LINUX.ORG.RU

(астро)физикам. Есть ли разница между космологическим и гравитационным красным смещением?

 ,


1

1

Итак. Известно, что красное смещение бывает двух типов: доплеровское и вызванное эффектами ОТО.

Википедия в статье «красное смещение» гласит:

Это явление может быть выражением эффекта Доплера или гравитационного красного смещения, или их комбинацией.

а в статье «космологическое красное смещение»:

аблюдаемое для всех далёких источников (галактики, квазары) понижение частот излучения, объясняемое как динамическое удаление этих источников друг от друга и, в частности, от нашей Галактики, то есть как нестационарность (расширение) Метагалактики.

Внимание вопрос: гравитационное и космологиечкое красные смещения — одно и тоже или просто имеют общую природу, но, по сути, явления разные, считаются по-разному и их имеет смысл разделять?

Если я правильно понимаю, ГРАВИТАЦИОННОЕ КС (ФС) будет наблюдаться только тогда, когда есть разнность гравитационных потенциалов у источника и приемника?

Если я правильно понимаю, то КОСМОЛОГИЧЕСКОЕ КС будет наблюдаться всегда при наблюдении даленных объектов просто потому что, пока фотон оттуда долетел, вся вселенная расширилась и, как следствие, частота фотона понизилась. НО! В таком случае, должен быть некий коэффициэнт, который покажет насколько измениться частота в зависимости от расстояния (читай — времени полета фотона), однако я такой коэффициэнт не нашел.

Люди добрые — ПАМАГИТЕ!!!111

ЗЫ: Линукс, вродь как, не при чем :)

★★★★★

sudo cast Eddy_Em

// слыхал что ты — астрофизик

pihter ★★★★★
() автор топика

Если я правильно понимаю, ГРАВИТАЦИОННОЕ КС (ФС) будет наблюдаться только тогда, когда есть разнность гравитационных потенциалов у источника и приемника?

То есть может быть и обратный эффект когда частота фотона увеличиваеться? Или в скобках у тебя (ФС) это именно оно?

abs ★★★
()
Ответ на: комментарий от abs

То есть может быть и обратный эффект когда частота фотона увеличиваеться? Или в скобках у тебя (ФС) это именно оно?

Да, может быть. Разность гравитационных потенциалов может быть как положительна, так и отрицательна. Через это гравитационное КС будет либо в сторону понижения частоты (КС), либо в сторону повышения — фиолетовым (синим еще называют)

если я верно понимаю, опять же. а то я, это, — не специалист :)

pihter ★★★★★
() автор топика

Природа у них разная, хоть в итоге получается одно и то же. По сути же оба эффекта — свойство окружающего нас пространства-времени и относительности систем координат.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Природа у них разная, хоть в итоге получается одно и то же

Воу-воу-воу! Полегче.

То есть вот наблюдаю я далекий объект, я вижу (скажем по спектральным линиям водорода) краснояе смещение. Я могу его разделить на доплеровское и гравитационное? (или на доплеровское, гравитационное и космологическое?)

Коэффициэнт космологического существует?

По сути же оба эффекта — свойство окружающего нас пространства-времени и относительности систем координат.

Численно их разделяют? Я так и не понял, есть разница или — нет?

pihter ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от pihter

Я могу его разделить на доплеровское и гравитационное?

Только если ты точно знаешь, с какой скоростью объект движется.

А вообще, обычно объекты не точечные и фотоны испускают не как лазеры, поэтому общее допплеровское смещение действует на все фотоны одинаково → мы видим смещение линий; гравитационное же смещение действует на фотоны в зависимости от их траекторрий → мы видим уширение линий. Еще на уширение влияет допплеровское смещение за счет теплового движения, но обычно оно невелико (если смотреть в космологических масштабах).

Коэффициэнт космологического существует?

Переменная Хаббла (зависимость красного смещения от расстояния до наблюдателя, которая сама зависит от расстояния до наблюдателя).

Я так и не понял, есть разница или — нет?

Они проявляются одинаково. По сути же космологическое — это взаимодействие фотона с глобальной Материей, а гравитационное — с локальной.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от pihter

Я так и не понял, есть разница или — нет?

если в тебя из поезда бросили камень - ты можешь _рассчитать_ какую часть скорости он получил от поезда, какую - от разности высот, какую - от руки бросающего и т.п. - но _измерить_ можно только одну получившуюся в итоге скорость.

Anonymous ★★★★★
()
Последнее исправление: Anonymous (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Только если ты точно знаешь, с какой скоростью объект движется.

Это ясно.

Переменная Хаббла (зависимость красного смещения от расстояния до наблюдателя, которая сама зависит от расстояния до наблюдателя).

Вчера весь вечер потратил на спор с другом по поводу «постоянной Хаббла». В итоге я проиграл, потому что считал H константой, а отношение H/c — тем самым коэффициентом, который показывает ККС в зависимости от расстояния D. Оказалось, что ККС внутри галактик нет, а я полагал что вся вселенная расширяется равномерно...

Они проявляются одинаково. По сути же космологическое — это взаимодействие фотона с глобальной Материей, а гравитационное — с локальной.

Вот тут не понял. Видимо знаний маловато...

pihter ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Anonymous

если в тебя из поезда бросили камень - ты можешь _рассчитать_ какую часть скорости он получил от поезда, какую - от разности высот, какую - от руки бросающего и т.п. - но _измерить_ можно только одну получившуюся в итоге скорость.

С этим мне все ясно. Я не понимаю разницы между космологическим КС и гравитационным КС

pihter ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от pihter

Оказалось, что ККС внутри галактик нет, а я полагал что вся вселенная расширяется равномерно...

А разве не равномерно? Может просто внутри галактик это расширение компенсируется гравитацией...

Deleted
()
Ответ на: комментарий от pihter

а я полагал что вся вселенная расширяется равномерно

Она и расширяется более-менее равномерно. Просто как ты красное смещение внутри галактик обнаружишь? Масштабы же маленькие, а пекулярные скорости — большие!

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Deleted

А разве не равномерно?

Нет, насколько я теперь понял. Диаметр галактик же не растет по закону Хаббла.

Может просто внутри галактик это расширение компенсируется гравитацией...

Его нет, потому что есть гравитация, насколько я понял.

pihter ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Она и расширяется более-менее равномерно. Просто как ты красное смещение внутри галактик обнаружишь?

Так, стой. Закон Хаббла выполняется и внутри галактик? Почему тогда галактики не увеличиваются? Пока фотон летит от монитора ко мне в глаз, он успевает понизить частоту, понятно что фиг зафиксирую, но КС теоретически есть?

pihter ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от pihter

Вселенная расширяется целиком. Это — закон изменения окружающей нас материи, а не тупо "разбегание галактик"! Земля тоже расширяется, и солнечная система расширяется... Только ты подставь значение переменной Хаббла для Земли и характерный земной масштаб в выражение v=H(D)·D — величина получится такой, что никакими приборами этого не зарегистрировать!

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Я тоже так думал до вчера... выходит прав был? Выходит галактика в диаметре тоже расширяется?

pihter ★★★★★
() автор топика

Есть ли разница между космологическим и гравитационным красным смещением?

Как говорят в Одессе это две большие разницы.

newpunkies
()

а мне больше интересно, почему при большом взрыве всё в разные стороны разлетелось. Хотя тогда даже такого закона не было то. То не факт, что это были частицы, которые должны были вести себя как частицы.

darkenshvein ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Вселенная расширяется целиком. Это — закон изменения окружающей нас материи, а не тупо «разбегание галактик»! Земля тоже расширяется, и солнечная система расширяется... Только ты подставь значение переменной Хаббла для Земли и характерный земной масштаб в выражение v=H(D)·D — величина получится такой, что никакими приборами этого не зарегистрировать!

Из этого получается, что вселенная расширяется быстрее скорости света?

question4 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Допустим, возьмём длинную линейку из суперинвара. Одним концом упрём в центр нашей галактики, Другим в центр галактики в Гончих Псах. Подождём несколько лет. Концы линейки как были, так и останутся на своих местах, но свету потребуется чуть дольше, чтобы пройти всю длину линейки. Так?

Почему тогда говорят об увеличении расстояний, а не о снижении скорости света, например?

question4 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от question4

Почему тогда говорят об увеличении расстояний, а не о снижении скорости света, например?

Потому что из в одинаковом объеме поместиться все ещё одинаковое количество атомов

abs ★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

куда ж ей деться-то?

Для самые дальние галактики наблюдают в момент, когда Вселенная была 10 раз меньше, даже за время существования жизни на Земле Вселенная успела раздуться на проценты - но размеры атомов/камней/планет/звёзных систем и галактик изменились отнюдь не во столько же раз.

Гравитация - тоже геометрия, но её вполне удобно представлять как силу в плоском пространстве, так и расширение Вселенной вполне корректно можно описать как наличие силы, расталкивающей любые два тела и прямо пропорциональной расстоянию между ними и действующей на каждое тело пропорционально его массе.
Тогда понятно, что при постоянной скорости раздувания Вселенной орбиты звёзд/планет/электронов/etc будут хоть и чуть шире, чем были-бы без этой силы, но постоянны, а галактики будут разлетаться с ускорением.
Наша Вселенная, предположительно, расширяется таким образом, как будто расталкивающая «сила» растёт со временем - тогда орбиты/орбитали должны понемногу расширяться и в итоге нас ждёт Большой Разрыв.

Anonymous ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от question4

Из этого получается, что вселенная расширяется быстрее скорости света?

Вне области v=c — да. Поздравляю с "открытием".

Концы линейки как были, так и останутся на своих местах, но свету потребуется чуть дольше, чтобы пройти всю длину линейки. Так?

Так. Масса линейки останется той же. А вот длина увеличится. И в конце-концов линейка-таки треснет из-за чрезмерного растяжения!

Почему тогда говорят об увеличении расстояний, а не о снижении скорости света, например?

Скорость света входит во множество фундаментальных соотношений, которые не нарушаются, поэтому нельзя говорить об изменении скорости света. Скорее всего, меняется вообще все. Либо не меняется ничего, кроме метрической характеристики.

Современная физика на этот вопрос отвечает так: "а хрен его знает!".

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от pihter

Я тоже так думал до вчера... выходит прав был? Выходит галактика в диаметре тоже расширяется?

ДаНет.

Галактики расширяются конечно вместе с пространством. Но как ты это собрался измерить? Чем? Эталоном метра из Палаты мер и весов? Он, внезапно, тоже расширяется.

Suntechnic ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от question4

Из этого получается, что вселенная расширяется быстрее скорости света?

На каких-то масштабах расстояний - конечно.

Suntechnic ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от question4

Почему тогда говорят об увеличении расстояний, а не о снижении скорости света, например?

Потому что это одно и тоже и если бы говорили о снижении скорости света, ты бы спросил «Почему не говорят об увеличении расстояния?» - тебе, блин, не угодишь.

Suntechnic ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от question4

Одним концом упрём в центр нашей галактики, Другим в центр галактики в Гончих Псах. Подождём несколько лет. Концы линейки как были, так и останутся на своих местах, но свету потребуется чуть дольше, чтобы пройти всю длину линейки. Так?

Да, вроде

Почему тогда говорят об увеличении расстояний, а не о снижении скорости света, например?

Потому что известно, что расстоняние увеличивается (ККС)

Кроме того ОТО сильно пострадает, если окажется, что с — не константа )

pihter ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от question4

Концы линейки как были, так и останутся на своих местах, но свету потребуется чуть дольше, чтобы пройти всю длину линейки. Так?

IMXO, если-бы период кристаллической решётки/размеры атомов и прочее в том-же роде существенно(на столько-же, насколько Вселенная) расширялись с течением времени, или если-бы скорость света настолько-же уменьшалась - мир был бы очень очень другим.

Anonymous ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Suntechnic

мм, ну точек тоже не было, но..../me подозрительно посмотрел на туманности

darkenshvein ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от pihter

Потому что известно, что расстоняние увеличивается (ККС)

постоянство спектров по которым меряют КС - на фоне обсуждаемого многократного изменения размеров атомов/скорости света - это такая мелочь...

Anonymous ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Вне области v=c — да.

В смысле? А для v=c и v>c иначе?

Поздравляю с «открытием».

Я про это неоднократно слышал, но не вдумывался.

Масса линейки останется той же. А вот длина увеличится. И в конце-концов линейка-таки треснет из-за чрезмерного растяжения!

А отдельные атомы разве не будут менять размеры орбиталей?

Современная физика на этот вопрос отвечает так: «а хрен его знает!».

Значит у этого вопроса есть имя. Какое, не знаешь?

question4 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Долго придется мерить... Впрочем признаю - я ступил - сейчас метр завязан на скорость света.

Suntechnic ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от pihter

Из этого получается, что вселенная расширяется быстрее скорости света?

C чего это?

Чем дальше друг от друга 2 точки, тем быстрее они удаляются. Если отойти достаточно далеко, скорость разбегания превысит c.

question4 ★★★★★
()
Последнее исправление: question4 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

По времени отражения света.

А если сравнивать длину с другим эталоном, длиной волны одной из линий криптона, что будет?

question4 ★★★★★
()
Последнее исправление: question4 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Suntechnic

Каким метром ты собираешься замерить эту величину?

метр — это не тот кусок, что в палате мер и весов, метр сегодня определяют как расстояние, которое свет проходит за 1 / 299 792 458 секунды

pihter ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от question4

Если отойти достаточно далеко, скорость разбегания превысит c.

Дак это — не новость. И из точки А в точку Б, между которыми 1 световой год можно на обычной ракете долететь быстрее, чем за год, вот только как скорость-то померять в таком случае? Как информацию передать? Никак. Нет парадокса

pihter ★★★★★
() автор топика
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.