مخطط لها تتراوح من 80 إلى 130 قدمًا (24 إلى 40 مترًا).
أحدث التلسكوب الذي يبدأ مهمته العلمية في الوقت الحالي ، مرصد فيرا روبن في تشيلي ، له مرآة بقطر 28 قدمًا وكاميرا 3 جيجابتوكسل. إحدى مهامها هي تعيين توزيع المادة المظلمة في الكون.
للقيام بذلك ، سوف يجمع عينة من 2.6 مليار مجرة. المجرة النموذجية في تلك العينة ترير 100 مرة من التوهج الطبيعي في الهواء الليلي في الغلاف الجوي للأرض ، لذلك يعتمد برنامج مرصد روبن على الظلام الطبيعي القريب.
أي ضوء مبعثر في الليل – إضاءة الطرق ، وإضاءة البناء ، واللوحات الإعلانية – من شأنه أن يضيف وهجًا وضوضاء إلى المشهد ، مما يقلل بشكل كبير من عدد المجرات التي يمكن أن يقيسها روبن بشكل موثوق في نفس الوقت ، أو زيادة وقت التعرض الكلي المطلوب للحصول على نفس النتيجة.
ثورة LED
يهتم علماء الفلك على وجه التحديد بالضوء الاصطناعي في النطاق الأزرق والأخضر من الطيف الكهرومغناطيسي ، حيث كان هذا الجزء أحلك جزء من سماء الليل. قبل عقد من الزمان ، كانت الإضاءة الخارجية الأكثر شيوعًا من مصابيح تصريف بخار الصوديوم. لقد أنتجوا توهجًا برتقاليًا ، مما يعني أنهم وضعوا القليل من الضوء الأزرق والأخضر.
حتى المراهنات القريبة نسبيًا من المناطق الحضرية المتنامية كان لها سماء كانت مظلمة بشكل طبيعي في الجزء الأزرق والأخضر من الطيف ، مما يتيح جميع أنواع الملاحظات الجديدة.
ثم جاءت ثورة الإضاءة LED الحالة الصلبة. وضعت هذه الأضواء قوس قزح واسع من اللون بكفاءة عالية جدًا – مما يعني أنها تنتج الكثير من الضوء لكل واط من الكهرباء. وضعت الإصدارات المبكرة من LEDs جزءًا كبيرًا من طاقتها باللون الأزرق والأخضر ، ولكن التكنولوجيا المتقدمة الآن تحصل على نفس الكفاءة مع الأضواء “الأكثر دفئًا” التي لديها أقل بكثير من الأزرق والأخضر.
ومع ذلك ، فإن الظلام البكر السابق لسماء الليل أصبح الآن أكثر إضاءة ، خاصة في الأزرق والأخضر ، من LED في المدن والبلدات وطرق الإضاءة والأماكن العامة والإعلانات.
يؤثر الناتج العريض للون من المصابيح على الطيف بأكمله ، من الأشعة فوق البنفسجية إلى اللون الأحمر العميق.
قامت وزارة الطاقة الأمريكية بتكليف دراسة في عام 2019 والتي تنبأت أن كفاءة الطاقة العالية في مصابيح LED تعني أن كمية الطاقة المستخدمة للأضواء في الليل ستنخفض ، مع انبعاثات الضوء المنبعثة من البقاء على حالها تقريبًا.
لكن الأقمار الصناعية التي تنظر إلى الأرض تكشف أن هذا ليس هو الحال. تمر كمية الضوء بشكل مطرد ، مما يعني أن المدن والشركات كانت على استعداد للحفاظ على فواتير الكهرباء الخاصة بهم تحسنت مع كفاءة الطاقة ، والحصول على مزيد من الضوء.
الظلام الطبيعي في التراجع
مع انتشار النشاط البشري مع مرور الوقت ، أصبحت العديد من المناطق النائية التي تستضيفها المراصد أقل بعيدة. تضيء القباب الخفيفة من المناطق الحضرية الكبيرة قليلاً من السماء المظلمة في مراهنات قمة الجبل التي تصل إلى 200 ميل (320 كيلومترًا). عندما تكون هذه المناطق الحضرية متاخمة للمرصد ، تكون الإضافة إلى Skyglow أقوى بكثير ، مما يجعل الكشف عن المجرات الأكثر إغماءًا والنجوم أكثر صعوبة.
عندما تم بناء مرصد جبل ويلسون في غابة أنجلوس الوطنية بالقرب من باسادينا ، كاليفورنيا ، في أوائل القرن العشرين ، كان موقعًا مظلمًا للغاية ، بعيدًا عن 500000 شخص يعيشون في لوس أنجلوس الكبرى. اليوم ، يعيش 18.6 مليون شخص في منطقة لوس أنجلوس ، وقد جعل الحضارة الحضرية أقرب إلى جبل ويلسون.
عندما كان مرصد Kitt Peak الوطني لأول مرة قيد الإنشاء في أواخر الخمسينيات ، كان بعيدًا عن مترو توكسون ، أريزونا ، حيث يبلغ عدد سكانها 230،000. اليوم ، تضم تلك المنطقة مليون شخص ، وتواجه Kitt Peak تلوثًا إضافيًا أكبر بكثير.
حتى التلسكوبات في المناطق الداكنة والأكثر منعزلًا-مثل شمال تشيلي أو غرب تكساس-تعاني من تلوث الضوء من الأنشطة الصناعية مثل التعدين المفتوح أو المرافق للنفط والغاز.
حالة المرصد الجنوبي الأوروبي
يمثل التحدي الحديث المثير للاهتمام المرصد الجنوبي الأوروبي ، الذي يدير أربعة من أكبر التلسكوبات البصرية في العالم. موقعهم في شمال تشيلي بعيد جدًا ، ويتم تغطيته اسميًا من قبل اللوائح الوطنية الصارمة التي تحمي السماء المظلمة.
أعلنت شركة AES Chile ، وهي مزود للطاقة مع دعم مستثمر أمريكي قوي ، عن خطة في ديسمبر 2024 لتطوير مصنع صناعي كبير ونقل بالقرب من المرصد. سوف ينتج المصنع الهيدروجين السائل والأمونيا للطاقة الخضراء.
على الرغم من أن المتوافقة رسميًا مع قاعدة الإضاءة الوطنية ، إلا أن العملية التي تم بناؤها بالكامل يمكن أن تنتشر ما يكفي من الضوء الاصطناعي في سماء الليل لتحويل الظلام البكر للمرصد الحالي إلى حالة مماثلة لبعض المراهنات القديمة بالقرب من المناطق الحضرية الكبيرة.
قد يعني تلوث الضوء هذا أن المرفق لن يكون له نفس القدرة على اكتشاف وقياس المجرات والنجوم الأكثر إغماء.
تلوث الضوء لا يؤثر فقط على المراصد. اليوم ، لا يمكن لحوالي 80 ٪ من سكان العالم رؤية درب التبانة في الليل. بعض المدن الآسيوية مشرقة لدرجة أن عيون الأشخاص الذين يمشون في الهواء الطلق لا يمكن أن تصبح مصممة بصريًا.
في عام 2009 ، أعلن الاتحاد الفلكي الدولي أن هناك حق عالمي في ضوء النجوم. تنتمي سماء Night Dark إلى جميع الناس-جمالها المذهل هو شيء لا يتعين عليك أن تكون عالم فلك لتقديره.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: ريتشارد جرين ، جامعة أريزونا
اقرأ المزيد:
ريتشارد جرين ينتمي إلى الاتحاد الدولي الفلكي والجمعية الفلكية الأمريكية ، وكذلك Darksky International.