Vision auf Titan/früher Erde und die technischen Einzelheiten einer Kreatur, die im nahen Infrarot sieht

Ich versuche, eine außerirdische Spezies zu entwickeln, die auf Titan leben könnte, und zunächst dachte ich, es wäre einfach, wenn die Spezies in der Lage wäre, gelbes, rotes und nahes Infrarotlicht zum Sehen zu verwenden.

Aber dann wurde mir klar, dass die Fenster in der Atmosphäre von Titan nicht so günstig platziert sind wie die der Erde und dass blinde Flecken durch die Absorptionslinien bestimmter Chemikalien verursacht werden könnten, wobei die störendsten Absorptionslinien die der Flüssigkeit auf der Oberfläche von Titan sind.

Meine Frage ist, ob es ein Fenster für Titans Atmosphäre und Titans Flüssigkeit gibt? Würde dies zu einer Flüssigkeit führen, die für unsere Augen ähnlich wie Wasser aussieht, oder zu einer Flüssigkeit, die fast undurchsichtig erscheint?

Eine Welt, in der „Wasser“ undurchsichtig ist, klingt nach einer faszinierenden Gelegenheit, Geschichten zu schreiben, weil es als Konzept so erschreckend ist, aber ich habe keine Ahnung, wie flüssiges Methan/Ethan ist.

Wasser im sichtbaren Licht im Vergleich zum nahen Infrarot

Wenn die Flüssigkeit undurchsichtig ist, wie wirkt sie sich auf die Fähigkeit einer Kreatur aus, überhaupt zu sehen, da die meisten Augen Flüssigkeiten enthalten? Müsste ich die Klapperschlangenlösung für das Infrarotproblem kopieren und wie müssten sich die Augen einer Kreatur (oder ein anderer Sehapparat) ändern, um nahes Infrarot zu sehen?

Die Atmosphäre von Titan ist meines Wissens ein chemisch sehr komplexes und noch nicht vollständig verstandenes Phänomen. Da schwimmt jede Menge Stickstoff, Methan und Argon, aber auch jede Menge anderes, derzeit noch nicht einmal identifiziertes Zeug herum. Die Seen auf Titan scheinen nahezu vollkommen klar zu sein. Aber wie sich das alles zu einer Antwort auf Ihre Frage summiert, weiß ich nicht.

Antworten (2)

Es gibt drei Konzepte, mit denen wir uns befassen müssen: Absorption, Transmission und Reflexion. ( Guter Ausgangspunkt hier .) Denken wir an Flüssigkeiten, die sich einem Sieb nähern.

  • Die Absorption ist ein Maß dafür, wie viel das Sieb einfängt und hält (Licht wird nicht hindurchdringen, aber es wird auch nicht davon reflektiert).

  • Die Durchlässigkeit ist ein Maß dafür, wie gut das Sieb Dinge passieren lässt (Licht geht durch das Material, ohne anzuhalten).

  • Reflexion ist ein Maß dafür, wie gut das Material vom Sieb abprallt (Licht prallt vom Material ab).

Ich mag auch die Kirschanalogie. Jemand wirft dir eine Kirsche zu. Hast du dich geduckt, die Kirsche vorbeiziehen lassen (Transmission), die Kirsche mit deinem Mund gefangen und geschluckt (Absorption) oder sie gefangen und den Samen ausgespuckt (Reflexion)? Lachen Sie nicht, Metaphern sind selten perfekt.

Vereinfacht gesagt haben Wasser und Glas eine hohe Durchlässigkeit, eine geringe Absorption und wenig Reflexion, wenn sie direkt betrachtet werden. (Ändern Sie jedoch Ihren Blickwinkel ... jetzt kommt die ganze Physik über Lichtübergänge zwischen Medien ins Spiel).

Ein gewöhnliches grünes Blatt hat ein hohes Absorptionsvermögen für rote Wellenlängen, ein hohes Reflexionsvermögen für blaue und grüne Wellenlängen und eine geringe bis keine Durchlässigkeit. Das heißt, Sie sehen grün, sehen nicht rot, und der Boden unter dem Blatt ist dunkel.

Die IR-Absorption von Wasser ist sehr gut

Wasser absorbiert IR . Keine Reflexion, kein IR am Boden des Beckens, es ist undurchsichtig.

Bevor ich fortfahre, denken Sie daran, „wie wir es sehen“ von „wie es gesehen werden würde“ zu trennen. Wir „sehen“ das Grün, das von einem Blatt reflektiert wird, sodass es undurchsichtig (und grün) aussieht. Wir sehen das vom Blatt absorbierte Rot nicht, also ist es "unsichtbar" (was bedeutet, dass es nicht rot aussieht, wenn es nur in das rote Spektrum schaut, würde es schwarz aussehen).

Beim Umgang mit Außerirdischen ist es hilfreich, daran zu denken, dass das, was sie in ihrem Spektrum „sehen“, symbolisch identisch ist mit dem, was wir in unserem Spektrum „sehen“. Die kurze Wellenlänge ist blau, die mittlere Wellenlänge ist grün, die lange Wellenlänge ist rot. Sie würden symbolisch (oder wahrnehmungsmäßig) die gleiche Art von Differenzierung haben. Was wir rot nennen würden, würden sie blau nennen und was wir nicht sehen können, würden sie rot nennen.

Warum ist das wichtig? Wenn Sie dem Link „Wasser absorbiert IR“ nachjagen, werden Sie feststellen, dass Wasser umso weniger absorbierend und durchlässiger wird, je tiefer Sie in IR eintauchen.

Was bedeutet, dass für einen Bewohner von Titan (ich glaube, es gibt dort genug IR-Spektrum, um dies zu tun, korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege) eine sanft gewellte Wasseroberfläche bemerkenswert wie ein See voller Teer oder Öl mit niedriger Viskosität aussehen würde würde für uns – schwarz mit hellen Reflexen bei längeren Wellenlängen.

Was die Atmosphäre betrifft, können sie je nachdem, was tatsächlich darin ist (guter Punkt DarthDonut), Nebel sehen, wenn wir klar sehen. Sie werden Wolken genauso sehen wie wir, aber was die Wolken verursacht, ist eine ganz andere Sache.

Danke JBH für die tolle Erklärung! Ich hatte den Verdacht, dass das IR Probleme verursachen würde, macht es aber interessant zu beschreiben!
Wie sich ein Ureinwohner an undurchsichtiges "Wasser" anpassen würde, erfordert jedoch einige Überlegungen. Angeblich hätten sie Angst davor, aus dem Wasser überfallen zu werden, so wie es Krokodile und Pythons tun.
Möglicherweise. Überlegen Sie, wie sich Kreaturen in schlammigen Gebieten verhalten. Obwohl, wenn Sie damit aufgewachsen sind ... Wasser ist so einfach wie es ist. Ihre Tränen und Ihr Speichel wären undurchsichtig. Sie würden es die ganze Zeit trinken (unter der Annahme einer ähnlichen Biologie hier, aber so häufig Wasser für das Leben ist, vielleicht ist das nicht unfair). Es wäre magisch, in diesem undurchsichtigen Zeug zu baden, das sich in nichts auflöst.

Die Antwort von JBH ist ausgezeichnet, daher ist dies eher eine Ergänzung als eine völlig separate Antwort.

Es gibt Organismen auf der Erde, die ein sehr interessantes Sehvermögen haben, auch im IR-Spektrum. Ich denke hauptsächlich an Fangschreckenkrebse , die alle möglichen Möglichkeiten haben, Dinge zu sehen. Wie die Antwort von JBH hervorhebt, hängt das Sehen (im allgemeinen Sinne des Wortes) davon ab, welches Licht tatsächlich in das Auge gelangt, und daher ist die chemische Absorption weniger wichtig als die absolute Lichtmenge, die zum "Sehen" vorhanden ist. durch irgendein Mechanismus. Das Hauptproblem wäre die Empfindlichkeit gegenüber Wellenlängenunterschieden, so dass Unterschiede im Farbton bestimmt werden könnten.

Je dunkler also die Umgebung ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass "Augen" gut geformt oder sogar vorhanden sind. Vergleichen Sie mit der Tiefsee oder tiefen Höhlenkomplexen auf der Erde, wo augenlose Kreaturen im Überfluss vorhanden sind.

Je nach Interesse und Bedarf geht es mit „Vision“ auch lockerer zu. Die Echoortung kann einen soliden Eindruck von den genauen Abmessungen physischer Objekte im dreidimensionalen Raum vermitteln, obwohl die Farbe in diesem Fall irrelevant wird.

Danke für die Hilfe Großbuchstaben! Würde die Echoortung die Flüssigkeitsoberfläche so gut durchdringen können? Ich bin mir ziemlich sicher, dass Fischfledermäuse Echos verwenden, um die Wellen in der Oberfläche zu erkennen, die von Fischen erzeugt werden, und nicht die Fische selbst.
@MerlinRowlands Ehrlich gesagt bin ich mir nicht sicher. Ich vermute, es würde immer noch einigermaßen funktionieren (wenn Sie Ihren Kopf unter Wasser halten, können Sie immer noch Geräusche von über der Oberfläche hören, aber das funktioniert besser mit niederfrequenten Geräuschen, was das Gegenteil von Echoortung ist). Also vielleicht ein bisschen unter der Oberfläche, aber nicht sehr viel? Wir könnten eine gute Antwort auf Physics.SE bekommen, denke ich.
Ich werde wahrscheinlich gehen und fragen, ob die Ozeane dieser Welten radikal andere Kreaturen haben als unsere eigenen. Da hier auf der Erde fast alle Nicht-Säugetiere keinen Ton verwenden können und daher stattdessen auf das Sehen angewiesen sind, das auch in Biolumineszenz zu sehen ist, klingt es so, als müsste man diese Meeresbewohner für ihre neue Umgebung umgestalten.
Vision auf Titan/früher Erde und die technischen Einzelheiten einer Kreatur, die im nahen Infrarot sieht
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