Hviezdy na nočnej oblohe boli a neustále sú pre ľudí zdrojom inšpirácie. Tak tomu bolo od začiatkov pozorovania a skúmania nočnej oblohy. Pokiaľ však žijete v mestách, predovšetkým tých väčších, alebo v ich okolí, tak viete, že na pozorovanie hviezd nie sú vždy vhodné podmienky. Nehovoríme pritom o vplyve počasia ako napríklad dážď, zamračená obloha alebo sneženie, ale o vplyve človeka, teda o svetelnom znečistení.
Svetelné znečistenie možno jednoducho nazvať nadbytkom svetla v okolitom prostredí. Svetlo prichádzajúce z hviezd na oblohe nad nami nemožno vidieť, či už čiastočne, alebo vôbec v dôsledku toho, že okolité umelé zdroje (pouličné osvetlenie, svetlá áut atď.) vysielajú svetelné žiarenie, a tým prirodzené svetlo hviezd zatieňujú. Na mieste je otázka, ako môže umelé svetlo zatieňovať to prirodzené?
Iný uhol pohľadu
Pomôcť nám môže analógia. Keď sa s niekým rozprávate v kaviarni, tak sa rozprávate potichu, pretože okolie je natoľko tiché, že dokážete počuť jeden druhého aj pri malej intenzite hlasu. Teraz si predstavte, že do kaviarne vkročí hlučná skupina. Pre ich hluk nebudete počuť vášho spoločníka. Hlasy hlučnej skupiny (umelý zdroj) zatienili tie vaše (prirodzený zdroj). Bližšie sa môžete dočítať o svetelnom znečistení ako takom v článkoch Pavla Rapavého a Petra Begeniho (Quark 8/2018), Agnesy Bazsó (Quark 3/2019) alebo Tomáša Slovinského (Quark 11/2020).
V tomto článku sa zameriame na experiment, ktorý vykonali vedci z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky (FMFI) UK v Bratislave s cieľom pozrieť sa na svetelné znečistenie doslova z iného uhla pohľadu. Obvykle sa totiž meria a vyhodnocuje iba jeden parameter – množstvo svetla, teda jas nočnej oblohy. Svetlo však môže byť a spravidla aj je polarizované. A práve polarizácia žiary nočnej oblohy sa ukázala ako parameter, ktorý veľa napovie o hlavných zdrojoch jej svetelného znečistenia.
Polarizácia svetla
Predtým, ako prejdeme na samotný experiment, si bližšie vysvetlíme, čo vlastne svetlo je a čo znamená pojem (ne)polarizované svetlo. Svetlo je elektromagnetické vlnenie. To si môžeme predstaviť ako dve navzájom kolmé vlniace sa zložky, pričom jedna jeho zložka je elektrická a druhá magnetická. Pre jednoduchosť sa budeme zaoberať len elektrickou zložkou, lebo magnetická zložka je vždy kolmá na elektrickú a jej veľkosť je jej tiež úmerná.
Keď sa na túto vlnu budeme pozerať spredu (2D – xy rovina), uvidíme, ako kmitá elektrická zložka svetla. Ak kmitá len v jednom smere, čiže pozdĺž jednej priamky, napríklad v smere osi x, takéto svetlo nazývame úplne polarizované. Ak elektrická zložka kmitá neusporiadane (chaoticky) vo viacerých smeroch, hovoríme o nepolarizovanom svetle. Čokoľvek medzi týmito dvoma prípadmi nazývame čiastočne polarizované svetlo. Ako sa však môže svetlo polarizovať?
V prírode sa bežne môžeme stretnúť s dvoma najznámejšími spôsobmi polarizácie: odrazom a rozptylom svetla. Keď svetlo dopadne na povrch (napr. vodnú hladinu, sklo, listy rastlín alebo cestu), viac sa odrazí tá zložka svetla, ktorá kmitá rovnobežne s povrchom. Ak svetlo dopadne pod špecifickým uhlom nazývaným Brewsterov uhol, odrazené svetlo sa stane dokonca úplne lineárne polarizovaným.
Celý článok nájdete v časopise Quark 7/2025.
Vďaka predplatnému si ho však môžete dočítať už teraz a získať aj prístup k exkluzívnemu obsahu!
Máte predplatné?
Prihlásiť saFakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzita Komenského v Bratislave
Ilustrácie M. Kocifaj, P. Markoš, F. Kundracik, J. C. Barentine, S. Wallner
Článok vznikol s použitím výsledkov výskumu M. Kocifaja, P. Markoša, F. Kundracika, J. C. Barentina a S. Wallnera publikovaných v časopise Monthly Notices of Royal Astronomical Society: Letters v roku 2024.
DOI: 10.1093/mnrasl/slae048
