이미지 크레디트 : JHU
존 홉킨스 대학교 (John Hopkins University)의 천문학 자들은 몇 주 전에 우주의 모든 별의 색을 평균하면 아쿠아 마린 색이 될 것이라고 발표했습니다. 일단 버그를 없애고 계산을 다시 시작하면 전체 우주의 평균 색이 베이지 색이되었습니다.
우주의 색은 무엇입니까? 이 겉보기 간단한 질문은 천문학 자들에 의해 실제로 대답 된 적이 없습니다. 우주의 모든 빛에 대해 정확하고 완전한 인구 조사를하는 것은 어렵습니다.
그러나 많은 우주의 빛을 측정하는 200,000 개 이상의 은하에 대한 2dF Galaxy Redshift Survey를 사용하여 최근이 질문에 답할 수있었습니다. 우리는“Cosmic Spectrum”이라고 부르는 것을 만들었습니다. 이것은 우주의 국부 부피에있는 모든 에너지의 합계를 다른 광 파장에서 방출합니다. 이것이 우주 스펙트럼의 모습입니다 :
이것은 서로 다른 파장의 빛에 대해 우주에서 방출되는 에너지의 그래프입니다 (여기의 데이터). 왼쪽에는 자외선과 청색 표시등이 있고 오른쪽에는 적색 표시등이 있습니다. 이것은 2dF 조사에서 별개의 은하의 모든 개별 스펙트럼을 합하여 구성됩니다. 합계는 모든 별의 빛을 나타냅니다. 우리는 2dF 조사가 너무 커서 (수십억 광년에 이르는)이 스펙트럼이 진정 대표적이라고 생각합니다. 우리는 또한 이런 방식으로 우주 스펙트럼을 보여줄 수 있습니다 :
여기에서 우리는 눈의 각 파장에서 볼 수있는 대략적인 색을 넣었습니다. (자외선 근처에서 약 4000 옹스트롬 아래에서 많은 빛을 볼 수는 없지만 모니터는 단색, 무지개의 색을 정확하게 표시 할 수 없습니다) .
이것을 우주의 모든 빛을 프리즘을 통해 무지개로 만들면 눈으로 볼 수있는 것으로 생각할 수 있습니다. 색상의 강도는 유니버스의 강도에 비례합니다.
그렇다면 평균 색상은 무엇입니까? 즉, 관찰자가 그들이 상자에 우주를 가지고 있는지 볼 때 볼 수있는 색으로, 모든 빛을 한 번에 볼 수 있습니다 (그리고 지구상의 실제 관찰자에게는 은하가 멀어 질수록 더 멀어집니다) 우리는 결합하기 전에 모든 빛을 적색 적색 편이시켰다.
이 질문에 답하기 위해서는 이러한 색에 대한 사람의 눈의 평균 반응을 계산해야합니다. 이 색을 어떻게 표현합니까? 가장 객관적인 방법은 CIE 색도 다이어그램에서 색상의 위치를 지정하는 CIE x, y 값을 인용하여 눈에 보이는 자극을 인용하는 것입니다. x, y가 같은 스펙트럼은 동일한 색을 나타내야합니다. 이 수치는 (0.345,0.345)이며 견고하며 2dF 설문 조사의 여러 하위 표본에 대해 계산했으며 그 수치는 크게 다릅니다. 우리는 슬론 디지털 스카이 측량 분광 측량 (2002 년 언젠가 가장 큰 적색 편이 측량으로 2dFGRS를 능가 할 것)을 위해 그것들을 계산했으며 본질적으로 동일합니다.
그러나 실제 색상은 무엇입니까? 이를 위해서는 인간의 시력과 일반적인 조명의 정도에 대해 몇 가지 가정을해야합니다. 또한 독자가 사용중인 모니터를 알아야합니다! 물론 이것은 불가능하지만 우리는 평균적인 추측을 할 수 있습니다. 색상은 다음과 같습니다.
이 모든 색은 무엇입니까? 그것들은 다른 하얀 점들에 대한 우주의 색을 나타내며, 이것은 다른 종류의 조명에 대한 인간의 눈의 적응을 나타냅니다. 각기 다른 환경에서 다른 색상을 인식 할 것이며 '흰색'으로 나타나는 스펙트럼의 종류는 다양합니다. 일반적인 표준은‘D65’로 일광이 약간 흐린 하늘에서 하얗게 설정되고 우주가 붉은 색으로 보이는 것과 비교됩니다. ‘Illuminant E’(동일한 에너지 화이트 포인트)는 어둡게 적응했을 때 흰색으로 보일 수 있습니다. ‘Illuminant A’는 우주 (그리고 일광)가 매우 파란색 인 실내 조명을 나타냅니다. 또한 감마 보정 2.2의 유무에 관계없이 색상을 표시합니다. 이는 일반적인 모니터에 표시하는 가장 좋은 방법입니다. 우리는 선형 파일을 제공하므로 원하는 경우 자신의 감마를 적용 할 수 있습니다.
'감마'라고 표시된 색상 패치를 확인해야하지만, 모든 디스플레이가 동일한 것은 아니므로 마일리지가 다를 수 있습니다.
"터키석"은 어떻게 되었습니까?
코드에서 버그를 발견했습니다! 언론에서 읽었을 수도있는 원래 계산에서 비표준 화이트 포인트가있는 소프트웨어를 선의로 사용했습니다. 오히려 D65 화이트 포인트를 사용해야했지만 적용하지 않았습니다. 결과는 0.365,0.335에서 Illuminant E (빨간색 네온 불빛이있는 것처럼)보다 약간 더 효과적인 흰색 점이었습니다. 우주의 x, y 값은 원래 계산에서 변경되지 않았지만 흰색 점의 이동으로 인해 우주가 '청록색'으로 표시되었습니다. (즉, x, y는 동일하게 유지되지만 해당하는 유효한 RGB 값은 이동합니다).
말할 것도없이, 첫 번째 계산 이후 우리는 컬러 과학자들과 많은 관계를 맺었으며,보다 정확한 컬러 값을 얻기 위해 자체 소프트웨어를 작성했습니다. 우리는 우주에 대한 이야기를 좀 더 접근하기 쉽게 만들기 위해 우주의 색이 특수한 현상임을 인정합니다. 그럼에도 불구하고 그것은 실제 계산 가능한 것이므로 우리는 그것을 올바르게 얻는 것이 중요하다고 생각합니다.
우리는 우리의 원래 의도가 우리의 논문에서 단지 재미있는 각 주일 뿐이라는 점을 지적하고자합니다. 실수를 깨닫고 추적하는 데 시간이 걸렸습니다. 소수의 유색 과학자들만이 오류를 발견 할 수있는 전문 지식을 가지고있었습니다. 이 이야기의 한 가지 교훈은 우리가 '색채 과학'측면에 더 많은 관심을 기울여야했으며 그 역시 그 언급을해야한다는 것입니다.
충분한 이야기. 우주는 어떤 색입니까?
실제로 대답은 너무 흰색에 가깝기 때문에 말하기가 어렵습니다. 그렇기 때문에 이러한 작은 오류가 큰 영향을 미쳤습니다. 흰색의 가장 일반적인 선택은 D65입니다. 그러나 전구만으로 조명이 강한 실내 (일루미 넌트 A)에 우주 스펙트럼 빔을 도입하려는 경우 위에 표시된 것처럼 매우 파란색으로 나타납니다. 전반적으로 어두운 곳에서 우주를 바라 볼 때 아마도 Illuminant E가 가장 정확할 것입니다. 따라서 우리의 새로운 최선의 추측은 다음과 같습니다.
베이지
더 분홍색으로 보일 수도 있습니다 (위의 D65와 같이). 이 색과 흰색의 차이를 볼 수 있다면 행운을 빕니다! 당신은 그것을 볼 수 있어야하지만, 우리가 페이지 배경을 검은 색으로 만들면 매우 어려울 것입니다! 이 색상에 대한 많은 제안이 이메일로 전송되었습니다. 우리는 톱 10을 가지고 있으며 우승자는 카페인 편견이있는“Cosmic Latte”인 것으로 간주합니다!
우주의 시뮬레이션
이러한 모든 복잡성 때문에 우리는 스스로를보기로 결정했습니다. 뉴욕 로체스터 소재 Munsell Color Laboratories의 Mark Fairchild는 우주 스펙트럼을 시뮬레이션하기 위해 우리와 협력하고 있으며, 우주 스펙트럼에서 볼 수있는 것과 동일한 적색 / 녹색 / 청색 눈 자극을 제공하도록 광원을 제어 할 수 있습니다. 그런 다음 다양한 조명 조건에서이 현상을 볼 수 있습니다. 아마도 우주를 시뮬레이션하고 우주의 진정한 색을 직접 볼 수있을 것입니다.
실제 과학 이야기
물론 우주 스펙트럼을 계산하는 우리의 진정한 동기는이 예쁜 컬러 사진을 만드는 것보다 훨씬 더 많은 것이 었습니다. 색상은 흥미롭지 만 실제로 우주의 스펙트럼은 상세하고 우주에서 별 형성의 역사에 대해 더 많이 알려줍니다. 우주 스펙트럼에 어두운 선과 밝은 띠가 포함되어 있으며, 이는 다른 원소의 특성 방출 및 흡수에 해당합니다.
이것들은 태양 스펙트럼의 프라운호퍼 라인을 상기시킬 수 있습니다. 정확히 동일한 원자 흡수 과정이 진행 중입니다. 어두운 선의 강도는 우주 스펙트럼에 기여하는 별의 온도에 의해 결정됩니다. 오래된 별들은 시원한 분위기를 가지고 있으며 더운 어린 별 들과는 다른 선을 만듭니다. 스펙트럼을 분석함으로써 우리는 이들의 상대적인 비율을 계산하고 우주의 과거 시대에 별 형성 속도가 무엇인지를 시도하고 추론 할 수 있습니다. 이 분석의 세부적인 내용은 Baldry, Glazebrook, et al. 우주에서 별 형성에 대한 우리의 유추 된 역사에 대한 간단한 그림은 다음과 같습니다.
이 모든 모델은 2dF 조사에서 올바른 우주 스펙트럼을 제공하며 Space Magazine의 별 대부분이 50 억 년 전에 형성되었다고 말합니다. 이것은 물론 더 젊고 푸른 별이 더 많았던 과거에는 우주의 색이 달라 졌음을 암시합니다. 실제로 우리는 이것이 가장 적합한 피팅 모델을 통해 계산할 수 있습니다. 향후 130 억 년에서 70 억 년으로 색상이 진화 한 것은 우리의 다양한 가정에서 다음과 같습니다.
우주는 젊고 푸른 색으로 시작했으며 진화 한 '빨간색'거대 별들이 모여 들면서 점점 붉어졌습니다. 새로운 별 형성 속도는 지난 60 억 년 동안 새로운 별 형성을위한 성간 가스 매장량의 감소로 인해 급격히 감소했습니다. 별 형성 속도가 계속 떨어지고 더 많은 별이 붉은 거인이되면 우주의 색은 점점 더 붉어지고 빨갛게됩니다. 결국 모든 별이 사라지고 블랙홀 만 남게됩니다. 이것들도 결국 호킹 과정을 통해 증발 할 것이며 우주가 영원히 팽창함에 따라 (현재의 우주 론적 모델에서) 붉어 질 오래된 빛을 제외하고는 아무것도 남지 않을 것입니다.
원본 출처 : JHU 뉴스 릴리스
