What is color?

Арай ч дээ өнгийг мэдэхгүй хэн байх вэ гэж бодож байна уу? Тийм ээ, ердөө л гэрлийн хугарал эсвэл долгион шүү дээ гэж бодож байна уу? Тиймээ, таны зөв. Ердөө л гэрлийн долгион. Гэрлийн долгионы урт хамгийн урт нь улаан хамгийн богино нь хөх ягаан. Бусад нүдэнд харагдах бүх өнгө тэр 2 өнгөний хооронд оршдог. Улаан гэрлийн долгионы уртаас урт долгионтой гэрлийг нүдээр харж чадахгүй бөгөөд түүнийг улаан шилжилт (redshift-г юу гэж орчуулмаар юм) эсвэл Hubble эффект гэдэг. Гэхдээ би өөрөө мэдээллийн технологийн салбарын хүн тул энд арай өөр өнцгөөс буюу мэдээлэл гэдэг талаас нь хөндөхийг хүслээ. Гэрэл бол мэдээлэл. Бидний магадгүй хэзээ ч очиж чадахгүй олон тэрбум гэрлийн жилийн цаадах од эрхсийг астрономид яаж тодорхойлоод байна вэ? Та тэднийг зүгээр л таамагладаг гэж бодож байна уу? Үгүй! Ердөө гэрлээр, түүний өнгөөр тодорхойлох боломжтой байдаг. Одны хол ойр, гариг эрхсийн бүтэц, түүнийг тойрсон бодис юу болох гэх мэт хамаг зүйлийн мэдээллийг гэрэл, түүний өнгө бидэнд өгдөг.
Joseph von Fraunhofer гэх нэгэн эр шил өнгөлөгч айлд төрсөн бөгөөд түүнийг 11 настай байхад эцэг эх нь өнгөрчээ. Ингээд асрагч нь түүнийг 6 жилийн толь өнгөлөх сургуульд оруулж Мюнхен рүү илгээжээ. 1801 онд түүний ажлын байр нурж түүнээс нь мань эр амьд гүйж гарч ирэхийг гүн Maximilian IV санамсаргүй байдлаар таарч хараад, түүнийг азтай эр юм гээд 18 Дукат түүнд бэлэглэжээ. Fraunhofer тус мөнгөөр нэг шил зүсэгч худалдаж аваад үлдсэнийг нь сургалтын төлбөртөө зарцуулжээ. Ингээд л хамгийн тунгалаг шил, хамгийн сайн дуранг хийх гээд үзээд л байж үзээд л байж. Ингээд нэг удаа шилний чанараа тодорхойлохоор шийдэж, нарны гэрэл цамцаалт шил (призм) рүү тусгаж хугарсан гэрлийг дурандаж үзжээ. Ингээд л тэр гайхалтай нээлт хийх нь тэр. Богино долгионтой гэрлүүд урт долгионтой гэрлийг бодвол хүчтэй хугарч байсан бөгөөд солонгорсон өнгө тус бүрийн завсар хар шугамууд (нийт 574 ширхэг) үүсжээ.
Үүнийг яагаад гэдгийг Fraunhofer тайлбарлаагүй боловч Fraunhofer-н шугам гэж нэрлэсэн бөгөөд хожим 50 жилийн дараа учир нь тайлбарлагдсан юм. Харин тухайн үед Fraunhofer-н фирм оптик линзний чанарыг хэмжих, сайжруулах арга олсноороо бүх өрсөлдөгчдөөсөө түрүүлж, дэлхийн хамгийн сайн линз үйлдвэрлэж чадсан бөгөөд Германы дурангийн шилний зах зээлийг эзэлсэн юм. Түүгээр зогсохгүй астрономийн том дуран дангаараа үйлдвэрлэж, угсарсан бөгөөд түүнийг Deutsche Montierung (герман угсралт) гэж нэрлэдэг ба энэ нь орчин үеийн дунд болон жижиг оврын дуран телескопын ихэнх хувьд нь хэрэглэгдсээр байна. Одоо германд түүний нэрээр нэрлэгдсэн Max Planck-н институтэд дүйж очих нэр хүнд бүхий мундаг институт байдаг.
Германы химич Gustav Kirchhoff, Robert Bunsen нар тодорхой химийн элемент шатааж үүссэн гэрлийг судалсан бөгөөд тухайн элементээс хамаарч янз бүрийн өнгө үүсэж байгааг тогтоож, Натрийн давсны дөлөөс ялгарч буй шар шугам болон Фраунхоферын хар шугам нарны солонгын ~589 нанометр дээр таарч байгааг баталжээ.
Тэд ийнхүү илүү нарийн спектроскопыг зохиогоод зогсохгүй анхны солонгон шинжилгээний (spectral-analytic) аргыг нээсэн бөгөөд тэрхүү аргын тусламжтайгаар рубиди (rubidium) ба цезий (caesium) гэсэн элементүүдийг нээсэн юм. Тус аргаар элементийн атомын төрлийг тодорхойлж болох бөгөөд дөлний спектроскопын тусламжтайгаар элемент бүрийн солонгон шугамуудыг тогтоож болно. Спектроскопыг нээх явцдаа тэд цацаргалтын хуулиас эхлээд олон нээлт хийсэн байдаг.
Өдгөө астрономид ашигладаг томоохон телескопуудаас эхлээд сонирхогчийн телескопуудад ч спектроскоп суурилуулж судалгаа хийдэг болжээ.
Ийнхүү бид гэрэл болон өнгөөр алсын гариг, од эрхсийн химийн бүтцийг тогтоохоос гадна аливаа элементийн атомын бүтцийг ч тодорхойлох боломжтой болжээ. Энэхүү гайхалтай бүтээл, судалгааны арга барилууд байгаагүй бол Christian Doppler оддын өнгө хоорондын зайн өөрчлөлтөөс хамаардаг болох, Wilhelm Wien Вийнийн шилжилтийн хууль, Вийнийн цацрагийн хууль зэрэг хар биетийн цацрагийн тухай нээлтүүд, Henrietta Leavitt астрономид зайг хэмжих суурь хэрэгсэл болсон период гэрлийн хүчний хамаарлын арга болоод шинэ фотографын хэмжилтийн аргыг нээж, Subrahmanyan Chandrasekhar 19 насандаа цагаан одой одны массыг тодорхойлж Arthur Eddington-г шоконд оруулж, алдарт Edwin Hubble хөрш галактик болоод ертөнц тэлж буйг нээж чадах байсан гэж үү? Эдгээр агуу хүмүүсийн хүчээр астрономи хэмээх таамаглал голдуу шинжлэх ухааныг шинэ төвшинд гаргаж ирсэн гэхэд хилсдэхгүй. Үүнд нэг дурдахгүй орхиж боломгүй зүйл бол 20-р зуун хүртэл шинжлэх ухаанд эмэгтэй хүмүүсийг хүлээн зөвшөөрдөггүй байсан бөгөөд арай л дэндүү хэлмэгдүүлдэг байсны гэрч нь Henrietta Leavitt юм. Энэ азгүй эмэгтэй Harvard College Observatorium-д сайн дураараа 7 жил цалингүй ажилласны эцэст цагийн 30 центийн цалингаар арайхийж үндсэн ажилтан болж байсан бөгөөд 2400 гаруй шинэ хувирмал оддыг илрүүлж, одод болоод галактик хоорондын зайг хэмжих суурь аргыг нээсэн байна. Гэтэл түүний нэрээр ч тэр аргыг нь нэрлэлгүй “Harvard-Standard” гэсэн нэрээр түгээсэн байдаг. Харин хожим нь Хэнритта Ливиттийг 1921 онд нас барсныг мэдэлгүй 1925 онд шведийн математикч Gösta Mittag-Leffler түүний нэрийг Нобелийн шагналд дэвшүүлж байсан нь тэр бүсгүйд олдсон хамгийн том хүндлэл байжээ. Энэ мэт түүх 19-р зуун хүртэлх эмэгтэй эрдэмтдийн дунд элбэг байдаг нь зүрх зүсмээр.