I denne uge vil millioner af mennesker vende deres øjne mod himlen i forventning om 2015 Perseid-meteorregn . Men hvad sker der på mindre begivenhedsrige nætter, hvor vi ser opad blot for at beundre den dybe, mørke, stjernebeklædte himmel? Langt væk fra civilisationens skær kan vi mennesker overskue tusinder af små nålestik af lys. Men hvordan? Hvor kommer det lys fra? Hvordan kommer den til os? Og hvordan sorterer vores hjerner al den indkommende energi til et så dybt betagende syn?
Vores historie begynder lysår væk, dybt i hjertet af en sollignende stjerne, hvor tyngdekraftens enorme indadgående tryk holder temperaturerne høje og atomer adskilt. Frie protoner suser rundt om kernen og opnår af og til de blærende energier, der er nødvendige for at overvinde deres elektromagnetiske frastødning, kolliderer og klæber sammen i par af to.
Proton-proton-fusion i en sollignende stjerne. Kredit: Borb
Såkaldteprotonerer ustabile og har en tendens til at gå i opløsning, så hurtigt som de opstår. Og hvis det ikke var for den svage atomkrafts subatomare krumspring, ville dette være slutningen af linjen: ingen fusion, intet stjernelys, intet os. Men i meget sjældne tilfælde omdanner en proces kaldet beta-henfald én proton i parret til en neutron. Dette nye partnerskab danner det, der er kendt somdeuterium, eller tung brint, og åbner døren til yderligere nuklear fusionsreaktioner.
Faktisk, når først deuterium kommer ind i blandingen, sker partikelophobninger langt hyppigere. En fri proton smækker i deuterium og skaber helium-3. Yderligere påvirkninger bygger på hinanden for at skabe helium-4 og tungere elementer som ilt og kulstof.
Sådanne kollisioner gør mere end blot at opbygge mere massive atomer; faktisk frigiver enhver påvirkning, der er nævnt ovenfor, en enorm mængde energi i form af gammastråler. Disse højenergifotoner striber udad og giver termonuklear tryk, der modvægter stjernens tyngdekraft. Titusindvis eller endda hundredtusinder af år senere, forslåede, forslåede og energisk pressede fra at kæmpe sig vej gennem en solstor snestorm af andre partikler, dukker de frem fra stjernens overflade som synligt, ultraviolet og infrarødt lys.
Ja!
Men dette er kun halvdelen af historien. Lyset skal derefter strømme hen over store dele af rummet for at nå Jorden – en proces, der, forudsat at oprindelsesstjernen er i vores egen galakse, kan tage alt fra 4,2 år til mange tusinde år! I det mindste... fra dit perspektiv. Da fotoner er masseløse, oplever de ingen tid overhovedet! Og selv efter at have unddraget sig, hvad der for enhver anden massiv enhed i universet ville være direkte uendelige flyvetider, betingelserstadigskal justeres, så du kan se blot et glimt af lyset fra en fjern stjerne.
Det vil sige, at det skal være mørkt, og du skal kigge op.
Kredit: Bruce Blaus
Den indkommende strøm af fotoner går derefter gennem din hornhinde og linse og ind på din nethinde, et meget vaskulært lag af væv, der beklæder bagsiden af øjet. Der rammer hver lille pakke lys en af to typer fotoreceptorceller: en stang eller en kegle.
De fleste fotoner, der registreres under stjernekiggeri med svagt lys, aktiveresstangceller. Disse celler er så lysfølsomme, at de under nok mørke forhold kan exciteres af en enkelt foton! Stænger kan ikke registrere farve, men er langt mere rigelige end kogler og findes over hele nethinden, inklusive rundt i periferien.
Jo mindre talrige, mere farvehungrendekegleceller er tæt koncentreret i midten af nethinden, i et område kaldet fovea (dette forklarer, hvorfor dunkle stjerner, der er synlige i dit sidesyn, pludselig ser ud til at forsvinde, når du forsøger at se dem direkte). På trods af deres relative ufølsomhed kan kegleceller aktiveres af meget skarpt stjernelys, hvilket gør det muligt for dig at opfatte stjerner som Vega som blå og Betelgeuse som røde.
Men uanset om det er stærkt lys eller svagt, har hver foton det samme endepunkt, når den når en af dine øjnes fotoreceptorer: et molekyle af vitamin A, som er bundet sammen med et specialiseret protein kaldet enopsin. Vitamin A absorberer lyset og udløser en signalkaskade: Ionkanaler åbner sig, og ladede partikler strømmer hen over en membran og genererer en elektrisk impuls, der bevæger sig op i synsnerven og ind i hjernen. På det tidspunkt, dette signal når din hjernes visuelle cortex, er forskellige nervebaner allerede i fuld gang med at oversætte denne komplekse biokemi til, hvad du engang troede var en enkel, intuitiv og poetisk forståelse af himlen ovenover...
Stjernerne, de skinner.
Så næste gang du går udenfor i de mørkere timer, skal du bruge et øjeblik på at forstå, hvor lang tid det tager for blot et enkelt glimt af lys at rejse fra en række atomreaktioner i det travle centrum af en fjern stjerne, på tværs af det store rum og tid, gennem din krops elektrokemiske veje og ind i dit bevidste sind.
Det giver hver sidste af de corny kærlighedssange ny mening, gør det ikke?