Kuka on kehittänyt väsyneen valon teorian?
Alkuräjähdys
1930-luvulla ehdotettiin lukuisia nykyisin epästandardeiksi laskettavia malleja selittämään Hubblen havaintoja. Näihin kuuluivat muiden muassa Milnen malli, Richard Tolmanin puolustama niin kutsuttu syklisen kaikkeuden -malli ja Fritz Zwickyn esittämä väsyneen valon hypoteesi.
Paristo
Alessandro Volta kehitti vuonna 1775 teorian staattista sähköä varastoivasta laitteesta, mistä ovat syntyneet nykyiset kondensaattorit ja vuonna 1799 hän kehitti sinkki- ja hopealevyistä muodostuvan ensimmäisen sähköparin, Voltan patsaan, minkä hän julkisti vuonna 1800. Chandrasekhara Raman
Chandrasekhara Venkata Raman (; 15. marraskuuta 1888 – 21. marraskuuta 1970), sir, oli intialainen fyysikko, joka sai vuoden 1930 Nobelin fysiikanpalkinnon valon sirontaa koskevista tutkimuksistaan. Kansainvälinen fysiikan vuosi
Artikkeleista ensimmäinen esitti Max Planckin motivoimana ajatuksen "energiakvanteista" ja osoitti, kuinka niitä voidaan hyödyntää selitettäessä valosähköistä ilmiötä. 9. kesäkuuta 1905 ilmestyneessä artikkelissa Einstein osoitti, että valolla on energiaa tietyn kokoisina paketteina, kvantteina, ja tältä pohjalta pystyttiin selittämään elektronien irtoaminen valaistulta pinnalta tietyillä ehdoilla. Vastaväri
1800-luvun alussa tiedemiehet ja filosofit kaikkialla Euroopassa alkoivat tutkia värien luonnetta ja vuorovaikutusta. Saksalainen runoilija Johann Wolfgang von Goethe esitti vuonna 1810 oman teoriansa, jonka mukaan kaksi perusväriä olivat ne, joiden välinen vastakohtaisuus oli suurin, nimittäin keltainen ja sininen, jotka esittivät valoa ja pimeää. Hänen mukaansa keltainen oli pimeän himmentämää valoa, sininen valon heikentämää pimeyttä. Sinisen ja keltaisen vastakkaisuudesta syntyi "steigerung" -prosessilla ("nousemisella") kolmas väri, punainen. Goethe myös esitti useita komplementtivärien pareja, jotka "vaativat" toisiaan. Goethen mukaan keltainen "vaatii" violettia, oranssi sinistä, purppura vihreää ja päinvastoin. Goethen ideat olivat hyvin omaperäisin ja usein ristiriidassa tieteellisten tutkimustulosten kanssa, mutta ne tulivat hyvin suosituiksi ja vaikuttivat moniin huomattaviin taiteilijoihin kuten William Turneriin. Benjamin Thompson
Tuohon aikaan tehdastyöläiset tekivät pitkiä työpäiviä kehnossa valaistuksessa. Siksi Thompson kiinnostui myös valaisimista. Hän muun muassa paranteli öljylamppujen tehokkuutta sekä tutki valon intensiteettiä ja kehitti fotometriä. Thompson määritteli valovoiman yksikön "candlen", nykyisen kandelan, edeltäjän hyvin tarkasti ja käytti sitä kokeissaan. Albert Einstein
Einstein kutsuttiin Osram-konserniin Sveitsiin maaliskuussa 1928. Kun hän yöllä saapui määräasemalle Zuoziin, hän joutui raahaamaan matkalaukkujaan kinosten keskellä alppimajalle. Seurauksena oli verenkiertohäiriö, joka vei hänet lähelle kuolemaa. Palattuaan Berliiniin hän oli huonossa kunnossa ja joutui olemaan kymmenen viikkoa vuodelevossa. Tervehtyäkseen hän lähti lomailemaan Itämeren rannikolle. Vielä palattuaankin syyskuussa hän oli heikkokuntoinen. Hänen 10. tammikuuta 1929 ilmestynyt yhtenäisyysteoriansa sai suuren huomion. Fysiikan historia
Christiaan Huygens tunnetaan 1600-luvulla kehittämästään Huygensin periaatteesta. Huygensin mielestä aaltoliikkeessä jokainen aaltorintaman piste toimii alkeisaallon lähteenä. Huygens lienee myös ensimmäisenä pitänyt valoa aaltoliikkeenä. Huygensin käsitys oli päinvastainen kuin Newtonin, joka piti valoa hiukkasina. Britti Thomas Young valmisti koelaitteiston, joka tunnetaan Youngin kaksoisrakokokeena. Kokeellaan hän todisti valon olevan aaltoliikettä. Nykyään sekä valon tiedetään käyttäytyvän myös hiukkasten tavoin joissain tapauksissa. Tämä selittyy kvanttimekaniikan aalto-hiukkasdualismilla. Optiikka
Valon käyttäytymistä oli tutkittu jo kauan, mutta edelleen oli epäselvää, mitä valo on ja mistä se koostuu. Askeleen eteenpäin tässä asiassa otti bolognalainen tieteilijä ja jesuiitta Francesco Maria Grimaldi, joka teki tarkkoja mittauksia valon diffraktiosta. Hän myös otti käyttöön ilmiötä kuvaavan sanan. Ensimmäinen viittaus ilmiöön löytyy kuitenkin jo da Vinciltä. Diffraktio innostikin 1600-luvun fyysikkoja selittämään ilmiön syitä. Ensimmäisenä asiaa tutki Robert Hooke, jonka mukaan valoa pitäisi ajatella värähdyksenä. Tämä tiesi valon aaltoteorian syntyä. Sen ohella hän tutki interferenssivärejä, joiden hän uskoi syntyvän eri pinnoista heijastuneiden säteiden yhdistyessä. Fysiikka
1900-luvun alussa huomattiin, ettei silloin tunnettu fysiikka kuvaa tarpeeksi tarkasti tunnettua luontoa. Vuonna 1900 Max Planck kehitti Gustav Kirchhoffin ajatusten ja mustan kappaleen säteilyä koskevien tutkimustulosten pohjalta idean, jonka mukaan säteilyenergia koostuu pienistä yksiköistä, energiakvanteista. Yksittäisen kvantin energia saadaan kertomalla säteilyn taajuus eräällä yleisellä luonnonvakiolla, Planckin vakiolla.
Viisi vuotta myöhemmin Albert Einstein julkaisi tutkimuksen, jossa hän Planckin ideaa apuna käyttäen selitti valosähköisen ilmiön. Einstein julkaisi samana vuonna myös suppean suhteellisuusteorian ja selitti Brownin liikkeen, jota oli pyritty selittämään useaan otteeseen ennen Einsteinia. Albert Einstein oli merkittävä hahmo modernissa fysiikassa; päätöidensä lisäksi hän oli mukana kehittämässä kvanttimekaniikkaa. Väsyneen valon teoria
On kuitenkin huomattava, että muutamien lähimpien galaksien kuten Andromedan galaksin valo on päinvastoin sini­siirtynyttä, mikä osoittaa sen lähestyvän Linnun­rataa. Tämän vuoksi väsyneen valon teorioissakin on ollut oletettava, että valo ”väsyy” merkittävästi vasta etäisyyksillä, jotka ovat selvästi suurempia kuin Andromedan galaksin etäisyys, ja että vasta niin kaukaisilla kohteilla niiden mahdollisesta lähestymisestä aiheutuva sini­siirtymä ei enää riitä kumoamaan valon väsymisestä aiheutuvaa puna­siirtymää. Kvanttimekaniikan historia
Albert Einstein selitti valosähköisen ilmiön vuonna 1905. Einstein käytti apunaan ilmiön selittämisessä Planckin aiemmin esittämää kvanttiteoriaa. Valosähköisessä ilmiössä sähkömagneettinen säteily erottaa elektroneja esineiden pinnoista; ilmiö on selvimmin havaittavissa metalleissa. Einsteinin mukaan tämä ilmiö osoitti, ettei säteily ainoastaan synny määräsuuruisena kvantteina vaan säilyttää kvantittumisensa syntynsä jälkeenkin, joten jokainen kvantti myös absorboituu joko kokonaan tai ei ollenkaan. Valokvantti sai nimen fotoni, jota käytti ensimmäisenä Gilbert Newton Lewis vuonna 1926. Leonhard Euler
Yksi tunnetuimmista Eulerin töistä on niin sanottu Eulerin identiteetti, jota on kutsuttu matematiikan kauneimmaksi kaavaksi. Euler tunnetaan erityisesti matemaatikkona, mutta hän tutki myös fysiikkaa. Erityisesti hänen alaansa kuuluivat optiikka, magnetismi, sähkö ja mekaniikka. Hänen mielipiteensä valon luonteesta oli päinvastainen kuin Isaac Newtonin: Eulerin mukaan valo on aaltoliikettä eikä koostu hiukkasista, kuten Newton oli esittänyt teoksessaan "Opticks". Eulerin artikkelit olivat tärkeässä osassa valon aaltoteorian yleistymisessä. Albert Einstein
Valosähköisen ilmiön selittäminen on kvanttimekaniikan kivijalka. Ilmiön avulla huomattiin sähkömagneettisella säteilyllä olevan aaltomaisen luonteen lisäksi myös hiukkasluonne. Tästä kehittyi myöhemmin aalto-hiukkasdualismi. Valosähköisessä ilmiössä on kyse siitä, että kun metallia säteilytetään tietyn taajuisella sähkömagneettisella säteilyllä, kuten valolla, metallista irtoaa elektroneja. Einstein keksi, että valon energia absorboituu elektroneihin kvantteina. Jos säteilyllä on tarpeeksi energiaa, se saa elektronin irti metallista. Ilmiön selittämisestä Einstein sai Nobelin fysiikanpalkinnon. Valon hiukkasluonnetta vahvistavat muun muassa mustan kappaleen säteily ja Comptonin sironta. Ilmiö on havaittavissa useilla aineilla, mutta parhaiten se kuvastuu juuri metalleissa. Materiaalista karanneita elektroneja kutsutaan usein "fotoelektroneiksi". Fotonin energia saadaan kaavasta: Moniälykkyysteoria
Teorian luoja Howard Gardner (s. 11. heinäkuuta 1943 Scranton, Pennsylvania, Yhdysvallat) on koulutukseltaan neuropsykologi, joten hän tarkkaili erityisesti aivovamman saaneita aikuisia. Gardner kiinnitti huomiota erääseen potilaaseen, joka oli menettänyt aivovaurion myötä kielelliset kykynsä mutta soitto- ja laulutaito olivat yhä jäljellä. Tämän pohjalta Gardner loi vuonna 1983 moniälykkyydestä teorian, jonka mukaan äly jakaantuu seitsemään erilaiseen ja itsenäiseen älykkyyden lajiin. Älykkyys yhdessä älykkyyden lajissa ei kuitenkaan takaa eikä estä lahjakkuutta toisessa älykkyyden lajissa, sillä jokaisella älyn eri muodolla on erilainen ja oma hermostollinen perustansa. Moniälykkyysteoriansa Gardner kehitti kritisoidakseen tuolloin hänen mielestään liian vallitsevaan asemaan nostettujen älykkyystestien käyttöä. Gardnerin mukaan yksi luku, testin tuottama älykkyysosamäärä, saattaa toki ennustaa oppilaiden selviytymistä kouluaineissa, mutta on pohjaltaan liian kapea ennustaakseen menestymistä myöhemmin elämässä. Christof Wetterich
Wetterich tunnetaan parhaiten vuonna 1987 esittämästään teoriasta dynaamisesta pimeästä energiasta eli kvintessenssistä. Se voisi selittää maailman­kaikkeuden havaitun kiihtyvän laajenemisen. Hän on tehnyt perustava tutkimusta myös neutriinojen pienen massan teoreettiseksi ymmärtämiseksi. Charles K. Kao
Charles Kuen Kao (4. marraskuuta 1933 Shanghai, Kiina – 23. syyskuuta 2018 Sha Tin, Hongkong) oli Kiinassa syntynyt brittiläis-yhdysvaltalainen fysiikan professori. Hän tutki ja kehitti valokuitujen käyttöä tiedonsiirtoon, mistä hän sai puolet vuoden 2009 fysiikan Nobelista. Toinen puoli jaettiin Willard S. Boylen ja George E. Smithin kesken. Tiheysfunktionaaliteoria
Tiheysfunktionaaliteoria (density functional theory, DFT) on laskennallisessa fysiikassa ja kemiassa käytetty kvanttimekaaninen menetelmä mikroskooppisten systeemien elektronirakenteen tutkimiseen. Menetelmää käytetään erityisesti kiinteän olomuodon fysiikassa sekä kvanttikemiassa. Perustan teorialle loivat Pierre Hohenberg ja Walter Kohn vuonna 1964 osoittaessaan, että elektronisysteemin perustilan elektronitiheys määrittää systeemin tilan yksiselitteisesti. Tällöin systeemin kokonaisenergia on mahdollista kirjoittaa aaltofunktion sijasta elektronitiheysfunktion "funktionaalina", jolloin laskennalliset kustannukset kutistuvat merkittävästi. Kiinteän olomuodon fysiikassa tiheysfunktionaaliteoria on aina ollut suositumpi kuin aaltofunktiopohjaiset menetelmät ja kiinteän olomuodon tutkimisessa tiheysfunktionaaliteoriaa on käytetty jo 1970-luvulta asti. Kvanttikemistien suosioon menetelmä kuitenkin nousi vasta 1980-luvun lopulla uusien, kehittyneempien funktionaalien myötä. Vuonna 1998 kemian Nobelin palkinto myönnettiin Kohnille teorian keksimisestä ja Poplelle laskennallisten menetelmien kehittämisestä.
Tiheysfunktionaaliteoria on teoriassa eksakti, mutta käytännössä kokonaisenergialausekkeessa esiintyvän vaihto- ja korrelaatiofunktionaalin oikeaa muotoa ei tunneta, joten funktionaalia joudutaan approksimoimaan. Tämän seurauksena myös tulokset ovat riippuvaisia käytetystä approksimaatiosta. Approksimaatiosta seuraavia puutteita tiheysfunktionaaliteoriassa ovat muun muassa: Vastaväri
Samoihin aikoihin kuin Goethe julkaisu teoriansa, brittiläinen myös egyptologina tunnettu fyysikko Thomas Young (1773–1829) osoitti kokeellisesti, ettei valkoisen valon tuottamiseen välttämättä tarvittu kaikkia spektrin värejä, vaan se voitiin saada aikaan käyttämällä vain kolmea väriä: oranssinpunaista, vihreää ja sinistä. Tähän havaintoon perustuu värien "additiivinen yhdistäminen" ja RGB-värimalli. Hän osoitti, että magendaa saadaan yhdistämällä sinistä ja punaista valoa, keltaista yhdistämällä punaista ja vihreää valoa sekä syaania eli sinivihreää yhdistämällä vihreää ja sinistä valoa. Tähän löytöön perustuu myös tapa, jolla värit nykyisin saadaan aikaan tietokoneiden näytöillä ja väritelevisioissa. Young esitti myös ensimmäisenä, että silmän verkkokalvossa on hermosyitä, jotka ovat herkkiä kolmelle eri värille. Tämä ennakoi nykyistä käsitystä värinäöstä, sillä myöhemmin on todettu, että silmässä todella on kolmenlaisia värireseptoreja, jotka ovat herkkiä valon eri aallonpituusväleille. Isaac Newton
Isaac Barrowilta Newton sai virikkeen värioppia koskeviin tutkimuksiin. Newton laati vuosina 1664–1666 tutkielman "New Theory about Light and Colors". Hänen perusajatuksensa oli, että valkoinen valo koostuu erivärisistä säteistä, jotka taipuvat prismassa eri tavalla, ja sen seurauksena valo hajoaa spektriin. Teoriaa vastustettiin, koska silloisen käsityksen mukaan valkoinen valo oli kaikkien eriväristen säteiden pohja eikä niiden summa. Alimääräytyneisyys
David Hume on toisen merkittävän alimääräytyneisyysargumentin, induktion ongelman, lähde. Alimääräytyneisyys tuli tunnetuksi nykyajan tieteenfilosofiassa Thomas Kuhnin töiden myötä. Hänen tunnetuin teoksensa "Tieteellisten vallankumousten rakenne" esitti uudenlaisen näkemyksen tieteellisestä edistyksestä tai jopa kyseenalaisti sen. Alimääräytyneisyyttä on käytetty tieteenfilosofiassa argumenttina muun muassa tieteellistä realismia vastaan. Röntgentutkimus
Keksijä Thomas Edison kiinnostui myös röntgensäteilystä luettuaan Yhdysvalloissa Wilhelm Röntgenin artikkelin. Thomas Edison keksi, että scheeliitti fluerisoi röntgensäteilyä paljon kirkkaammin kuin Röntgenin käyttämä platinasyanidi Pt(CN). Havaintonsa pohjalta Edison rakensi maailman ensimmäisen kaupallisen läpivalaisulaitteen, joka kuitenkin altisti katselijan silmät suoralle säteilylle. Edison menetti melkein näkönsä työskennellessään ahkerasti läpivalaisun kanssa. Lisäksi hänen apulaisensa Clarence Dally sairastui säteilysairauteen ja myöhemmin syöpään oltuaan paljon koekaniinina Edisonin läpivalaisuprojektissa. Kauhistunut Edison lopetti työnsä röntgensäteilyn kanssa näiden henkilökohtaisten menetyksien takia. Nassau William Senior
Nassau William Senior (1790–1864) oli brittiläinen taloustieteilijä. Hän oli Oxfordin yliopiston professori 1825–1830 ja 1847–1852. Hän edisti Britannian köyhäinhoidon uudistuksia. Hänet tunnetaan siitä, että hän on esittänyt palkkavarantoteorian (vertaa: palkkateoria) ja pääoman muodostumista selittävän pidättymis- eli abstinenssiteorian. François Englert
Englert palasi vuonna 1961 Brysselin vapaaseen yliopistoon ja sai sieltä professorin paikan 1964. Samana vuonna hän julkaisi Robert Broutin kanssa artikkelin ”Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons”, jossa he esittivät teorian, joka ennusti niin sanotun Higgsin bosonin olemassaolon. Hieman myöhemmin samana vuonna Peter Higgs julkaisi heistä riippumattoman artikkelin, jossa hän esitteli samantapaisen teorian. Englert johti vuosina 1980–1998 Broutin kanssa Brysselin vapaan yliopiston teoreettisen fysiikan tutkimusryhmää. Englert jäi eläkkeelle 1998 ja on toiminut sen jälkeen emeritusprofessorina. Sähköheikko vuorovaikutus
Teorian 1960-luvulla kehittäneet Sheldon Glashow, Abdus Salam ja Steven Weinberg saivat Nobelin fysiikanpalkinnon sähköheikkoon vuorovaikutusteoriaan johtaneista erillisistä tutkimuksistaan vuonna 1979. Teorian ratkaisevana ennusteena voitaneen pitää sähköisesti neutraalin välibosonin Z massan onnistunutta ennustamista. Kvantittuminen
Pohjan teorialle kvantittumisesta loi saksalainen fyysikko Max Planck, joka tutki 1900-luvun alussa mustan kappaleen säteilyä. Mustalla kappaleella tarkoitetaan kohdetta, joka absorboi kaiken siihen osuvan säteilyn ilman heijastuksia, niin kuin musta pinta absorboi kaiken siihen osuvan valon. Täysin mustaa kappaletta ei tästä huolimatta ole olemassa. Kun kappale lämmitetään kuumaksi, se säteilee eri aallonpituuksilla tietyllä jakaumalla, jonka laskemiseen tunnettiin kaksi kaavaa. Ongelmana oli, että Wilhelm Wienin vuonna 1894 keksimä "Wienin siirtymälakina" tunnettu kaava toimi tarkasti korkeissa lämpötiloissa, jolloin kappaleen säteily oli suurienergistä ja lyhytaaltoista, kun taas "Rayleigh-Jeansin lakina" tunnettu klassisesta mekaniikasta johdettu kaava toimi hyvin matalissa lämpötiloissa ja suurilla aallonpituuksilla. Max Planck sai yhdistettyä nämä kaavat matemaattisesti ja kertoi tuloksestaan lokakuussa 1900 Berliinissä pitämässään esitelmässä. Valo (kirja)
Valossa Michael Kearny -niminen tappaja ja fyysikko pakenee häntä vaanivaa varjoa ja koittaa hoitaa suhdetta entiseen naisystäväänsä Annaan. Yhdessä Brian Taten kanssa Kearny on kehittänyt kvanttiteoriaa siten, että sen avulla voidaan kehittää uudenlaisia avaruusaluksia. Eckhart Tolle
Eckhart Tolle ( alun perin Ulrich Leonard Tölle s. 16. helmikuuta 1948) on saksalainen, Kanadassa asuva henkinen opettaja, luennoitsija ja kirjailija. Tolle on opiskellut kirjallisuutta, kieliä ja filosofiaa. Hän tuli tunnetuksi vuonna 1997 julkaistulla teoksellaan ""Läsnäolon voima: tie henkiseen heräämiseen" (The Power of Now: A Guide to Spiritual Enlightenment)". Kirja on ollut New York Timesin bestseller-listalla ja se on käännetty 33 kielelle. Albert Einstein
Max Planck keskittyi ongelmaan vuodesta 1894 lähtien. Hänen mukaansa kaiken takana oli jotakin absoluuttista. Heinrich Rubens ja Ferdinand Kurlbaum keksivät niin sanotun jäännössäteilymenetelmän, joka antoi aivan omaa luokkaansa olevia tuloksia infrapunasäteilystä korkeissa lämpötiloissa. Rubens vieraili vaimonsa kanssa Planckien luona 7. lokakuuta 1900. Rubens kertoi saamistaan mittaustuloksista Planckille, joka oli oletettavasti innoissaan asiasta, koska vieraiden lähdettyä hän alkoi luoda teoriaa ja keksi samana iltana säteilykaavan. Seuraavina viikkoina hän pohti kaavan teoreettista tulkintaa. Planck esitteli 14. joulukuuta 1900 tulkintansa, jonka mukaan lämpövärähtelyjen energia koostuu täsmälleen yhtä suurista paketeista. Planck ja muut tuon ajan fyysikot pyrkivät yhtenäistämään Planckin tulkintaa klassisesta fysiikasta. Fyysikot eivät kyseenalaistaneet valon aaltoluonnetta, toisin kuin Albert Einstein. Ramansironta
Ensimmäisenä havaintoja ramansironnasta julkisti C. V. Raman tieteellisessä kokouksessa Bangaloressa 16. maaliskuuta 1928. Professori Raman oli alkanut tutkia valon sirontaa läpinäkyvistä aineista Kalkutassa vuonna 1921. Hänen oppilaansa K. R. Ramanathan huomasi 1923, että kun violetin lasin läpi ohjattiin auringonvaloa näytteeseen, sironneessa valossa näkyi suodattimen avulla katsottuna vihreää valoa, jota ei ollut näytteeseen menneessä valossa. Ramanathan nimitti ilmiötä ”heikoksi fluoresenssiksi”. Ilmiö ei poistunut, vaikka neste puhdistettiin huolellisesti, joten sen täytyi olla tutkitulle aineelle ominainen. Kaksi vuotta myöhemmin Ramanin oppilas K. S. Krishnan havaitsi saman ilmiön noin 60 eri nesteessä ja huomasi, että sironnut valo oli osittain polaroitunut, toisin kuin tavallisessa fluoresenssissa. Työstäessään Comptonin ilmiön klassista teoriaa Raman ymmärsi, että heidän havaitsemassaan heikossa sironnassa oli kyse uudesta perusluonteisesta ilmiöstä, joka vastasi Comptonin sirontaa valon aallonpituuksilla. Raman ja Krishnan julkaisivat tuloksensa lyhyesti "Naturessa" 31. maaliskuuta 1928. François Arago
Arago tuki Augustin Jean Fresnelin teoriaa, jonka mukaan valo on luonteeltaan aaltoliikettä eikä hiukkassäteilyä. Aaltoteorian mukaan valon nopeuden pitäisi hidastua sen siirtyessä harvemmasta tiheämpään väliaineeseen, kun taas hiukkasteorian mukaan sen pitäisi nopeutua. Teorioiden testaamiseksi Arago esitteli vuonna 1838 koejärjestelyn, jolla voitaisiin verrata valon etenemisnopeutta ilmassa ja toisaalta vedessä tai lasissa. Koejärjestely oli kuitenkin niin monimutkainen, ettei kukaan kyennyt toteuttamaan koetta ennen kuin vuonna 1850. Arago oli siinä vaiheessa jo menettänyt näkönsä, mutta käyttämällä paranneltua versiota hänen esittelemästään järjestelystä Hippolyte Fizeau ja Léon Foucault kykenivät tuolloin todistamaan, että valonnopeus todellakin hidastuu tiheämmässä väliaineessa. Arago myös kehitti valon tutkimiseen käytetyt mittalaitteet polariskoopin ja fotometrin. Fermat’n periaate
Ennen ajateltiin valon kulkevan Heron Aleksandrialaisen määritelmän mukaisesti kahden pisteen välillä lyhintä mahdollista reittiä. Tutkittaessa valonsäteen etenemistä rajapintojen läpi oletus kuitenkin todettiin vääräksi. Pierre de Fermat esitti asiaan vuonna 1662 kirjeessään Marin Cureau de la Chambrelle ratkaisun, joka nykyään tunnetaan klassisena Fermat’n periaatteena. Fermat’n periaatetta käytetään kuvattaessa valon heijastumista ja taipumista. Huygensin periaatteen tavoin senkin avulla voidaan johtaa Snellin laki. Klassisesti Fermat’n periaatteen voidaan ajatella olevan matemaattinen seuraus Huygensin periaatteesta. Gabriel Lippmann
Lippmann kehitti yleisen teorian värivalokuvausmenetelmälleen vuonna 1886, mutta käytännön kokeissa ilmeni yhä ongelmia. Kuitenkin vuosien kärsivällisten kokeiden jälkeen hän esitteli menetelmänsä Ranskan tiedeakatemialle vuonna 1891. Tuolloin hänen ottamansa valokuvat olivat vielä heikkoja laadultaan. Vihdoin vuonna 1893 hän esitteli Auguste ja Louis Lumiéren ottamia kuvia, joissa värit oli tuotettu täydellisen ortokromaattisesti. Lopullisen teorian hän julkaisi vuonna 1894. Nobel-palkinnon Lippmann sai tästä tulevaisuudessa laajasti hyödynnetystä valon aaltoluonnetta täydentävästä teoriastaan, jonka käytännön tulos oli värivalokuva. Gustav Mie
Greifswaldissa Mie tutustui kolloidisiin liuoksiin. Eräs hänen opiskelijoistaan tutki kokeellisesti valon sirontaa ja vaimentaa kullan kolloideissa. Mie käytti Maxwellin yhtälöitä mallina kehittäessään teoriaa pienten, pallomaisten kappaleiden aiheuttamalle sironnalle. Hän kehitti myös useita numeerisia esimerkkejä, jotka selittivät havaitut ilmiöt. Koska kaikki laskenta piti tehdä käsin, Mie joutui rajoittamaan äärettömät kehitelmät kolmeen ensimmäiseen termiin. Niinpä hän saattoi käsitellä valon sirontaa korkeintaan 200 nanometrin partikkeleista. Tietokoneiden kehittyminen on tuonut Mien vanhat paperit uuteen arvoon. Giuseppe Mingione
Viimeksi Mingione on työstänyt tutkimusta epälineaarisesta potentiaaliteoriasta, jossa hän on kehittänyt potentiaalisia estimaatteja elliptisten ja parabolisten epälineaaristen yhtälöiden ratkaisemiseksi. Kyseiset estimaatit mahdollistavat yhtenäisen lähestymistavan kvasilineaaristen ja degeneroitujen funktioiden säännöllisyysteoriaan. Mingionen tutkimus on tärkeä lisä aiempaan teoriaan, jota ovat kehittäneet tutkimuksissaan esimerkiksi Suomessa professori Tero Kilpeläinen sekä kansainvälisesti matemaatikot Jan Malý, Neil Trudinger ja Xu-Jia Wang. Einstein (suku)
Suvun ylivoimaisesti tunnetuin jäsen on saksalais-yhdysvaltalainen teoreettinen fyysikko Albert Einstein. Einstein tuli tunnetuksi koko fysiikan mullistavilla teorioilla. Tunnetuimmat teoriat ovat suppea- ja yleinen suhteellisuusteoria sekä valosähköisen ilmiön selittäminen. Einstein oli naimisissa kaksi kertaa. Ensimmäinen vaimo oli serbialainen Mileva Marić, jonka kanssa hän sai kolme lasta. Suhde Marićin kanssa päättyi vuonna 1919 ja hän meni uusiin naimisiin serkkunsa Elsa Löwenthalin kanssa. Vladimir Levenštein
Vladimir Iosifovitš Levenštein (, s. 1935) on venäläinen matemaatikko, joka on tutkinut informaatioteoriaa ja virheenkorjauskoodeja. Hänet tunnetaan etenkin Levenšteinin etäisyyden eli editointietäisyyden käsitteen kehittäjänä. Abdus Salam
Sähköheikko vuorovaikutus on sähkömagneettisen ja heikon vuorovaikutuksen matemaattinen ja käsitteellinen yhdistelmä ja askel kohti kaiken teoriaa. Salam jakoi Nobel-palkinnon Steven Weinbergin ja Sheldon Lee Glashow’n kanssa. Kaikki kolme keksivät teorian toisistaan riippumatta. John Barth
Barth on kirjoittanut myös teoreettisia artikkeleita. Hän osallistui 1960-luvulla kirjallisuuden ja romaanin kuolemaa käsittelevään keskusteluun artikkelillaan "The Literature of Exhaustion" (1967, Uupumuksen kirjallisuus). Siinä hän katsoo, että jos perinteisen romaanin keinot on käytetty loppuun, voivat romaanikirjailijat kirjoittaa fiktiota fiktion kirjoittamisesta ja täten luoda uudenlaista kirjallisuutta. Myöhemmin hän täydensi näkemyksiään esseessään "The Literature of Replenishment" (1979, Uuden runsauden kirjallisuus). Barth katsoo esimerkiksi Italo Calvinon romaanin "Kosmokomiikkaa" (1965) ja Gabriel García Márquezin teoksen "Sadan vuoden yksinäisyys" (1967) edustavan uudenlaista kirjallisuustyyppiä, joka täydentää vanhaa ja väsähtänyttä kirjallisuutta. Barthille esimerkiksi Samuel Beckettin ja Vladimir Nabokovin teokset edustavat jo keinonsa loppuun käyttänyttä kirjallisuutta, joka tuntuu kulkevan kohti omaa kuolemaansa. Abstinenssiteoria
Abstinenssiteoria on klassisessa kansantaloustieteessä korkoon liittyvä teoria. Teorian on kehittänyt Nassau William Senior. Gunnar Nordström
Ennen Einsteinin oman painovoimateorian kenttäyhtälöiden valmistumista keskusteltiin kilpailevien painovoiman teorioiden kokeellisesta varmentamisesta. Saksalainen tutkija Max Behacker ehti tehdä Nordströmin painovoimateorian mukaiset planeettojen ratalaskelmat vuonna 1913. Merkuriuksen perihelikiertymä jäi teoriassa liian pieneksi, ja kiertymä oli myös väärään suuntaan. Perihelikiertymä ei kuitenkaan tuon ajan fyysikoiden silmissä ollut yhtä merkittävä asia kuin se on nykyään. Vaikka teoria ei selitäkään oikein Merkuriuksen perihelikiertymää, siinä valon punasiirtymä menee oikein. Merkittävin ero Nordströmin ja Einsteinin teorioiden välillä on se, ettei Nordströmin teoria ennusta valon kaareutumista painovoimakentän kaareutumisen vaikutuksesta. Jon Kabat-Zinn
Kabat-Zinn sai PhD:n arvon molekyylibiologian alalta 1971 MITistä, jossa hän opiskeli lääketieteen Nobel-palkinnon saaneen Salvador Lurian ohjauksessa. Kabat-Zinnin työ nykyaikaisen terveydenhoidon piirissä on merkittävää. Hän tutkimustyönsä on keskittynyt erityisesti parantamisen psykofyysiseen vuorovaikutukseen sekä tietoisuustaitosovelluksiin kroonista kipua ja stressiperäisiä häiriöitä potevien auttamiseksi. Kabat-Zinn aloitti tietoisuustaitoihin pohjautuvan stressin vähentämisen (MBSR) klinikallaan vuonna 1979. MBSR-menetelmään liittyy mietiskelyä ja joogaharjoituksia, jotka auttavat erilaisista vaivoista kärsiviä tietoisen keskittymisen kautta kohentamaan oloaan. Sen avulla saadaan käyttöön sisäisiä voimavaroja pyrittäessä kohentamaan terveyttä ja hyvinvointia. Kabat-Zinn on työtovereineen tutkinut keskittymisen vaikutusta aivoihin, etenkin stressin aikaisiin tunnetiloihin ja immuunijärjestelmään. Optiikka
Empedokles esitti, että kaikkeus koostui neljästä alkuaineesta: tulesta, vedestä, maasta ja ilmasta. Lisäksi hän väitti Afroditeen tehneen ihmisen silmän ja sytyttäneen silmän sisälle pienen tulen. Tämän pohjalta hän johti niin sanotun emissioteorian ("näkösädeteoria"), jonka mukaan kaikki näkökyky perustuu ”silmän sisäiseen tuleen”. Hänen mukaansa silmä lähetti valoa, joka sai kappaleet näkyviksi. Platon tuki tätä näkemystä. Hänen oppilaansa Aristoteles (noin 330 eaa.) ei kannattanut tätä teoriaa, sillä jos se pitäisi paikkansa, ihmisen pitäisi nähdä pimeässäkin. Aristoteles väitti valon nopeuden olevan ääretön, mikä käsitys säilyi tieteessä pitkään hänen jälkeensäkin. Noin vuosisata ennen Empedoklesta ja Platonia Pythagoras oli ehdottanut näkemisen syyksi niin sanottua vastaanottoteoriaa eli täysin päinvastaista teoriaa, jonka mukaan näköaistimus johtuu silmään heijastuneesta valosta. Platon sai aikalaistensa keskuudessa enemmän kannattajia, joten Pythagoras unohdettiin. Le Sagen gravitaatioteoria
Vuonna 1731 sveitsiläinen matemaatikko Gabriel Cramer julkaisi väitöskirjan, jonka lopussa esiteltiin lyhyesti Fation esittämän kaltainen teoria - mukaan luettuna aineen verkkorakenne, analogia valon kanssa ja varjostus - mutta mainitsematta Fation nimeä. Fatio tiesi, että Cramerilla oli hallussaan kopio hänen alkuperäisestä käsikirjoituksestaan, ja niinpä hän syytti Crameria siitä, että hän vain toisti hänen teoriansa edes ymmärtämättä sitä. Cramer myös kertoi Fation teoriasta Le Sagelle vuonna 1749. Vuonna 1736 saksalainen lääkäri Franz Albert Redeker julkaisi myös samankaltaisen teorian. Ei tiedetä, oliko Redekerillä ja Fatiolla ollut mitään yhteyksiä toisiinsa. Kalkkivalo
Kalkkivalo eli Drummondin valo on valaistus, joka perustuu kuumaan kaasuliekkiin viedyn poltetun kalkin kykyyn säteillä valkoista valoa hehkuessaan. Kalkkivalon kehitti skotlantilainen Thomas Drummond vuonna 1826. Aikoinaan kalkkivaloa käytettiin muun muassa teatterien näyttämöiden valaisemiseen. Sittemmin 1800-luvun jälkipuolelta lähtien kalkkivalo on korvattu sähkövalolla. René Blondlot
Hänet muistetaan kuitenkin ennen kaikkea siitä, että hän pani alkuun yhden 1900-luvun kokeellisen fysiikan suurimmista erehdyksistä ilmoitettuaan vuonna 1903 löytäneensä N-säteet. Nämä oletetut säteet saivat nimensä Nancyn yliopiston mukaan, jossa hän opetti. Niiden väitettiin vahvistavan heikon valon valovoimaa. Vuonna 1904 fyysikko Robert Williams Wood paljasti kuitenkin Nature-lehdessä, että ilmiö oli täysin subjektiivinen eikä sillä ollut mitään fysikaalista perustaa: Blondlot väitti havaitsevansa ilmiön silloinkin, kun Wood oli hänen huomaamattaan poistanut laitteistosta prisman, jota Blondlot oli pitänyt sen havaitsemiselle välttämättömänä. Kvanttimekaniikan historia
Einsteinin valosähköisen ilmiön teoria osoitti, että valolla on sekä aalto- että hiukkasluonne. Vuonna 1924 Louis de Broglie väitti, että samoin on myös elektronien ja muidenkin atomitason hiukkasten laita. Seuraavina vuosina monet fyysikot, erityisesti Werner Heisenberg ja Erwin Schrödinger kehittelivät tätä ajatusta edelleen ja perustivat täten kokonaan uuden fysiikan perusteorian, kvanttimekaniikan. Valo
Alankomaalainen fyysikko Christiaan Huygens sen sijaan väitti jo vuonna 1678 valon olevan aaltoliikettä, joka etenee aaltoina ja tarvitsee väliaineen edetäkseen. Newtonin ja Huygensin ajatukset olivat selvästi ristiriidassa, mutta yli sadan vuoden ajan kummallakin teorialla oli tutkijoiden keskuudessa kannattajia. Vasta Youngin kaksoisrakokoe vuonna 1801 osoitti vakuuttavasti valon käyttäytyvän aallon tavoin. Vähän myöhemmin Etienne Louis Malus (1775–1812) havaitsi ilmiöitä, jotka johtuivat valon polarisoituvuudesta. Augustin Jean Fresnel (1788–1827) päätteli tästä valon olevan poikittaista aaltoliikettä. Sitä vastoin esimerkiksi ääni on pitkittäistä aaltoliikettä. James Clerk Maxwell esitti 1860-luvulla että valoaallot ovat sähkömagneettista aaltoliikettä. Hän totesi, että valon käyttäytymistä voidaan kuvata yhtälöillä, jotka sittemmin nimettiin hänen mukaansa. Nämä löydöt vahvistivat aaltoteorian voittokulkua. Väsyneen valon teoria
Nämä edellytykset tulivat lähes mahdottomiksi täyttää, ja yleiseen suhteellisuus­teoriaan perustuvien puna­siirtymän ja etäisyyden välisen yhteyden selitysten suuri menestys on yksi keskeisimmistä syistä siihen, miksi maailman­kaikkeuden alku­räjähdys­malli on edelleen tutkijoiden parhaana pitämä kosmo­loginen malli. Phong-varjostus
Phong-varjostus perustuu Phongin heijastusmalliin (tai Phongin valaistusmalliin), jonka kehitti vietnamilaissyntyinen tietokonegrafiikan tutkija Bui Tuong Phong Utahin yliopistossa vuonna 1973. Siinä valonlähteestä tulevan valon heijastuminen kappaleesta jaetaan spekulaariin heijastukseen, joka kohdistuu vahvimpana suoraan katsojaan, diffuusiin heijastukseen, joka kohdistuu yhtä vahvana kaikkiin suuntiin ja ambientiin heijastukseen, joka simuloi ympäröivistä kappaleista tulevaa valoa. Heijastuva valo lasketaan spekulaaria, diffuusia ja ambientia komponenttia vastaavista muuttujista (jotka kuvaavat karkeasti kappaleen heijastusominaisuuksia) ja valonlähteen, kappaleen pinnan ja katsojan välisistä kulmista. Isaac Levi
Isaac Levi (30. kesäkuuta 1930 – 25. joulukuuta 2018) oli yhdysvaltalainen filosofi ja Columbian yliopiston John Dewey -oppituolin filosofian professori. Filosofina Levi lukeutui pragmatisteihin. Hän käsitteli erityisesti tietoteoriaa, päätösteoriaa ja tieteenfilosofiaa. Ramansironta
Ramansironta oli ennustettu kvanttimekaanisesti jo ennen Ramanin löytöä. Itävaltalainen Adolf Smekal esitti 1923, että säteilyn energia voisi sironnassa vähentyä perus- ja viritystilan välisellä energiaerolla. Hendrik Anthony Kramers ja Werner Heisenberg kehittivät ajatusta kvanttimekaanisessa sirontateoriassa 1925. Ramanviivojen olemassaolo oli myös Paul Diracin sirontateoriassa. Ranskalainen Yves Rocard oli ennakoinut ramansirontaa teoreettisesti, mutta hän julkaisi tuloksensa vasta Ramanin julkaistua omansa, koska oli halunnut odottaa kokeellista varmistusta. Ryhmä, jossa Rocard oli mukana, oli tutkinut kaasuja, jotka sirottavat huonosti, eikä nesteitä kuten Ramanin ryhmä. Venäläiset Grigori Landsberg ja Leonid Mandelštam havaitsivat Ramanista riippumatta ramansirontaa kvartsissa. He julkaisivat aiheesta ensimmäisen artikkelinsa muutama kuukausi sen jälkeen, kun Raman oli julkistanut tuloksensa. Vaikka termiä "Ramanin ilmiö" alettiin käyttää jo 1928, venäläiset tieteilijät vieroksuivat ilmausta vuosikymmenten ajan. Raman sai Nobelin palkinnon yksin ilmeisesti siksi, että palkintoa ehdotti Ramanille kymmenen fyysikkoa useista maista, kun taas Landsbergia ja Mandelštamia ehdotti vain kaksi venäläistä. Lisäksi Raman julkaisi löydön ensimmäisenä ja osoitti sen yleispätevyyden tutkimalla nesteitä, kaasuja ja kiinteitä aineita. Herääminen
Magnus Enckelliä kiinnosti sielun ja aineen kamppailu. Maailmanlopun tunnelmat eivät häntä kiinnostaneet, vaan yksittäisen ihmisen kamppailut, kuten "Herääminen"-maalauksesta ilmenee. Jo paria vuotta aiemmin ilmestynyt "Lepäävä poika", jossa symbolistinen lapsen mietteliäs puhtaus on luettavissa sekä vuonna 1914 esille tuotu "Lepäävä fauni", jonka päähahmo on lihallisuudestaan ylpeä mies, ovat kaikki samaa teemaa sisältäviä, miettiviä miespuolisia hahmoja kuvaavia töitä. Laser
Albert Einstein loi teoreettisen pohjan lasereille vuonna 1916 Planckin säteilylakia tarkastelleella tutkimuksellaan. Tähän työhön kuitenkin palattiin vasta toisen maailmansodan jälkeen vuonna 1953, kun Charles Townes ja jatko-opiskelijat James Gordon ja Herbert Zeiger rakensivat ensimmäisen maserin. Laite ei kuitenkaan pystynyt jatkuvan säteen tuottoon. Townes jakoi vuoden 1964 Nobelin fysiikanpalkinnon neuvostoliittolaisten Nikolai Basovin ja Aleksandr Prohorovin kanssa, jotka olivat selvitelleet jatkuvan säteen tuottamiseen liittyviä ongelmia. Valonnopeus
1800-luvulle saakka vallalla oli käsitys, että kaiken sähkömagneettisen säteilyn, myös valon, etenemiseen tarvittiin väliainetta. Tätä väliainetta kutsuttiin valoeetteriksi. Vuosisadan lopulla eetteriteorian pohja alkoi murentua Michelsonin-Morleyn kokeen kaltaisten ongelmien takia. Albert Einsteinin vuonna 1905 julkaisemassa erityisessä suhteellisuusteoriassa esitettiin, että valonnopeus on sama kaikille havainnoitsijoille heidän liiketilastaan riippumatta. Tämä vaikutti voimakkaasti käsitykseen ajasta ja avaruudesta kumoten myös eetteriteorian lopullisesti. Fysiikka
Tanskalainen Niels Bohr oli yksi suurimmista kvanttiteorian kehittäjistä ja puolestapuhujista. Bohr esitteli vuonna 1913 mallin atomin rakenteesta. Bohrin mallin mukaan elektronit sijoittuvat ytimen ympärille radoille, joiden energia kasvaa sitä suuremmaksi, mitä kauemmaksi ytimestä mennään. Malli ei kuitenkaan vastannut todellisuutta kovinkaan hyvin, ja myöhemmin malli korvautui kvanttimekaanisella atomimallilla, jonka mukaan elektronit eivät sijaitse tietyssä avaruuden pisteessä vaan ne sijaitsevat tietyllä todennäköisyydellä tietyssä pisteessä.
Kun kvanttiteorian mukaan valolla on sekä aalto- että hiukkasluonne, sai Louis de Broglie vuonna 1924 aiheen olettaa, että samoin on elektronien ja muidenkin alkeishiukkasten laita. Oletus osoittautui oikeaksi ja on kvanttimekaniikan perustana. Kvanttimekaniikan suurimpia kehittäjiä olivat muun muassa Erwin Schrödinger, Paul Dirac ja Werner Heisenberg. Langattoman tiedonsiirron historia
1800-luvulla eli monia tiedemiehiä, jotka ovat vaikuttaneet suuresti langattoman tiedonsiirron syntyyn. James Clerk Maxwell (1831–1879) oli ensimmäinen, joka julkaisi teorian, jonka mukaan valo on sähkömagneettisen aaltoliikkeen muoto. Kyseinen teoria on julkaistu vuonna 1865. Teorian sähkömagneettisesta aaltoliikkeestä Maxwell julkaisi 1873. Yksi tärkeä sähkömagnetismin teorian kulmakivi on Maxwellin yhtälöt. Niiden avulla kuvataan sähköisten ja magneettisten kenttien käyttäytymistä ja vuorovaikutusta. Maxwellin yhtälöt ovat radion ja television perusta ja niiden avulla voidaan myös tutkia muun muassa röntgen-, gamma- ja infrapunasäteilyjä. Väsyneen valon teoria
Esimerkiksi Zwicky pohti, voisiko Comptonin ilmiö selittää puna­siirtymän: Filosofi lampun valossa
Filosofi lampun valossa ("A Philosopher by Lamplight") on englantilaisen Joseph Wrightin maalaus vuodelta 1769. Se on 128,2 × 102 cm:n kokoinen öljyvärimaalaus ja on nykyisin Derbyn kaupunginmuseossa. Taiteilija on siinä sijoittanut valonlähteen kuva-alaan, samoin kuin hän teki useissa myöhemmissä töissään, joista hän tuli kuuluisaksi. Työ tunnetaan myös nimellä "Erakko tutkii anatomiaa" () ja sitä on pidetty taulun "Alkemisti löytää fosforin" rinnakkaisteoksena. Vaikka Wrightin tiedetään perehtyneen luonnontieteelliseen aineistoon ennen näiden töiden maalaamista, hän ei ollut tiedekirjojen kuvittaja, vaan taiteellinen vaikutelma oli hänen ensisijainen päämääränsä. Robert Williams Wood
Wood keskittyi työssään optiikkaan ja spektroskopiaan, mistä hän on myös kansainvälisesti tunnettu. Hän teki myös monia useiden eri alojen keksintöjä. Yksi tällainen keksintö on niin sanottu musta valo, joka tunnetaan myös nimellä Woodin valo. Kvanttimekaniikka
Viimeistään 1900-luvun vaihteessa oli epäilevimmillekin fyysikoille tullut selväksi, etteivät klassinen mekaniikka ja sähkömagnetismi riitä luonnon täydelliseen kuvaamiseen. Mustan kappaleen säteily, valosähköinen ilmiö, Comptonin sironta, atomien diskreetti säteilyspektri tai atomien vakaus ovat esimerkkejä ilmiöistä, joita ei klassisen teorian avulla voitu ymmärtää. Havaintojen selittämiseksi kehittyi muutamien välivaiheiden kautta kokonaan uusi teoria, kvanttimekaniikka. Sen kehitykseen osallistuneista useista fyysikoista tunnetuimmat ovat Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born, Wolfgang Pauli ja Paul Dirac. Fysiikan historia
Ensimmäinen Einsteinin ihmeiden vuoden työ oli Heinrich Hertzin löytämän valosähköisen ilmiön selittäminen. Einstein käytti tässä apunaan Planckin teoriaa energian kvantittumisesta. Einsteinin mukaan valo voi irrottaa metalleista elektroneja, jos siinä on vain tarpeeksi energiaa. Tästä työstä Einstein sai vuonna 1921 Nobelin fysiikanpalkinnon. Valosähköistä ilmiötä käytetään nykyään hyödyksi muun muassa kameroissa ja valokennoissa. Autismi
"Intensiivisen kokemisen teoriaa" (engl. "the intense world theory") kehittänyt aivotutkija Kamila Markram on verrannut autistisen ylikuormittumisen aiheuttamaa tilaa tilaan, joka aiheutuisi krapulan ja useamman peräkkäin valvotun yön yhteisvaikutuksesta. Uupumusta aiheuttavat tekijät voivat liittyä esimerkiksi ympäristöstä tulevaan aistikuormaan tai muiden ihmisten läsnäolon ja kommunikoinnin aiheuttamaan kuormitukseen. On myös mahdollista, että autismin kirjon erityispiirteisiin kuuluva aistimusten ja tunteiden voimakkuus altistaa jo itsessään uupumukselle. Fysiikan historia
Newton vaikutti fysiikkaan laajemmin kuin pelkästään mekaniikassa. Hän tutki paljon optiikkaa ja termodynamiikkaa. Newtonin mittaukset optiikassa olivat tarkkoja ja perusteellisia. Newton julkaisi optiikkaa käsittelevät työnsä vuonna 1704 teoksessaan "Opticks". Prisman aiheuttama spektri tunnettiin jo ennen Newtonia, mutta kunnia valon hajoamisen selittämisestä annetaan Newtonille, joka ymmärsi ensimmäisenä, että valkoinen valo koostuu kaikista näkyvän valon väreistä ja prismaan osuessaan valo hajoaa spektriin. Näin ollen hajonnut valo on yhdistettävissä toisella prismalla uudelleen valkoiseksi valoksi. Newtonin mielestä valo koostui hiukkasista, jotka ovat erikokoisia ja -luonteisia valon eri väreille. Newtonin optiikan tutkiminen johti myös peilikaukoputken keksimiseen. Newton havaitsi, että eri värinen valo taittui materiaaleissa eri tavalla. Havainto johti keksintöön, että eriväristen valojen fokusoituvuus eri etäisyyksille linssikaukoputkessa aiheutti kuvien suttuisuuden ja että olisi mahdotonta valmistaa sellaista linssiä, jossa kaikki valo fokusoituisi samalle tasolle. Tämän seurauksena Newton keksi oman versionsa peilikaukoputkesta, jossa ei esiinny väriaberraatiota. Richard C. Duncan
Richard Duncan on maailman energiantuotannon nopeaa alenemista koskevan Olduvai-teorian pääasiallinen kehittäjä. Hän on sähkötekniikan diplomi-insinööri (1969) sekä systeemitekniikan tohtori (1973) Washingtonin yliopistosta. Hän on opettanut tekniikan alaa, työskennellyt Learjetille ja Boeingille sekä toiminut sähkövoimatekniikan alalla. Vuonna 1992 hän perusti instituutin "Institute on Energy and Man". Väsyneen valon teoria
Samaan aikaan ilmiölle esitettiin muitakin selityksiä, jotka eivät olleet sopu­soinnussa yleisen suhteellisuus­teorian kanssa. Edward Milne esitti mallin, jonka mukaan suuri räjähdys selittäisi puna­siirtymät. Hänen mallinsa oli kyllä sovitettavissa yhteen erityisen, mutta ei yleisen suhteellisuus­teorian kanssa. Toiset esittivät, että jotkin systemaattiset ilmiöt selittäisivät puna­siirtymän ja etäisyyden välisen korrelaation. Tällaisten teorioiden joukkoon kuuluu myös Fritz Zwickyn vuonna 1929 ehdottama ”väsyneen valon” mekanismi. Zwicky esitti, että kulkiessaan suunnattomia välimatkoja staattisessa maailman­kaikkeudessa fotonit menettäisivät hitaasti energiaa vuoro­vaikuttaessaan aineen tai toisten fotonien kanssa taikka jollakin ennestään tunte­matto­malla fysikaalisella mekanismilla. Koska energian vähennys johtaa valon aallon­pituuden kasvuun, tämä ilmiö saisi valon spektriviivoissa aikaan puna­siirtymän, joka kasvaisi verrannollisena valon­lähteen etäisyyteen. Muutamaa vuotta myöhemmin Richard Tolman antoi tälle oletetulle ilmiölle nimen ”väsynyt valo” (). Valosähköinen ilmiö
Einsteinin matemaattinen muotoilu ilmiölle on vuodelta 1905, jolloin hän julkaisussaan "Uber einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt" esitti, että sähkömagneettista säteilyä voisi kuvata tietynsuuruisina energiapaketteina, kvantteina (nyk. fotoni). Valokvanttien idea oli ristiriidassa James Maxwellin sähkömagneettista säteilyä kuvaavien yhtälöiden kanssa, ja sen kanssa että energia oletettiin jatkuvasti jakautuneeksi. Vielä sen jälkeen kun kokeet näyttivät Einsteinin teoriat tarkoiksi, ajatusta fotoneista ei yleisesti hyväksytty. Einsteinin kaava ennusti irrotettujen elektronien energian kasvavan lineaarisesti säteilyn taajuuden funktiona. Robert Millikan näytti tämän todeksi 1915. Hyljätyt
Ishamael tunnettiin Legendojen Aikakaudella nimeltä Elan Morin Tedronai ja oli maailmankuulu filosofi jonka teokset olivat erittäin suosittuja. Ainoassa Mahdissa hän oli itse Lewis Therinin vahvuinen, eli niin vahva kuin on mahdollista. Hänellä on myös yksi Lahja: Parantaminen.
Filosofiassa oli myös Ishamaelin siirtyminen varjon puolelle, kun Aukko oli porattu päätteli hän teoreettisesti loputtomien mahdollisuuksien jälkeen Pimeä Valtias on jossain vaiheessa voittava.
Ishamael oli luultavasti ensimmäinen Kanavoiva ihminen joka vannoin itsensä Pimeälle valtiaalle ja tuli samalla ensimmäiseksi Hyljätyksi. Ishamaelin julistautuessa julkisesti Varjon puolelle Aes Sedaitten kokouksen aikana, hän aiheutti maissiivista kaaosta josta hänen nimensä tulee, Toivon Pettäjä.
Varjon Puolella hän ei koskaan komentanut joukkoja vaan toimi takana eräänlaisena käskynhaltijana. Lewis Therin kuitenkin kukisti hänet Paaren Disenin porteilla.
Lopulta hänet vangittiin Shayol Ghuliin muiden Hyljättyjen kanssa, mutta hän ei ollut täysin vangittu. Luultavasti Ishamael pääse 1000 vuoden välein vaikuttamaan maailmaan. Ensimmäisen kerran Maailman Murtumisen aikana, toisen kerran hän aloitti Trollokkisodat, kolmannella kerralla tuhosi Haukansiiven valtakunnan ja neljännellä kerralla pääsi lopullisesti vapaaksi.
Kaiken tämän aikaa Ishamael oli kuolematon (Rand tappoi hänet kahdesti) niin ruummiillisesti kuin ajallisesti, Ainoan Mahdin tuoma ylivalta alkeellisessa maailmassa ja täydellinen valta Varjon joukoissa teki Ishamaelista mielipuolen. Hän uskoi itse olevansa Pimeä Valtias. Ishamael Kanavoi kaiken tämän ajan Tosimahtia joka muutti hänen "päänsä" palavaksi pätsiksi aina kun häntä katsoi silmiin tai puhuessaan suuhun.
Lopulta Ishamael kuoli Tearin Kalliossa aliarvioituaan pahasti uudelleensyntyneen Lohikäärmeen. Rand pisti häntä Callandorilla rintaan leikattuaan hänet ensin irti Pimeästä Valtiaasta. Matin mukaan Ishamaelin ruumis "mätäni nopeasti".
Pimeä Valtias kuitenkin antoi Ishamaelille uuden ruumiin ja nimesi hänet Moridiniksi ja antoi korkeimman mahdollisen arvon, Nae'blis eli Pimeän Valtiaan maanpäälinen hallitsija.
Kuolema ei lainkaan vähentänyt Ishamael-Moridin hulluutta, yhä hän kanavoi Tosimahtia sen "mahtavuuden" takia seurauksista välittämättä. Väsyneen valon teoria
Zwickyn omat ehdotukset esitettiin huolellisesti niin, että myöhemmät havainnot saattaisivat falsifoida ne: Niels Ryberg Finsen
Niels Ryberg Finsen (15. joulukuuta 1860 Tórshavn, Färsaaret – 24. syyskuuta 1904 Kööpenhamina, Tanska) oli färsaarelainen lääkäri, joka tutki auringonvalon vaikutusta elintoimintoihin. Hän keksi ns. Finsenin lampun, jota käytetään ihotuberkuloosin ja trakooman hoidossa. Vuonna 1903 hänelle myönnettiin Nobelin lääketieteen palkinto. Schrödingerin yhtälö
Schrödingerin yhtälöä ei voida johtaa klassisen fysiikan avulla, vaan se perustuu kokonaan kvanttiteoriaan. Kvanttiteoria sai alkunsa Max Planckin vuonna 1900 esittämästä ja Albert Einsteinin vuonna 1905 edelleen kehittämästä teoriasta, jonka mukaan sähkömagneettiset aallot syntyvät aina tietyn kokoisina "paketteina", kvantteina eli fotoneina, ja yhden fotonin energia riippuu aallon taajuudesta yhtälön Väsyneen valon teoria
Punasiirtymä on suoraan havaittavissa, ja kosmologit käyttävät sitä suorana mittana sille, kuinka kauan kaukaisimmista kohteista lähtenyt valo on ollut matkalla. Usein kohteiden etäisyys ilmaistaankin puna­siirtymänä eikä vuosina tai valovuosina. Tällaisella asteikolla alkuräjähdys vastaa ääretöntä puna­siirtymää. Vaihtoehtoisissa gravitaatioteorioissa, joiden mukaan maailmankaikkeus ei laajene, on esitettävä vaihto­ehtoinen selitys puna­siirtymän ja etäisyyden väliselle yhteydelle, joka yleisen suhteellisuus­teorian mukaisesta metriikan laajenemisesta seuraa suoraan. Sellaisia teorioita sanotaan toisinaan ”väsyneen valon kosmologioiksi”, vaikkeivät kaikki tällaisten esittäjät välttämättä ole tietoisia historiallisista edeltäjistään. Valo (kirja)
Ed Chinese on Seria Maun ajassa elävä entinen seikkailija, nykyinen narkomaani, joka joutuu monien seikkailuiden jälkeen päätyy pienelle asteroidille, missä hän tapaa Kearnyn pelkäämän varjon, joka osoittautuu muukalaisrodun edustajaksi. Kyseinen rotu on luonut ihmiset tutkiakseen "singulariteettia ilman tapahtumahorisonttia". Kirjan lopussa Ed ja avaruusolento lähtevät tutkimaan kyseistä ilmiötä. Arthur Eddington
Eddington on tullut kuuluisaksi suhteellisuusteoriaan liittyvistä tutkimuksistaan. Hän kirjoitti monia artikkeleja, joissa hän teki tunnetuksi ja selosti Einsteinin yleistä suhteellisuus­teoriaa englannin­kieliselle maailmalle. Ensimmäinen maailmansota oli suuresti rajoittanut eri maiden tiede­miesten välistä yhteyden­pitoa, minkä vuoksi saksalaiset tieteen tulokset eivät olleet kovin tunnettuja Englannissa eivätkä päin­vastoin. Eddington johti myös tutkimus­retki­kuntaa, joka havainnoi auringonpimennystä 29. toukokuuta 1919 ja joka johti yhteen ensimmäisistä suhteellisuus­teorian vahvistaneista havainnoista, ja hän tuli tunnetuksi myös teorian kansan­tajuistamisesta. Chen Ning Yang
Zhen-Ning Franklin Yang () (s. 22. syyskuuta 1922) on yhdysvaltalaiskiinalainen fyysikko, joka on työskennellyt statistisen fysiikan ja symmetriaperiaatteiden parissa. Vuonna 1957 hän sai yhdessä Tsung-Dao Leen kanssa Nobelin fysiikanpalkinnon teoriasta, jonka mukaan alkeishiukkasten heikossa vuorovaikutuksessa ei ole pariteetti­symmetriaa. Teorian todensi kokeellisesti Chien-Shiung Wu. Valo
Vuonna 1900 mustan kappaleen säteilyä koskevassa tutkimuksessaan Max Planck havaitsi kuitenkin, että valoaallot muodostuvat energiapaketeista. Näitä energiakvantteja alettiin kutsua fotoneiksi. Albert Einstein taas selitti valosähköisen ilmiön vuonna 1905 Planckin kaavojen avulla. Einsteinin ja Planckin tutkimuksen johtivat kvanttimekaniikan kehittymiseen ja teoriaan, jonka mukaan valolla on sekä hiukkas- että aaltoluonne. Christopher A. Pissarides
Pissarides on yhdessä muiden Nobel-palkittujen kanssa kehittänyt etsintäteoriaa ja kohtaantoteoriaa sekä niihin liittyvää kitkatyöttömyyttä. Prospektiteoria
Prospektiteoria (engl. "Prospect Theory") on psykologiaa sekä taloustieteitä yhdistävä käyttäytymistaloustieteellinen malli inhimillisestä päätöksenteosta epävarmuuden vallitessa. Prospektiteorian ovat kehittäneet psykologi Daniel Kahneman ja kognitiotieteilijä Amos Tversky vuonna 1979 julkaistussa tieteellisessä artikkelissa nimeltä "Prospect Theory: An Analysis of Decision under Risk". Tutkijoiden Kahneman & Tversky (1979) kehittämä prospektiteoria on heidän mukaansa "sopivampi" deskriptiivinen vaihtoehto kuvaamaan taloudellisten toimijoiden päätöksentekoa, kuin taloustieteen normatiivinen valtavirtanäkemys "odotetun hyödyn teoriasta". Tutkijoiden mukaan sijoittajat tekevät ennemminkin päätöksiä perustuen voittojen ja tappioiden mahdolliseen arvoon, kuin itse lopputulokseen. Kahneman & Tversky (1979) perustelevat myös, että näihin sijoituspäätöksiin päädytään odotetun hyödyn teorian aksioomien orjallisen noudattamisen sijaan heuristisia prosesseja hyödyntämällä. Toisin kuin normatiiviset teoreettiset mallit, jotka pyrkivät määrittelemään sitä miten asioiden tulisi olla, deskriptiivinen prospektiteoria yrittää havainnollistaa sitä miten taloudelliset toimijat oikeasti tekevät päätöksiä rahoitusmaailmassa. Teoria on ollut keskeisessä roolissa niin sanotun "behavioristisen rahoituksen" koulukunnan synnyssä, ja sitä on myös kuvailtu "mullistavaksi" tai "uraauurtavaksi". Psykologi Kahneman palkittiin työstään taloustieteiden Nobel-palkinnolla vuonna 2002 yhdessä laboratorio-oloissa tehtäviin kokeisiin erikoistuneen Vernon Smithin kanssa. Väsyneen valon teoria
Samassa artikkelissa Zwicky huomautti myös, että väsyneen valon mallin mukaan etäisyyden ja puna­siirtymän välisen yhteyden pitäisi esiintyä oman galaksissamme tähtienkin valossa, joskin tämä puna­siirtymä saattaisi olla niin vähäinen, että se olisi vaikea mitata. Oman galaksimme valon­lähteistä hän kirjoittikin: ”Olisi erityisen toivottavaa, että puna­siirtymä voitaisiin määrittää kohteiden omasta nopeudesta riippumatta.” Tämän vuoksi tähtitieteilijät ovat kärsivällisesti kartoittaneet galaksin kolmi­ulotteisen nopeus-sijainti-faasi­avaruuden ja havainneet galaktisten kohteiden puna- ja sini­siirtymien olevan spiraali­galaksin tilastollisen jakauman mukainen, jotta sisäisen puna­siirtymän vaikutus ei häiritsisi tuloksia. Isaac Newton
Newton katsoi partikkelifilosofiansa mukaisesti valon koostuvan hiukkasista. Toisaalta hän tutki paljon ilmiöitä, kuten valon interferenssiä, joita ei voitu selittää hiukkasten avulla. Alankomaalainen fyysikko Christiaan Huygens osoitti vuonna 1678 valon olevan aaltoliikettä. Newtonin ja Huygensin ajatukset olivat selvästi ristiriidassa, ja kilpailu teorioiden paremmuudesta kesti vielä 1850-luvun alkuun saakka. Newtonin teoriaa pidettiin heikompana kuin Huygensin, mutta Newtonin saavutukset mekaniikassa olivat niin vakuuttavia, ettei hänen optiikkaa käsitteleviä teorioitaan uskallettu kyseenalaistaa. Myöhemmin pystyttiin osoittamaan, että valolla on sekä hiukkas- että aaltoluonne. David Brewster
Sir David Brewster (11. joulukuuta 1781 – 10. helmikuuta 1868) oli skotlantilainen tutkija ja kirjoittaja. Hän on tunnettu erityisesti valoa koskevista tutkimuksistaan sekä kaleidoskoopin keksimisestä. Valoeetteri
Myös viime aikoina on esitetty erilaisia eetterihypoteeseja, mutta niitä pidetään yleisesti näennäistieteenä. Niissä alkuperäistä eetterihypoteesia on kehitetty edelleen – joskin pohjalla on edelleen vanha ajatus mekanistisesta kimmoisasta värähtelevästä aineksesta tai taustarakenteesta, joka sekä synnyttää aalto- ja hiukkasilmiöt että siirtää ne. Esimerkki tällaisesta teoriasta on Kauko Niemisen eetteripyörreteoria. Optiikka
Ensimmäisenä todellisena valoa tutkineena kreikkalaisena voidaan pitää paremmin geometrisista ansioistaan tunnettua Eukleidesta, joka kirjoitti aiheesta kirjan, "Optiikka". Eukleides tutki valoa samaan tapaan kuten geometriaakin, esittämällä joukon aksioomia ja johtamalla niistä kaikki muut tuntemansa valon ominaisuudet. Hän kirjoitti yhteensä seitsemän aksioomaa, joista tärkeimpiä olivat seuraavat:
Eukleides tuki Empedokleen näkemystä. Eukleides tutki siis geometrista optiikkaa, mutta ei missään vaiheessa selventänyt valon fysikaalisia ominaisuuksia. Hänen jälkeen geometrisen optiikan teoriaa täydensi Heron Aleksandrialainen. Hän osoitti "Katoptiikka"-teoksessaan (oppi valon heijastumisesta) oivaltaneensa sen, että valo heijastuessaan rajapinnasta kulkee aina lyhintä mahdollista reittiä. Myös antiikin ensimmäisenä kokeellisena fyysikkona pidetty Arkhimedes tutki valon heijastumista sekä taittumista, mutta hänen kirjoituksensa ovat tyystin hävinneet. Eräänä esimerkkinä hänen rakentamana optiikan sovellutuksena on peilien käyttö valon kokoamiseen ja vihollislaivaston polttamiseen. Nykyään kuitenkin epäillään, oliko tällainen laitteisto mahdollinen. Max Planck
Berliinissä Planck piti paljon erinomaisia luentoja. Hän tutki termodynamiikkaa, ja erityisesti häntä kiinnosti niin sanottu mustan kappaleen säteily. Hän johti Wienin ja Rayleigh’n tuloksista Planckin lakina tunnetun yhtälön. Kaksi kuukautta myöhemmin hän johti omasta yhtälöstään kokonaisen teorian. Samalla hän hylkäsi klassisen fysiikan käsityksen energiasta ja esitteli oman mallinsa energian diskreettisyydestä. Ajatuksensa Planck esitteli 14. joulukuuta 1900 "Deutsche Physikalische Gesellschaftin" kokouksessa. Tästä tuli myöhemmin hänen tunnetuin työnsä, josta hän sai vuonna 1918 Nobelin fysiikanpalkinnon. Työn vaikutus koko fysiikkaan on niin suuri, että joulukuun 14. päivää pidetään modernin fysiikan syntymäpäivänä. Työ sai kuitenkin aluksi osakseen vastustusta, Planck itsekin halusi epäillä omaa työtään. Vaikka Planckin ajatus energian diskreettisyydestä oli aivan uudenlainen ajatus, ei siihen kiinnitetty huomiota, edes Planck itse ei kiinnittänyt. Itse teoriaa pidettiin muutoin mielenkiintoisena. Niels Bohr vahvisti lopullisesti teorian vuonna 1913 tutkittuaan spektriviivojen paikkoja. Vaikka Planckia pidetään yleisesti kvanttimekaniikan perustajana, hän itse teki varsin vähän tutkimustyötä kvanttimekaniikan kehittymisen hyväksi. Ernst Gehrcke
Ernst Johann Gehrcke (1. heinäkuuta 1878 Berliini – 25. tammikuuta 1960 lähellä Berliiniä) oli saksalainen fyysikko. Hänet tunnetaan erityisesti suhteellisuusteorian vastustajana sekä valon diffraktioon käytettävän Lummer-Gehrcke -lautasen kehitämisestä. John Bardeen
Bardeen palasi akateemiseen maailmaan 1951 siirtyessään Illinoisin yliopistoon. Hänen ensimmäinen jatko-opiskelijansa oli Nick Holonyak, joka keksi myöhemmin LEDin. Bardeen työskenteli Leon Cooperin ja Robert Schriefferin kanssa tuottaakseen perusselityksen suprajohtavuudesta. Tämä työ, jota kutsutaan heidän nimiensä alkukirjainten mukaan BCS-teoriaksi, toi Nobelin palkinnon 1972. Terminen emissio
Elektronin irrotustyö metallin pinnasta on keskeinen käsite myös tutkittaessa ns. valosähköistä ilmiötä. Albert Einstein julkaisi vuonna 1905 muiden käänteentekevien töidensä ohella ilmiötä koskevan tutkielman. Ilmiötä koskevasta työstään hän sai myöhemmin Nobelin palkinnon. Arthur Eddington
Ensimmäisen maailmansodan aikana Eddington oli Royal Astronomical Societyn sihteeri. Sen vuoksi hän sai ensimmäisenä haltuunsa Willem de Sitterin kirjeet, jotka koskivat Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa. Eddington oli yksi ensimmäisistä tähti­tieteilijöistä, jotka olivat matemaattisesti tarpeeksi lahjakkaita ymmärtääkseen sitä, ja lisäksi inter­nationalististen ja pasifististen mieli­piteidensä vuoksi hän oli yksi harvoista, jotka tuohon aikaan olivat kiinnostuneet perehtymään saksalaisen fyysikon kehittämään teoriaan. Hänestä tuli pian suhteellisuusteorian tärkein kannattaja ja tunnetuksi tekijä Britanniassa. Hän ja Kuninkaallinen tähti­tieteilijä Frank Watson Dyson järjestivät vuoden 1919 auringon­pimennyksen aikana kaksi retki­kuntaa tekemään havaintoja, joista piti tulla Einsteinin teorian ensimmäinen empiirinen testi: oli mitattava valon­säteiden taipuminen auringon gravitaatio­kentässä. Itse asiassa Eddington oli sodan aikana välttynyt joutumasta vankilaan juuri siksi, koska Dyson oli korostanut, että hänen asian­tuntemuksensa olisi tässä hankkeessa välttämätön.
Sodan jälkeen Eddington matkusti Principen saarelle Afrikan länsirannikolle tutkimaan 29. toukokuuta 1919 tapahtunutta auringonpimennystä. Pimennyksen aikana hän otti valokuvia tähdistä, jotka näkyivät Auringon suunnalla. Kuten yleinen suhteellisuusteoria ennusti, tähdet, joista Maahan tulleet säteet kulkivat läheltä Auringon ohi, näyttivät hieman siirtyneen paikoiltaan, koska niiden valo taipui Auringon gravitaatiokentässä. Tämä ilmiö on havaittavissa vain täydellisen auringon­pimennyksen aikana, koska muulloin Auringon kirkkaus peittää tähdet kokonaan näkyvistä. Eddington osoitti, että Newtonin gravitaatioteoriaakin tosin voitaisiin tulkita niin, että gravitaatio vaikuttaa myös valoon, mutta tämä taipuminen olisi suuruudeltaan vain puolet Einsteinin ennustamasta. Kvantittuminen
Vuonna 1905 Albert Einstein tutki Heinrich Hertzin vuonna 1887 keksimää valosähköistä ilmiötä, jossa metallista irtoaa elektroneja, kun sitä valaistaan tietyn aallonpituuden alittavalla valolla. Einstein keksi että tuleva valo absorboituu kvantteina, ja vain tietyn energian ylittävä valopaketti, "fotoni", pystyy irrottamaan elektronin metallista. Tämä oli mielenkiintoinen ajatus, koska Thomas Young oli osoittanut jo 1803, että valon taipuminen hilassa todistaa sen olevan aaltoliikettä. Valon täytyy siis olla yhtä aikaa aaltoliikettä ja hiukkasia. (Katso: aalto-hiukkas-dualismi) Optiikka
Siinä missä 1600-luvulla optiikka kehittyi tähtitieteen vaikutuksessa, niin 1800-luvun puolivälissä se sai vetoapua sähkö- ja magnetismitutkimuksista. Michael Faraday pani merkille, että lineaarisesti polarisoidun valon polarisaatiotaso kääntyy magneettikentässä. Tätä sanotaan Faradayn kiertymäksi. Koska magneettikenttä vaikutti valoon, valolla oli oltava yhteys sähköön ja magnetismiin. Skotti James Clerk Maxwell sittemmin selitti tämän yhtälöidensä avulla: valo oli kapea osa sähkömagneettista säteilyä, minkä todensi kokeellisesti lopulta Heinrich Hertz. Väsyneen valon teoria
Zwickyn jälkeen Edwin Hubble ja Richard Tolman vertasivat vuonna 1935 etääntymisestä aiheutuvaa puna­siirtymää muista syistä aiheutuvaan ja kirjoittivat: Claude Cohen-Tannoudji
Claude Cohen-Tannoudji (s. 1. huhtikuuta 1933) on ranskalainen fyysikko, joka on tutkinut atomien ja fotonien vuorovaikutusta, muuta kvanttifysiikkaa ja optiikkaa. Hän sai Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1997 yhdessä Steven Chun ja William Daniel Phillipsin kanssa kehittelemästään tavasta jäähdyttää ja ottaa kiinni atomeita laserilla. Eugene Wigner
Eugene Paul Wigner (; 17. marraskuuta 1902 Budapest, Unkari – 1. tammikuuta 1995 Princeton, Yhdysvallat) oli unkarilainen fyysikko ja matemaatikko, joka sai Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1963 atomiydinten ja alkeishiukkasten teorioiden kehittämiseen liittyvästä työstä. Wigneriä kuvataan joskus hiljaiseksi neroksi, jolla oli Einsteinin äly, mutta ei samaa itsensä ilmaisemisen lahjaa. Wigner tunnetaan teoriasta, joka selittää kvanttimekaniikassa vallitsevaa symmetriaa, atomin ytimen tutkimuksista sekä useista teoreemoistaan. Erityinen suhteellisuusteoria
Valon tiedettiin liikkuvan tyhjiössä valonnopeudella jo pitkään ennen Einsteinin suppeaa suhteellisuusteoriaa. 1865 James Maxwellin sähkömagnetismin teoria ennusti valon olevan sähkömagneettinen aalto, ja ennusti tyhjiön permittiivisyyden ε ja tyhjiön permeabiliteetin µ avulla valonnopeuden c olevan tyhjiössä Väsyneen valon teoria
Zwicky itsekin piti teoriansa heikkona kohtana sitä, että mikä tahansa valon siroaminen saisi kaukaiset kohteet näkymään epäselvemmin kuin todellisuudessa on laita. Myöhemmin on lisäksi osoitettu, että galaksien pintakirkkaus kehittyy ajan kuluessa, ja myös kosmologisten lähteiden aikadilaatiota ja kosmisen tausta­säteilyn spektriä on tutkittu. Tällöin on havaittu ilmiöitä, joita ei esiintyisi, jos kosmologinen puna­siirtymä johtuisi valon sironta­ilmiöistä, olivatpa nämä minkä laatuisia tahansa. Vaikka uusia muunnelmia väsyneen valon teorioista edelleen silloin tällöin esitetään, havainnot eivät tue niitä ja nykyisin useimmat valta­virran astro­fyysikot eivät pidä niitä edes vakavan huomion arvoisina. Albert Einstein
Einsteinia innostivat Planckin teoria energiapaketeista ja myös Heinrich Hertzin huomio siitä, että kipinän kirkkaus kasvaa, kun kipinöintialueelle kohdistetaan ultraviolettisäteilyä. Einstein kyseenalaisti eetterin jo opiskeluvuosinaan, ja vaikuttaisi siltä, että Einstein keksi valokvantit jo vuonna 1901. Einstein ei kuitenkaan julkaissut ajatustaan missään virallisesti. Ihmevuotenaan 1905 hän julkaisi viisisivuisen artikkelin, joka käsitteli sähkö­magneettisen säteilyn kvanttiluonnetta ja valosähköistä ilmiötä. Sen sijaan, että Planckin vuonna 1900 esittämän teorian mukaan vain lämpösäteily syntyy tietyn suuruisina kvantteina, Einsteinin mukaan kvantti­luonne on aina ominaista valolle ja muille sähkö­magneettisen säteilyn muodoille, syntyvätpä ne millä tavalla tahansa. Tämän olettamuksen avulla Einstein selitti valosähköisen ilmiön ominaisuudet. Valokvantti sai myöhemmin nimen fotoni. Väsyneen valon teoria
Erwin Finlay-Freundlich ehdotti 1950-luvulla, että puna­siirtymä aiheutuisi siitä, että havaitut fotonit ovat menettäneet energiaansa kulkiessaan säteily­kentän läpi.. Häneen viitaten saman teorian hyväksyi myös Manchesterin yliopiston professori P. F. Browne Nature-lehdessä vuonna 1962 julkaistussa kirjoituksessaan. Kosmologian huomattavimpiin tutkijoihin kuuluva Ralph Asher Alpher kirjoitti Nature-lehteen kolme kuukautta myöhemmin kirjeen vastatakseen tähän olettamukseen, jota hän ankarasti arvosteli, sillä ”mitään yleisesti hyväksyttyä fysikaalista mekanismia ei ole esitetty tähän menetykseen”. Väsyneen valon teoria
Siihen saakka, kunnes WMAP-avaruus­luotain ja nyky­aikaiset puna­siirtymän kartoitukset aloittivat niin sanotun ”tarkkuus­kosmologian aika­kauden”, väsyneen valon malleja saatettiin silloin tällöin julkaista valta­virran julkaisuissa. Eräs sellainen julkaistiin Nature-lehessä helmi­kuussa 1979, ja siinä oletettiin fotonien hajoavan kaareutuvassa aika-avaruudessa. Viisi kuukautta myöhemmin tätä teoriaa arvosteltiin samassa aikakauskirjassa, sillä se lainkaan sopinut yhteen niiden havaintojen kanssa, joita oli tehty gravitaatiopunasiirtymästä ja siihen liittyvästä Auringon reuna­tummenemisesta. Vuonna 1986 "Astrophysical Journal"issa julkaistiin artikkeli, jonka mukaan väsyneen valon teoriat selittäisivät puna­siirtymän paremmin kuin kosminen laajeneminen, mutta kymmenen kuukautta myöhemmin samassa aika­kaus­kirjassa osoitettiin, etteivät sellaiset väsyneen valon mallit olleet sopu­soinnussa viimeisimpien havaintojen kanssa. Kun kosmo­logiset mittaukset tulivat yhä tarkemmiksi ja havainto­tietojen tilastollinen aineisto parani, väsyneen valon teoriat voitiin lopulta katsoa todistetun niin selvästi vääriksi, että vuonna 2001 Charles Seife saattoi kirjoittaa niiden kuuluvan ”lujasti fysiikan ulko­reunalle jo 30 vuotta sitten”. Spekula­tiivisissa julkaisuissa sellaisia kuitenkin esitetään toisinaan edelleen. Väsyneen valon teoria
On havaittu useita ilmiöitä, joiden selittäminen väsyneen valon avulla on perustavalla tavalla ongelmallista: Gunnar Nordström
Nordströmin painovoimateoriaa pidettiin Einstein vuonna 1915 julkaisemasta yleisestä suhteellisuusteoriasta huolimatta sen merkittävänä kilpailijana. Tätä mieltä oli muun muassa Max von Laue. Kokeellinen osoitus Einsteinin teorian paremmuudesta tehtiin vuonna 1919, jolloin auringonpimennyksen aikana havaittiin valon kaareutuvan painovoiman vaikutuksesta. Tätä kaareutumista ei Nordströmin teoria ennustanut. Värioppi
Jo antiikissa pohdittiin väriä. Aristoteleen väriä koskevilla ajatuksilla oli pitkään arvovaltainen asema. Uuden näkökulman väreihin toi Isaac Newton teoksessaan "Opticks" vuonna 1704. Hänen vaikutuksestaan fysiikasta ja optiikasta tuli tärkeä osa värioppia. Siinä valo ja valon väri ovat tärkeitä värin selittäjiä. Goethe julkaisi oman värioppinsa vuonna 1810, osin vastaväitteenä Newtonille.