Η εξέλιξη της φωτογραφίας ξεκίνησε πριν από 160 χρόνια, η φωτογραφική μηχανή ήταν ένα εργαλείο με περιορισμένες δυνατότητες που αποτύπωνε τον κόσμο σε άσπρο και μαύρο.
Ωστόσο χάρη την καταπληκτική πρόοδο της τεχνολογίας, έχει αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο σήμερα βλέπουμε τον κόσμο.
Δεν απεικονίζει απλώς τον κόσμο με χρώματα, αλλά είναι σε θέση να αποκαλύπτει τα πάντα, από το μικρόκοσμο ως τον πιο απόμακρο Γαλαξία στο χώρο και το χρόνο.
Μερικοί έχουν αποκαλέσει τη φωτογραφική μηχανή το μαγικό μάτι, με το απλό πάτημα ενός κουμπιού μπορεί κανείς να αιχμαλωτίσει μία τέλεια εικόνα του κόσμου γύρω μας.
Οι φωτογραφίες είναι αποτέλεσμα προηγμένης τεχνολογίας η οποία εξελίσσεται αδιάκοπα από το 1827 τότε που τραβήχτηκε η πρώτη φωτογραφία.
Το 1519 ο Λεονάρντο ντα Βίντσι σχεδίασε ένα όργανο το οποίο ονόμασε σκοτεινό θάλαμο (Camera Obscura).
Επρόκειτο για ένα θάλαμο με μία μικρή τρύπα στη μία του πλευρά, όταν το φως περνούσε μέσα από την τρύπα, απέναντι εμφανιζόταν μία εικόνα ένα είδωλο του κόσμου έξω από το θάλαμο.
Το είδωλο αυτό ήταν ανεστραμμένο το πάνω κάτω και το δεξί αριστερό. Πολλοί ζωγράφοι μετέπειτα χρησιμοποίησαν τέτοιους θαλάμους, για να δημιουργήσουν ακριβή αντίγραφα φυσικών τοπίων. Με τον καιρό βελτίωσαν την τεχνική τους προσθέτοντας ένα φακό στην τρύπα του θαλάμου αυξάνοντας τη φωτεινότητα.
Δεν άργησε ο σκοτεινός θάλαμος να χρησιμοποιείται σε ολόκληρο τον κόσμο σαν ένα είδος θεάματος.
Η ανακάλυψη ήρθε το 17ο αιώνα όταν οι χημικές ενώσεις άλλαζαν χρώμα με την έκθεση στον ήλιο. Το γαλάζιο και το ιώδες φως σκουραίνουν το χρώμα του χλωριούχου Αργυρού.
Τα θεμέλια για την πρώτη φωτογραφία
Η ανακάλυψη αυτή σε συνδυασμό με το σκοτεινό θάλαμο του Λεονάρντο ντα Βίντσι έβαλε τα θεμέλια για την πρώτη φωτογραφία. Το μόνο που χρειαζόταν ήταν μία απλή επάλειψη στη φωτιζόμενη πλευρά του θαλάμου με χλωριούχο Αργυρό.
Χρειάστηκαν τουλάχιστον 200 χρόνια για να σκεφτεί κάποιος να συνδυάσει τις δύο αυτές ανακαλύψεις.
Η πρώτη φωτογραφία
Ο Γάλλος εφευρέτης Nicéphore Niépce Τράβηξε την πρώτη φωτογραφία το 1827. Η πρώτη φωτογραφία είναι η θέα από το παράθυρο του Nicéphore Niépce.
Με μία τεχνική όπου το φως περνούσε μέσα από μία τρύπα και έπεφτε πάνω σε μία πλάκα, από κασσίτερο, επικαλυμμένη με ένα είδος Φωτοευαίσθητης ασφάλτου.
Το στρώμα έπρεπε να φωτίζεται για 8 ώρες για να μπορέσει να δώσει μία ευδιάκριτη εικόνα. Για να μπορέσει να σταματήσει τον επηρεασμό της ασφάλτου από το φως, την στέγνωνε με έλαιο λεβάντας και νέφτι.
Η μέθοδος αυτή δεν ήταν πρακτική στην εφαρμογή της ο χρόνος που χρειαζόταν ήταν πολύ μεγάλος. Για να μπορέσει ο Niépce να βρει λύση στο πρόβλημα, συνεργάστηκε με έναν χημικό τον Louis Daguerre, που, εκείνη την εποχή ασχολούνταν με παρόμοια πειράματα.
Ο ξαφνικός θάνατος του Niépce το 1833 δεν άφησε τα πειράματα στη μέση. Ο Daguerre τα συνέχισε και το 1838 κατάφερε να κατασκευάσει μια πλάκα που είχε αρκετά μεγαλύτερη ευαισθησία στο φως.
Μία πλάκα χάλκινη επικαλυμμένη με ιωδιούχο άργυρο.
Η εικόνα εμφανιζόταν όταν την εξέθετε σε ατμούς υδραργύρου και τη σταθεροποιούσε με απλό αλάτι. Αυτό μειώνει το χρόνο εμφάνισης της φωτογραφίας κατά πολλές ώρες. Επιπλέον οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνταν ήταν ιδιαίτερα τοξικές.
Το 1839 η εφεύρεση πρώτο εμφανίστηκε δημιουργώντας μεγάλο ενθουσιασμό.
Η εξέλιξη της φωτογραφίας στα χρώματα του ορατού φάσματος
Ένας άλλος ερευνητής ο Άγγλος William Henry Fox Talbot έμαθε για την εφεύρεσή του Daguerre, όπου εργαζόταν και αυτός πάνω σε μία Φωτογραφική τεχνική με βάση την camera obscura. Δεν είχε όμως ακόμα το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
Η τεχνική του Talbot είχε πολλά πλεονεκτήματα, το βασικότερο ήταν πώς μπορούσε να δημιουργεί αρνητικά, αυτό του έδινε και την δυνατότητα να αναπαράγει αντίγραφα.
Ο Talbot κατάφερε με τη φωτογραφική μηχανή του να αποτυπώνει εικόνες σε φωτοευαίσθητο χαρτί, αυτό έδινε μία μεγαλύτερη ευκολία στη χρήση, σε σχέση με τις βαριές φωτογραφικές πλάκες από μέταλλο.
Με το που πρωτοεμφανίστηκε αυτή η νέα μέθοδος η τεχνική του Daguerre σιγά-σιγά αποσύρθηκε.
Εκείνες οι εικόνες ονομάστηκαν φωτογραφίες.
Αρκετά χρόνια μετά από την πρώτη λήψη της φωτογραφίας το 1902, ανακαλύφθηκε ένα χημικό υγρό που αποδείχτηκε φωτοευαίσθητο σε όλα τα χρώματα του ορατού φάσματος.
Ακόμα όμως οι πραγματικές δυνατότητες που μπορούσε να προσφέρει η φωτογραφία τους ήταν αδιανόητες.
Μετά από αρκετά χρόνια κατάφεραν να κατασκευάσουν φιλμ, και μπόρεσαν να δημιουργήσουν εικόνες σε όλες τις μορφές της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας εκτός του ορατού φωτός.
Στην εποχή μας πια η φωτογραφία έχει καταφέρει να εισβάλει σε ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και πέρα από αυτό.
Έχουμε καταφέρει να κάνουμε ορατούς κόσμους που υπό άλλες συνθήκες θα παρέμεναν αδιανόητη για μας. Από τα απώτερα όρια του σύμπαντος μέχρι το μικρόκοσμο των μικροβίων.
Τα τελευταία 30 χρόνια η φωτογραφία έχει γίνει ένα πανίσχυρο εργαλείο σε όλους τους τομείς της επιστήμης. Από την αστρονομία την βιολογία και την ιατρική.
Μία εξέλιξη που στα μάτια του πρώτου εφευρέτη που εμφάνιζε εκείνες τις φωτογραφίες με τις θεόρατες πλάκες, το σήμερα θα φάνταζε μαγικό. Και ίσως μετά από 30 ή 60 χρόνια το σήμερα που ζούμε να μοιάζει απαρχαιωμένο.
Εξέλιξη της φωτογραφίας και ακτίνες X
1894 ΑΚΤΙΝΕΣ Χ (X RONTGEN)
Το 1894 ο Βίλχελμ Κόνραντ Ρέντγκεν (Wilhelm Conrad Röntgen) φωτογράφισε το χέρι της γυναίκας του. Το συγκλονιστικό αυτό γεγονός έκανε το γύρο του κόσμου.
Ήταν η πρώτη φορά που με κάποιον άγνωστο μέχρι τότε τρόπο, ένα είδος ακτινοβολίας ήταν ικανό να διαπερνά τα στερεά υλικά.
Αμέσως πέρασε στα χέρια της Ιατρικής που ακόμα μέχρι και σήμερα χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό καταγμάτων.
Σήμερα για να μπορέσουν οι γιατροί να έχουν μία τρισδιάστατη εικόνα του σκελετού ανέπτυξαν στον αξονικό τομογράφο. Που μπορεί να διαπερνάει με ακτίνες το εσωτερικό του σώματος από πολλαπλές γωνίες και να δίνει μία πιο ολοκληρωμένη εικόνα.
Οι ακτίνες Χ δεν έμειναν μόνο στην Ιατρική πέρασαν σε όλα τα αεροδρόμια του κόσμου ακόμα και στη βιομηχανία, ελέγχοντας για τυχόν ελαττώματα σε μεταλλικά εξαρτήματα.
Στην αστρονομία μετριέται η ακτινοβολία Röntgen, προερχόμενη από αντικείμενα όπως νεογέννητα άστρα οι μαύρες τρύπες. Δορυφόροι εξοπλισμένοι με ακτίνες Röntgen μπορούν να μας δώσουν μία άποψη για το πώς δημιουργήθηκαν.
1904 ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ
Το 1904 οι χημικοί ανακάλυψαν μία χημική ένωση του κυανίου πού είναι ευαίσθητη στην παρατεταμένη έκθεση σε υπέρυθρο φως. Έτσι δημιουργήθηκαν οι προϋποθέσεις γεια τη λήψη της πρώτης υπέρυθρης φωτογραφίας.
Η ανακάλυψη αυτή βρήκε αμέσως εφαρμογή στο στρατό. Όλα τα θερμά αντικείμενα εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία, οπότε και ο καλά καμουφλαρισμένος αντίπαλος, μπορεί να αποκαλυφθεί χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία με ένα ζευγάρι κατάλληλων γυαλιών που μπορούν να καταγράψουν το υπέρυθρο φως.
Οι υπέρυθρες εικόνες έχουν βρει εφαρμογή και στην Ιατρική. Μπορούν να μας δείξουν την εσωτερική αιμορραγία σε ένα σώμα.
Το 1983 στην αστρονομία ο δορυφόρος IRAS εξοπλισμένος με Τεχνολογία υπέρυθρης ακτινοβολίας, ανακάλυψε τα πρώτα ίχνη Πλανητικών Συστημάτων γύρω από άλλα Άστρα.
Ένας πλανήτης που περιστρέφεται γύρω από ένα άστρο καταγράφεται χίλιες φορές καθαρότερα σε μία υπέρυθρη φωτογραφία παρά σε μία απλή.
Εικόνα υπέρυθρης ακτινοβολίας: Λήφθηκε στης 7 ΙΑΝΟΥΑΡΊΟΥ 2014 με τη φωτογραφική μηχανή μεγάλου πεδίου Hubble 3.
Συμπλέγματος των γαλαξιών Abell 2744
Η εξέλιξη της φωτογραφίας στη Ραδιοακτινοβολία
1937 Το τηλεσκόπιο ακούει τις εκπομπές του σύμπαντος
Η ραδιοακτινοβολία είναι σε θέση να διαπερνά ακόμα και τα πιο πυκνά στρώματα νεφών κάτι πού ευχαρίστησε τους αστρονόμους.
Το πρώτο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο κατασκευάστηκε το 1937 από τον ασυρματιστή και ερασιτέχνη αστρονόμο Γκρότε Ρέμπερ (Grote Reber) Το ραδιοτηλεσκόπιο κατασκευάστηκε στην πίσω αυλή του στο Wheaton Illinois.
Δημιούργησε το τηλεσκόπιο με δικά του έξοδα, ενώ εργαζόταν σε μια ραδιοφωνική εταιρεία στο Σικάγο.
Μετά το δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο εξελίχθηκε με γοργό ρυθμό. Η ραδιοακτινοβολία μπορεί να δημιουργεί εικόνες με τη βοήθεια του ραντάρ, τέτοια όργανα υπάρχουν σε δορυφόρους που θέτονται σε τροχιά γύρω από τη γη.
Με εκπομπές ραδιοκυμάτων προς την επιφάνεια της γης, καταγράφονται τα ανακλώμενα κύματα, μπορούν να καταγράψουν λεπτομερή εικόνες από την επιφάνεια της γης.
Η τεχνολογία όμως δεν σταματά εδώ το ραντάρ μπορεί να βλέπει και το υπέδαφος. Για κοιτάσματα πετρελαίου, νερού, και μετάλλων.
Το 1991 η Αφροδίτη είναι τυλιγμένη σε ένα πυκνό στρώμα νεφών όμως αυτό δεν εμπόδισε το ραντάρ που υπήρχε στο διαστημικό σκάφος Μαγγελάνος να δει μέσα από αυτό.
Τα ανοιχτά χρώματα είναι οι ορεινές περιοχές.
Τα νεογέννητα άστρα δεν είναι ορατά επειδή είναι τυλιγμένα μέσα σε σύννεφα κοσμικής σκόνης. Αλλά επειδή τα άστρα εκπέμπουν ραδιοκύματα τα ραδιοτηλεσκόπια από τη γη μπορούν και τα αποκαλύπτουν.
1953 Εικόνες με υπερήχους : Υπέρηχοι
Η εξέλιξη της φωτογραφίας συνεχίστηκε το 1953 οι εικόνες με υπερήχους αντιπροσωπεύουν τη μεγαλύτερη επανάσταση στην ιστορία της τεχνολογίας.
Μετά την πρώτη φωτογραφία του 1827 τα προβλήματα με τη μετατροπή του ήχου σε εικόνα υπήρξαν τεράστια. Τα πράγματα όμως άλλαξαν όταν οι δύο τότε υπερδυνάμεις επένδυσαν οικονομικά για να μπορέσουν να εντοπίζουν εχθρικά υποβρύχια με τα σόναρ.
Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, ο στρατός παραχώρησε την τεχνολογία για μη στρατιωτική χρήση. Το Μάιο του 1953 έγιναν τα πρώτα υπερηχογραφήματα ενός καρκινικού όγκου 7 χιλιοστών.
Μετέπειτα η τεχνολογία αυτή έδωσε στους μελλοντικούς γονείς τη δυνατότητα να βλέπουν το έμβρυο.
Στις μέρες μας τα υπερηχογραφήματα έχουν τελειοποιηθεί σε τέτοιο βαθμό ώστε οι γιατροί να μπορούν να μελετούν το έμβρυο σε τρισδιάστατες εικόνες. Η τεχνική αυτή βοηθά στον έγκαιρο εντοπισμό δυσμορφιών.
1958 ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΓΑΜΑ
Το 1958 ο μηχανικός Χαλ Έιντζερ (Hal Anger) παρουσίασε μία κάμερα που φωτογράφιζε χρησιμοποιώντας την ακτινοβολία γάμα. H ακτινοβολία γάμα εκπέμπει φως εξαιρετικά μικρού κύματος από Ραδιενεργούς Ατομικούς Πυρήνες.
H συγκεκριμένη κάμερα έδωσε το έναυσμα για ένα νέο τρόπο τελείως διαφορετικό, της απεικόνισης του εσωτερικού του ανθρώπινου σώματος.
Ενώ όλες οι άλλες ιατρικές σάρωσης φωτογραφίζουν την κατασκευή του σώματος, η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων μπορεί να ανακαλύψει την διαδικασία απορρόφησης της τροφής και το μεταβολισμό της.
Πριν από την τομογραφία ο ασθενής πρέπει να κάνει μία εσωτερική λήψη μιας ραδιενεργού ουσίας.
Για παράδειγμα αν θέλουμε να εξετάσουμε τους πνεύμονες ενός ασθενή πρέπει να εισπνεύσει το ραδιενεργό αέριο Ξένο 133 Το αέριο απλώνετε στη μεμβράνη του πνευμονικού ιστού διακλαδώσεις ενότητες και από εκεί εκπέμπει ακτινοβολία προς τον τομογράφο PET
Φωτογραφίζοντας ανά διαστήματα μερικών λεπτών οι γιατροί μπορούν να μελετήσουν εάν το όργανο λειτουργεί κανονικά.
Η κάμερα του Έιντζερ βασίστηκε πάνω σε μία σπουδαία επιστημονική καινοτομία του 1935, ο φυσικός Ενρίκο Φέρμι (Enrico Fermi) διαπίστωσε ότι πολλά βασικά στοιχεία γίνονται ραδιενεργά όταν βομβαρδίζονται με νετρόνια.
Τα νετρόνια κάνουν τους ατομικούς πυρήνες ασταθής, έτσι ώστε αυτοί να αποσυντίθενται και να εκπέμπουν ακτίνες Α Β και Γ
Η ανακάλυψη αυτή ήταν αποτέλεσμα πολλών δεκαετιών.
Η τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων PET scanning αποκαλύπτει σε ποια μέρη του σώματος χωλαίνει η δραστηριότητα του μεταβολισμού.
1967 ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ – MRI
Από το 1946 οι φυσική Φέλιξ Μπλοχ (Felix Bloch) και Έντουαρντ Πάρσελ (Edward Purcell), είχαν ανακαλύψει ότι οι πυρήνες του υδρογόνου μπορούν να λειτουργήσουν σαν μικρή ραδιοπομποί, που μεταδίδουν πλήθος πληροφοριών για το περιβάλλον τους.
Πάνω σε αυτή την ανακάλυψη βασίζεται η λεπτομερέστατη ανάλυση της μαγνητικής τομογραφίας.
Αφού κάθε ζωντανός οργανισμός περιέχει υδρογόνο, ο μαγνητικός συντονισμός των πυρήνων του υδρογόνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία τρισδιάστατων εικόνων από το εσωτερικό του σώματος.
Το σώμα τοποθετείται μέσα σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο
Τα άτομα του υδρογόνου συμπεριφέρονται τότε σαν μικροσκοπικές μαγνητικές βελόνες, στρέφονται δείχνοντας προς την ίδια κατεύθυνση με το πεδίο.
Στη συνέχεια το υδρογόνο αναταράσσεται με μία ραδιοσυχνότητα ώστε ένα μέρος των ατόμων ξαφνικά να δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Όταν τα άτομα κατακαθίσουν και στραφούν προς τη σωστή κατεύθυνση, εκπέμπουν μία ραδιοσυχνότητα μικρού μήκους η οποία μπορεί να καταγραφεί έξω από το σώμα.
Εξέλιξη της φωτογραφίας και μαγνητικοί τομογράφοι.
Το 1967 η τεχνική μετατράπηκε για πρώτη φορά και σε φωτογραφία.
Όμως τη δεκαετία του 1980 με την εμφάνιση των γρήγορων υπολογιστών που μπορούσαν να επεξεργαστούν πληθώρα πληροφοριών απέκτησαν πρακτική χρησιμότητα οι μαγνητικοί τομογράφοι.
Η μαγνητική τομογραφία γίνεται σε επίπεδα, τα οποία μετά συνδυάζονται για να δώσουν μια τρισδιάστατη εικόνα. Οι επιστήμονες μπορούν να ξεφλουδίσουν στρώματα της εικόνας.
Η εξέλιξη της φωτογραφίας και στο μικρόκοσμο
1981 STM Μικροσκόπιο Σάρωσης Σήραγγας. Ακίδα καταγράφει και την παραμικρή λεπτομέρεια.
Το Μικροσκόπιο Σάρωσης Σήραγγας (Scanning Tunneling Microscope – STM) Επιτρέπει πλέον στους επιστήμονες να εξερευνούν τον πραγματικό μικρόκοσμο.
Με μία ανάλυση 100 φορές υψηλότερη από την ανάλυση του ισχυρότερου ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, το STM μπορεί να φωτογραφίζει ακόμα και μεμονωμένα άτομα.
Η τεχνική εκμεταλλεύονται ένα φαινόμενο της κβαντομηχανικής που ονομάζεται, φαινόμενο σήραγγας, και λειτουργεί ως εξής.
Μία πολύ αιχμηρή ακίδα από βολφράμιο οδηγείτε πάνω από το αντικείμενο που θα μεγεθυνθεί.
Όταν η αιχμή της ακίδας πλησιάζει κοντά στο αντικείμενο προς μεγέθυνση, ηλεκτρόνια μεταπηδούν από το αντικείμενο στη βελόνα όσο πιο μικρή είναι η απόσταση τόσο περισσότερα και τα ηλεκτρόνια.
Επειδή τα ηλεκτρόνια σε κίνηση δεν είναι παρά ηλεκτρικό ρεύμα, μπορεί κανείς να μέτρηση το ρεύμα που περνά από τη βελόνα και έτσι να μετρήσει την απόσταση.
Αυτό μπορεί να μας δώσει την ανάγλυφη απεικόνιση ενός ατόμου.
Με την τεχνική του Μικροσκοπίου Σάρωσης Σήραγγας ( STM ) οι επιστήμονες μπορούν να αποθανατίσουν τον μικρόκοσμο.
Η φωτογραφία απεικονίζει μία μικρή λεπτομέρεια ενός μορίου DNA.
Η εξέλιξη της φωτογραφίας την επόμενη δεκαετία αναμένεται να είναι επαναστατική.
ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ ΤΟΥ universesun.com