Astronomiya

Niyə astronomlar astronomik məsafələri ölçmək üçün sayğaclardan istifadə etmirlər?

Niyə astronomlar astronomik məsafələri ölçmək üçün sayğaclardan istifadə etmirlər?

Astronomiyada məsafələr ümumiyyətlə qeyri-metrik vahidlərlə ifadə olunur: işıq ili, astronomik vahidlər (AU), parseklər və s. Niyə məsafələri ölçmək üçün sayğaclardan (və ya onların çoxlarından) istifadə etmirlər, çünki bunlar SI vahididir. məsafə? Sayğac artıq atomların ölçüsünü ölçmək üçün hissəciklər fizikasında istifadə olunduğundan, astrofizikada Kainatdakı böyük məsafələri ölçmək üçün niyə istifadə edilə bilməz?

Misal üçün:

  • ISS Yerdən təxminən 400 km yüksəklikdə dövr edir.
  • Günəşin diametri 1,39 Gm-dir (gigametrlər).
  • Andromeda qalaktikasına olan məsafə 23 Zm (zettametr) təşkil edir.
  • Pluton ən uzaq nöqtəsində Günəşdən 5.83 Tm (terametr) məsafədədir.

Düzəliş et: bəziləri sayğacların çox kiçik olduğunu və bu səbəbdən böyük məsafələri ölçmək üçün intuitiv olmadığını cavablandırdı, lakin bunun problem olmadığı bir çox vəziyyət var, məsələn:

  • Baytlar nəhəng məlumatların ölçülməsi üçün istifadə olunur, məsələn terabayt (1e + 12) və ya petabayt (1e + 15)
  • Böyük partlayışlarla sərbəst buraxılan enerji ümumiyyətlə qramlara əsaslanan meqatonlarda ifadə edilir (1e + 12)
  • SI vahidi Hertz, şəbəkə frekanslarını və ya prosessor saat sürətlərini ölçmək üçün tez-tez gigahertz (1e + 9) və ya terahertz (1e + 12) ilə ifadə olunur.

Sayğaclardan istifadə etməməyinizin əsas səbəbi tarixi bir şeydirsə, dünyanın əksəriyyətinin gündəlik ölçmələr üçün yerli olaraq SI vahidlərinə keçdiyi kimi SI-birləşmələrin astronomiyada standart olacağını gözləmək ağlabatandırmı?


@ HDE226868 tərəfindən verilən cavabdan əlavə tarixi səbəblər var. Günəş sistemindəki məsafələri tapmaq üçün dəyişən radarın istifadəsinə başlamazdan əvvəl Yerdən günəşə qədər olan məsafəni tapmaq üçün başqa ağıllı metodlardan istifadə etməli idik; məsələn, Veneranın günəş səthindən keçidinin ölçülməsi. Bu metodlar günümüzdə mövcud olanlar qədər super dəqiq deyil, buna görə hamısının ölçülməsi paralakslara əsaslanan məsafələrin qeyri-müəyyən, lakin sabit, Yer-Günəş məsafəsi baxımından müəyyənləşdirilməsi məntiqlidir. Bu yolla, gələcək ölçmələr AU-dan metrə çevrilmə dəyərini dəyişdirirsə, o qədər sənəd və dərslik dəyişdirmək lazım deyil.

Bu cür kalibrləmə qeyri-müəyyənliklərinin, əlaqəli səhvləri böyük nümunə ölçüləri istifadə edərək məğlubedilməz bir təhlildə meydana gətirdiyindən danışmırıq.

Həqiqi tarix haqqında səlahiyyətli bir şəkildə danışa bilmərəm, amma günəş sistemi ölçmələri əvvəlcə Yer / günəş məsafəsi baxımından edildi. Məsələn, kiçik bir həndəsə Venera və Merkurinin AU-dakı orbitinin ölçüsünü maksimum günəş uzanmasından geri çəkməyin olduqca sadə olduğunu göstərir. Marsın orbital radiuslarını və s. Necə işlədiklərini bilmirəm, amma AU bilinməmişdən çox əvvəl AU-da edildi və bunlar hamısı MKS sistemi mövcud olandan qabaq standartlaşdırıldı.

Ulduzlar üçün "kosmoloji məsafə nərdivanı" (yəni astronomiyada "bütün məsafə ölçüləri") olaraq bilinən baza paralaks bucağının ölçülməsinə əsaslanır: $$ tan pi _ { mathrm {angle}} = frac {1 AU} {D}. $$ Ölçmək üçün $ D $ 'parsek' də, tənliyi elə qurmaqdır ki, ars saniyəsində ölçülən bucaq kiçik açıya yaxınlaşsın. Yəni: $$ frac {D} {1 , mathrm {parsec}} = frac { frac { pi} {180 times60 times60}} { tan left ( pi _ { mathrm {angle}} frac { pi , mathrm {radians}} {180 times60 times60 , mathrm {arcsec}} right)}. $$ Başqa sözlə, $ 1 operatorname {parsec} = frac {180 times 3600} { pi} operatorname {AU} $.

Astronomlar, cgs kimi tanınan mks / SI vahidlərinin yaxın əmisi oğlu üçün də əhəmiyyətli dərəcədə üstünlük verirlər. Anladığım qədəri ilə, bunun "Gauss vahidləri" hissəsini elektromaqnetizm üçün bəyənən spektroskopistlərin təsiri ilə əlaqədardır, çünki Coulomb sabitini 1-ə qoydu, hesablamaları sadələşdirdi.


Təklif edərdim ki, bu da materialı insan ağlı üçün daha əlçatan edir.

Sadəcə dəlicəsinə böyük və ya kiçik rəqəmlərlə işləyə bilmirəm. Heç bir məna ifadə etmirlər.

Ancaq 1 AU asandır, nə olduğunu dəqiq bilməsəm də, nə olduğunu bilirəm deməkdir və ağıl üçün əlverişli bir tərəzidir.

Eynilə, ulduz məsafələrindən danışarkən, sayğaclarda (və ya AU) olan məsafənin faydası nədir? İşıq illəri ilə işləmək daha məntiqlidir. Yenə də əksər insanlar bunun metrdə nə olduğunu dəqiq bilməsələr də bunun nə demək olduğunu bilirlər.

Biz kosmik olduqda siz həm də nəhəng şeylərdən danışırsınız dəfə Keçmişdə yüngül illər burada ikiqat məna ifadə edir. Əgər sizə məsafəni metrlərlə desəm, bu, anın eyni zamanda nə qədər geriyə getdiyini də izah etmir.

Beləliklə, bunun rahatlıq və anlama ilə bağlı bir məsələ olduğunu düşünürəm.


Bəlkə də keçmişə qayıtmalı və niyə arşın (qolun uzunluğu), liqanın (bir saat içində getdiyi məsafə), ayağın (metr - Yerin dörddə birinin on milyondan biri) və buna görə düşünməli olduğunu düşünmək lazımdır. məsafənin vahidi olaraq bu siyahıda deyiləm) və s. seçilmişdir?
Eyni zamanda ölçülən məsafələrlə müqayisə edilə bilən bir miqyasda olduqda, asanlıqla başa düşüldülər və təkrarlanırdılar.
Beləliklə, müasir dünyada insanlar əvvəlcə bu xüsusiyyətlərə malik olan daha çox məsafə vahidləri seçdilər.

Bu yeni vahidlər bəyənildikdən və sənədlər qazandıqdan sonra dərsliklər və s. Yazıldıqdan sonra onlardan qurtulmaq çətindir və bəziləri "Niyə narahat edirsiniz?" Deyirlər.


Terametr kimi bir şeyi "həqiqi uzunluqlarla" əlaqələndirmək çətindir, çünki onları müqayisə etmək üçün fiziki cisimlər haqqında məlumatın azlığı. Bundan əlavə, çünki bir müddət sonra bu vahidlər "daha çox sıfır" halına gəlir. Buna görə aşağıdakıları təklif edərdim:

Space Marginal Unit (SMU): 1.000.000 metr və ya təxminən Fransanın bir ucundan digər ucuna olan məsafə. İki kosmik gəminin traektoriyaları koordinasiya etməsi və ya birləşdirmə manevrlərinə başlamazdan əvvəl bir-birindən minimum məsafədə olması lazım idi. (İnsanlar mənə bir az inamsızlıq verin.)

Earth Orbit (LEO) uzunluğu: 1.000.000.000.000 metr, Yerin bir ildə keçdiyi məsafə. (Məsafə əslində ondan təxminən 6% azdır, lakin LEO görselleştirilebilen bir şeydir.)

Kaid: 1.000.000.000.000.000.000 metr. Bu, buradan ulduz Alkaidə qədər olan məsafədən bir qədər çoxdur.

Yuxarıda sadalananlar gündəlik danışıqlara asanlıqla borc verirlər - əgər hər gün bu cür şeylərdən bəhs etdiyimiz bir nöqtəyə gəlsək!


Hələ qeyd olunmayan başqa bir səbəb:

Belə məsafələr üçün istifadə oluna bilən SI prefiksləri yox idi.

Bir vahid istifadə etmək istəyirsinizsə, çox sayda aparıcı və arxada sıfır olmadan müəyyən bir miqdarı ifadə etməyə imkan verən bir şeyə ehtiyacınız var. İnsan boyunu 1 670 000 µm və ya bir bakteriya ölçüsünü 0.000 02 m olaraq ifadə etmirəm.

Əvvəllər cədvəlinə baxsanız, giga və teranın olduğunu görərsiniz müəyyən edilmişdir ilk dəfə 1960. Ancaq tərif istifadəni əhatə etmir və bu təriflər tam olaraq ekzotik idi oktilyon; mütləq tərif olaraq mövcuddur, lakin heç kim istifadə etmir və mövcudluğunu bilmir. 90-cı illərdə fizika üzrə akademik tədqiqatlar zamanı (!) təqdimatından 30 il sonra hələ də geniş yayılmamışdı. Hələ də bir çox alim giga və ya teradan istifadə etmir. İpucu gerrit: Fiziklər giga- / tera- prefiksi ilə tezliklərdən istifadə etdilər, unutdum.

1 AU sonra 150 gigametr və ya 0.15 terametrdir. İşıq ili istifadə edirsinizsə, 1 işıq ili artıq 9500 terametrdir ki, bu da əlverişli bir vahid deyil. Otuz il sonra nəhayət bəzi istifadə edilə bilən metrik prefiksləri təqdim etdilər, amma yenə də exa-, peta-, yotta- və ya zetta- istifadə edən birini tapmaq məcburiyyətindəyəm.


Sayğac kimi vahidlər astronomik miqyasda məsafələr ölçərkən istifadə oluna bilməyəcək qədər kiçikdir. Nəzəri olaraq sayğacları elmi qeydlərlə birlikdə istifadə edə bilsək də, bu, lazımsız dərəcədə çətindir. Bir Astronomik Vahid Yerlə Günəş arasındakı məsafəsidir, bu bir növ kosmik sayğac çubuğu rolunu oynayır.


Ölkənizdə necə olduğunu bilmirəm, amma Rusiyada astronomik məqalələr və xəbərlər çox vaxt astronomik məsafələri kilometr, milyon kilometr, milyard kilometr, trilyon kilometr və s. İlə bildirirlər. Sadəcə gigametrlər, petametrlər kimi vahidlərdən istifadə etmirik. və bənzərləri, lakin kilometr astronomiyada standart vahiddir.


Digər cavablarla yanaşı, xüsusən digər qalaktikalara olan məsafələri ölçərkən başqa bir səbəb var.

Astronomlar digər qalaktikalara olan məsafəni ifadə edərkən nadir hallarda heç bir uzunluq vahidindəki məsafəni bildirirlər, qırmızı sürüşmələrdən istifadə edirlərz). Bu vahiddir yox əslində uzunluq vahidi (dalğa uzunluqlarının ölçüsüz nisbətidir) və xətti olaraq məsafəyə çevrilmir (z = 2 edir yox iki dəfə çoxdur z = 1), nə də sürüşmə ilə məsafə arasında istisna bir dönüşüm yoxdur (bu, kainatın hansı modelini qəbul etdiyinizə bağlıdır).

Redshift istifadə olunur, çünki çox dəqiq ölçülə bilər. Bir ulduzda və ya qalaktikalar spektrində onların dalğa uzunluğunu dəqiq bildiyimiz xüsusiyyətlər var və bu səbəbdən qırmızı sürüşməni tam olaraq hesablamaq olar:

$$ z = frac { lambda_ {obs}} { lambda_ {em}} - 1 $$

Bu müşahidə edilmiş, dəqiq (eksperimental səhv daxilində) xüsusiyyətdir. Bunu bir məsafəyə çevirmək qarışıqdır: obyektin bizdən uzaqlığından danışırsınız? dərhal, və ya anında gördüyünüz foton çıxdıqda, və ya gördüyünüz fotonun məsafəsi? Yerli hərəkəti və Hubble (kainat) genişlənməsini də nəzərə almaq istəyirsiniz? Buna kainatın şəklini, kainatın genişlənmə sürətini, kainatın genişlənməsinin dəyişmə sürətini (qaranlıq enerji / Hubble sabitləri / digər effektlər) əlavə edin və həqiqi bir məsafəyə hər hansı bir dönüşümün problemli və tam olaraq hansı dönüşüm növünü və hansı fərziyyələrlə müəyyənləşdirməyinizi tələb edəcəkdir. Yaxşı müəyyənləşdirilmiş, ölçülməsi asan olan qırmızı sürüşmə ilə qalmaq daha asandır.

Bütün müxtəlif kosmoloji məsafələrin növlərini və onların hesablamalarını ümumiləşdirən yaxşı (dərəcə səviyyəli) bir iş Hogg 2000-dir.


Astronomlar bilmir və edə bilmirlər ölçü məsafələr. Məsafələr sadəcə ölçülmüş olan bir bucaq, nisbi parlaqlıq, bir müddət dövrü və s. Kimi bir nəticə çıxarır ... Ən çox astronomik məsafə təyini nəticədə Yer-Günəş məsafəsinə (astronomik vahid) asılıdır, bu da əsas əhəmiyyət kəsb edir ( və yalnız müasir dövrdə yaxşı dəqiqliklə bilinir). Yaxınlıqdakı ulduzlar üçün paralaks bucağı məsafəyə birbaşa bağlıdır, lakin ondan çıxarılan məsafə düzgün ölçülmüş məsafə deyil: qeyri-müəyyənlik normal paylanmır (mənfi paralaks ölçüsü haqqında düşünün).

Astronomlar, əlbəttə ki, bir parsekin neçə metr olduğunu bilirlər və sayğacların qalaktik məsafələr üçün istifadə edilməsinin yalnız qarışıq olduğunu bilirlər, çünki hər zaman doğru 0000 sayını aldığınızdan əmin olmalısınız (və ya on gücünün doğru gücü).

Nəhayət, hissəciklər fizikasından fərqli olaraq, bir elm olaraq astronomiya sayğac sistemindən, ən azından daha geniş istifadəsindən əvvəldir. Yaxşı işləyən bir sistemdən başqa bir şeyə yalnız SI ilə uyğunlaşmaq üçün dəyişdirmək, ancaq narahatlıq və qarışıqlıq qiyməti üçün axmaq bir fikir kimi görünür.


Artıq bir neçə əla cavab verilmişdir. Ancaq heç kim loqaritmik qavrayışdan danışmayıb. (https://en.wikipedia.org/wiki/Weber%E2%80%93Fechner_law)

Hər şeyi loqaritmik-müttəfiq olaraq qəbul edirik. İnsanlar üçün arasındakı fərq 10 metr $$ 100 metr $ arasındakı ilə eynidir $ 100 metr $$ 1 km $.

Weber-Fechner qanununun bir nümunəsi. Hər tərəfdə, alt kvadrat yuxarıdakıdan 10 nöqtə daha çoxdur. Lakin qavrayış fərqlidir: Sol tərəfdə yuxarı və alt kvadrat arasındakı fərq açıq şəkildə görünür. Sağ tərəfdə hər iki kvadrat demək olar ki, eynidir.

Buna görə məsafəni astronomik tərəzilərdə ölçmək daha yaxşıdır parsek daha metr çünki insanlar arasındakı fərqi başa düşürlər $1$$10$ parsek eyni məlumat metrdə təqdim edilsə edərlərindən daha yaxşıdır.


Sadə cavab budur: AU və ya işıq ili kimi daha böyük vahidlər insan beyninin xatırlaması daha asandır. İlk bir neçə rəqəmdən sonra bir çox sıfırdan sonra vahidlər qoymaqdan çəkinməliyik, məsələn: 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 metr. AU və ya daha yüksək məsafələrdə, işıq illərində istifadə edə bilərik. Qısa olsaydı, soyuq sayğaclardan istifadə edirik, amma bir göstərici ilə.


Çünki məsafə yumru. Ancaq baytlar, bumlar və buzzes dəyişir rəvan.

Metrik prefikslərin ənənəvi hala gəldiyi - terabayt, meqaton, gigahertz - sualından nümunələr, insan təcrübəsinin böyüklük əmrləri ilə davamlı davam etdiyi sahələrdir.

  • Sabit disklərin, IC və ya kabellərin böyüməsində sərt, davamlı eşiklər yox idi. 2 gücündə bir az yapışqanlıq xaricində bu irəliləyiş davamlı idi.

  • Partlayışlar tarix boyu tədricən böyüdü. Nüvə silahları kimi nadir sıçrayışlar var idi, lakin sehrli rəqəmlər yoxdur. Hər bir qaynaşma bombası eyni məhsuldar olsaydı, bəlkə də bu elmi bir vahid olardı, amma hər yerdə dəyişdi.

  • İnsanlar üçün çoxdan tanış olan sehrli tezliklərin sayı azdır. Elektromaqnit dalğaları görünən işıqda canlı bir adaya sahibdir. Ancaq bir oktava (400-800 TeraHertz) rast gəlinir və hər iki tərəfdə də nəzərə çarpmayan bərabərlik olan geniş okeanlar var.

İlə insan tanışlığı məsafə digər tərəfdən də uyğunlaşır və başlayır. "Bizi yalnız yer, okean və göy bağladı" dedi Sagan. İnsan səyahətindəki bu sərhədlər minilliklər boyu davam etdi. Bir yetkinin addımı qədim, dar, tanış məsafələr spektrində ada.

Günəşə olan məsafə həmişə tanış idi və göründüyü kimi böyük idi, heç kim onu ​​ölçə bilməmişdən çox əvvəl.

Beləliklə, bu məsafələr üçün şərtlər davam edir, bir metr, Astronomik Vahid. Bəlkə də hər şeyin AU-da metrik önəklərlə ölçülməməsi təsadüfdür. Ancaq "yüngül bir il" (63 kilo-AU) bu qəribə məsafəni, birləşməsi olmasa da, daha çox tanış ola bilən iki maddəyə yerləşdirir.

Vaxt bir gün, bir il, bir nəfəs səviyyəsində dərin cığırlara sahib olan insanlar üçün başqa bir yumru sahədir. Beləliklə, "gigasecond" (təxminən 32 il) cəfəngiyat olardı.

Məsafə və vaxt üçün heç bir vahid edə bilməz.


Niyə astronomlar ulduzlar arasındakı məsafəni ölçmək üçün sayğaclardan istifadə etmirlər?

Astronomiya. Bir işıq ili təxminən 9,460,700,000,000 metrdir.

Nyu-Yorkdan Londona olan məsafəni ifadə etməməyimiz eyni səbəbdir

millimetrdə, daha da böyük miqyasda.

Hər kəs kimi bir astronom istədiyi bir ölçmə edərkən

haqqında yazmaq, xatırlamaq və başqaları ilə müzakirə etmək, bunu istəyir

ən rahat nömrənin forması.

Bizə ən yaxın olan iki ulduz 39,735,067,980,000,000 metr məsafədədir.

Astronomlar bunu müzakirə etdikdə “4.2 işıq ili” adlandırırlar.

Sizcə hansı nömrəni idarə etmək daha asandır?

Eynilə, Samanyolu Qalaktikasının diametrinin sıraya uyğun olduğu təxmin edilir

946.073.047.300.000.000.000 metr və ən yaxın qalaktikanın olduğu təxmin edilir

bizdən 23.651.826.180.000.000.000.000 metr məsafədə ol. Mən yox

hətta bu rəqəmləri necə danışacağımı da bilirəm və onları yoxlamaq üçün vaxtım yoxdur

bitirin və hətta onları düzgün yazıb yazmadığımı görün.

Aydındır ki, sayğac insanları, avtomobilləri və ağacları ölçmək üçün həssasdır. Ancaq ehtiyacınız var

nənənin yanına getmək barədə danışmağa başlayan kimi daha rahat bir şey

şəhər boyu ev və izah etmək üçün daha rahat bir şeyə ehtiyacınız var


Kateqoriyalar

Statistika

Baxış sayı:1,075,339
Bəyənmə:16,576
Bəyənməyənlər:392
Şərhlər:1,329
Müddət:11:21
Yüklənib:2015-07-17
Son sinxronizasiya:2019-06-12 23:10

Astronomlar məkanın genişliyindən necə istifadə edirlər? Bu qədər uzaqdakı şeyləri necə öyrənirlər? Bu gün Phil erkən astronomiyaya qayıdaraq məsafələr haqqında danışır. Qədim yunanlar Yerin ölçüsünü və bundan Ayla Günəşə olan məsafəni və ölçüləri tapa bilirdilər. Yer / Günəş məsafəsi tapıldıqdan sonra paralaksdan yaxınlıqdakı ulduzlara olan məsafəni tapmaq üçün istifadə olundu və daha uzaq ulduzlara olan məsafələri təyin etmək üçün parlaqlıqdan istifadə edildi.

Mündəricat
Qədim Yunanlılar Yerin ölçüsünü tapır 1:07
Parallax 5:39 istifadə etməklə Yer / Günəş məsafəsi başladı
Məsafəyə parlaqlıq münasibəti 9:07

ŞƏKİLLƏR / VİDEOLAR
Lunar Ecplise http://www.slate.com/content/dam/slate/blogs/bad_astronomy/2014/04/15/lunareclipse_partial_apr142014_spica.jpg.CROP.original-original.jpg [kredit: Phil Plait]
Venera və Merkuri [kredit: Phil Plait]
Venera Transit https://www.youtube.com/watch?v=34mXua1n_FQ [kredit: NASA]
Black Drop Venus Transit https://en.wikipedia.org/wiki/Black_drop_effect#mediaviewer/File:BlackDrop-Venus-Transit.jpg [kredit: Wikimedia Commons, H. Raab, Johannes-Kepler-Rəsədxanası]
Pluton və Charon'a Yaxınlaşan Yeni Üfüqlər https://en.wikipedia.org/wiki/New_Horizons#/media/File:15-011a-NewHorizons-PlutoFlyby-ArtistConcept-14July2015-20150115.jpg [kredit: NASA / JHU APL / SwRI / Steve Gribben]
Radio Teleskoplar Şeması http://scitechdaily.com/images/Radio-Telescopes-Settle-Contrawy-Over-Distance-to-Pleiades.jpg [kredit: Alexandra Angelich, NRAO / AUI / NSF]
61 Cygni https://www.spacetelescope.org/images/potw1343a/ [kredit: ESA / Hubble & NASA]
Dying Star http://www.nasa.gov/images/content/64884main_image_feature_211_jwfull.jpg [kredit: NASA, ESA, HEIC və Hubble Heritage Team (STScI / AURA)]
Partlayan Ulduz http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_1604.html [kredit: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)]
Dəyişən Ulduzun Animasiyası http://www.spacetelescope.org/videos/heic1323j/ [kredit: NASA, ESA, M. Kornmesser]
Hubble'ın Andromeda Galaxy’nin Yüksək Təsirli Panoramik Görünüşü http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/02/image/a/ [kredit: NASA, ESA, J. Dalcanton, B.F. Williams və L.C. Johnson (Washington Universiteti), PHAT komandası və R. Gendler]

klaviatura qısayollarını dəyişdirmək üçün nişan.
[(sol mötərizə): beş saniyə geri qayıdın
] (sağ mötərizə): beş saniyə irəli gedin
= (bərabərdir): zaman damgası əlavə edin
(ters eğik): videonu oynatın və ya dayandırın

(?) İstifadə edərək videodakı bir nöqtəni işarələmək, digər istifadəçilər üçün köçürməyə kömək edəcəkdir. Deyilənlərdən əmin deyilsinizsə və ya deyilənlərin necə yazılacağına əmin deyilsinizsə, ondan istifadə edin.


Niyə astronomlar astronomik məsafələri ölçmək üçün sayğaclardan istifadə etmirlər? - Astronomiya

Boyun neçədir? Nyu Yorkdan nə qədər uzaqdasınız? Planetlər, ulduzlar və qalaktikalar nə qədər uzaqdır?

Uzunluğu və məsafəni ölçəndə, haqqında düşünməliyik miqyaslıvahid ölçmək üçün istifadə etmək.

Tərəzi təxminən ölçüyə bərabərdir. Təxminən oxşar ölçülü şeylər eyni miqyasdadır. Məsələn, insanlar müxtəlif ölçülüdürlər. Ancaq çox kiçik olan həşəratlarla və ya daha böyük olan qəsəbələrlə müqayisədə hamımız eyni miqyasdayıq. Boyu 1,4 m olan bir uşaq da 0,0014 km (0,00086 mil) boyundadır. Niyə uşağı ölçmək üçün sayğaclardan istifadə etdiyimizi və bir şəhər üçün kilometrləri istifadə etdiyimizi görə bilərsiniz.

Yer və Yer-Ay sistemi haqqında eyni miqyasda düşünə bilərik.
New York şəhərində olsaydınız, uça biləcəyiniz ən uzaq yerlərdən biri Yeni Zelandiyadakı Dunedin'dir. Bura 15.000 km (9300 mil) məsafədədir. Dünyada bir-birindən təqribən 20.000 km (12.500 mil) məsafədə heç bir yerimiz yoxdur, buna görə kilometrlər və kilometrlər işləyən vahidlərdir.

Ay Yerdən daha kiçikdir, ancaq Yer üzündəki hər yerdən çox uzaqdır. Planetlər kimi, Ayın da bir var eliptik orbit. Yəni bir dairə deyil, bir az yumurta şəklində olduğu üçün bizdən olan məsafəsi dəyişir. Ən uzaqda, bizdən 410.000 km (252.000 mil) məsafədədir. Çox mil olmasına baxmayaraq, bir çox insan Yer üzündə bir milyon mildən çox yol qət etdi, buna görə bölmələr hələ də işləyir.

Günəş sistemi kilometrlərlə çox böyükdür.
Venera bizə ən yaxın planetdir və ən yaxın olmasına baxmayaraq 38,200,000 km (23,700,000 mil) məsafədədir. Günəşin bizə qarşı tərəfində olduqda, 251.000.000 km (156.000.000 mil) qədər ola bilər.

Yer üzündə olduğunuz zaman Günəş təxminən 150.000.000 km (93.000.000 mil) məsafədədir. Ancaq Yupiterdən 780.000.000 km (480.000.000 mil) və Neptundan 4500.000.000 km (2.800.000.000 mil) məsafədədir. Hə! Bu rəqəmlər başımı ağrıdır. Günəş sistemindəki məsafələr mütləq Yer-Ay sistemindən daha böyük miqyasdadır.

Astronomik vahid (AU) Yerdən Günəşə olan məsafəsidir.
Dörd yüz il əvvəl, Alman riyaziyyatçısı Johannes Kepler, bir planetin Günəşi dolaşmaq üçün vaxtın nə qədər uzaq olduğuna bağlı olduğunu kəşf etdi. Məsələn, Kepler düsturundan istifadə edərək, Yupiterin Günəşdən Yerdən beş qat çox uzaq olduğunu görə bilərsiniz. Bu, Yupiterin 5.2 AU-da olduğu deməkdir. Neptun 30 AU-dadır. İndi Yer-Günəş məsafəsini ölçdük, planetlərin kilometrlərlə nə qədər uzaq olduğunu da bilirik.

Ulduz məsafələri Günəş Sistemi məsafələrindən daha böyük miqyasdadır.
Günəşə ən yaxın ulduz Proxima Centauri və təxminən 40 trilyon (40,000,000,000,000) km məsafədədir. Bu 271.000 AU. Cygnus bürcündə olan Deneb, durbin olmadan görə biləcəyimiz ən uzaq ulduzlardan biridir. Proksimadan ən azı 400 dəfə uzaqdır, buna görə astronomik vahidlər burada bizə kömək edə bilməz.

Ulduz məsafələr üçün istifadə edə biləcəyimiz iki vahid var. Yəqin ki, eşitmisiniz işıq ili, lakin peşəkar astronomlar ümumiyyətlə istifadə edirlər parsek.

İşıq ili (LY) vaxtı ölçdüyünə bənzəyir, ancaq bir məsafə vahididir.
İşıq il, işığın bir ildə keçdiyi məsafəsidir. Saniyədə 300.000 km (saniyədə 186.000 mil) hərəkət etmək, təxminən 9.5 trilyon km (6 trilyon mil). Proxima 4.2 LY, Deneb isə ən az 1600 LY məsafədədir.

Galaktikamızın nə qədər böyük olduğuna əmin deyilik, ancaq 100.000 ilə 120.000 LY arasındadır. Böyükdür, lakin qalaktikalar arasındakı məsafələrlə müqayisə olunmur. Bizə ən yaxın böyük qalaktika, təxminən 2,5 milyon işıq ili məsafədə olan Andromedadakı böyük spiral qalaktikadır.

Astronomlar taparaq yaxınlıqdakı ulduzlara olan məsafəni ölçdülər paralaks.
Əvvəlcə paralaksın nə olduğunu görək. Qolunuzu düz uzatın və baş barmağınızı yuxarı qaldırın. Baş barmağınıza düz baxın. İndi bir gözünü, sonra digərini bağla. Baş barmağınız arxasındakı otaqla müqayisədə hərəkət edir. Bu paralaks.

Yerdəki tədqiqatçılar və astronomlar adlı bir metod istifadə edirlər üçbucaq bir obyektin paralaksını ölçmək. Bu onun məsafəsini verir. Nə qədər yaxın olsa, paralaks daha böyükdür.

Bir ulduzun paralaksını əldə etmək üçün onu bir-birindən çox uzaq olan iki yerdən arxa plan ulduzları qarşısında müşahidə etməlisiniz. İlk müşahidədən sonra altı ay gözləsəniz, Yer öz orbitinin əks tərəfində olacaq. Beləliklə, indi ikinci yeriniz birincidən 2 AU uzaqdır. (Paralaksın necə işlədiyini göstərən diaqramı görmək üçün vurun. Bu məqaləyə qayıtmaq üçün brauzerinizdəki arxa oxa vurun.)

Parsellər, bir paralaksın olması üçün bir cismin nə qədər məsafədə olmasını bizə izah edir. Bir parsek 3.26 işıq ilinə bərabərdir. Proxima Centauri 1,3 parsek (pc) məsafədə, Deneb isə ən az 490 pc məsafədədir. Daha böyük məsafələr üçün önəklərdən istifadə edə bilərik. Bir kiloparsek (kpc) min parsekdir, buna görə Samanyolu 35 kpc, Andromeda qalaktikasına qədər olan məsafə isə 750 kpc-dir. Daha da böyük məsafələr üçün meqaparsek (Mpc) əlverişlidir - bu bir milyon parsekdir.

Məzmun müəllif hüququ və surəti Mona Evans tərəfindən 2021. Bütün hüquqlar qorunur.
Bu məzmunu Mona Evans yazmışdır. Bu məzmundan hər hansı bir şəkildə istifadə etmək istəyirsinizsə, yazılı iznə ehtiyacınız var. Ətraflı məlumat üçün Mona Evans ilə əlaqə saxlayın.


Niyə astronomlar astronomik məsafələri ölçmək üçün sayğaclardan istifadə etmirlər? - Astronomiya

Boyun neçədir? Nyu Yorkdan nə qədər uzaqdasınız? Planetlər, ulduzlar və qalaktikalar nə qədər uzaqdır?

Uzunluğu və məsafəni ölçəndə, haqqında düşünməliyik miqyaslıvahid ölçmək üçün istifadə etmək.

Tərəzi təxminən ölçüyə bərabərdir. Təxminən oxşar ölçülü şeylər eyni miqyasdadır. Məsələn, insanlar müxtəlif ölçülüdürlər. Ancaq çox kiçik olan həşəratlarla və ya daha böyük olan qəsəbələrlə müqayisədə hamımız eyni miqyasdayıq. Boyu 1,4 m olan bir uşaq da 0,0014 km (0,00086 mil) boyundadır. Niyə uşağı ölçmək üçün sayğaclardan istifadə etdiyimizi və bir şəhər üçün kilometrləri istifadə etdiyimizi görə bilərsiniz.

Yer və Yer-Ay sistemi haqqında eyni miqyasda düşünə bilərik.
New York şəhərində olsaydınız, uça biləcəyiniz ən uzaq yerlərdən biri Yeni Zelandiyadakı Dunedin'dir. Bura 15.000 km (9300 mil) məsafədədir. Dünyada bir-birindən təqribən 20.000 km (12.500 mil) məsafədə heç bir yerimiz yoxdur, buna görə kilometrlər və kilometrlər işləyən vahidlərdir.

Ay Yerdən daha kiçikdir, ancaq Yer üzündəki hər yerdən çox uzaqdır. Planetlər kimi, Ayın da bir var eliptik orbit. Yəni bir dairə deyil, bir az yumurta şəklində olduğu üçün bizdən olan məsafəsi dəyişir. Ən uzaqda, bizdən 410.000 km (252.000 mil) məsafədədir. Çox mil olmasına baxmayaraq, bir çox insan Yer üzündə bir milyon mildən çox yol qət etdi, buna görə bölmələr hələ də işləyir.

Günəş sistemi kilometrlərlə çox böyükdür.
Venera bizə ən yaxın planetdir və ən yaxın olmasına baxmayaraq 38,200,000 km (23,700,000 mil) məsafədədir. Günəşin bizə qarşı tərəfində olduqda, 251.000.000 km (156.000.000 mil) qədər ola bilər.

Yer üzündə olduğunuz zaman Günəş təxminən 150.000.000 km (93.000.000 mil) məsafədədir. Fəqət Yupiterdən 780.000.000 km (480.000.000 mil) və Neptundan 4500.000.000 km (2.800.000.000 mil) məsafədədir. Hə! Bu rəqəmlər başımı ağrıdır. Günəş sistemindəki məsafələr, Dünya-Ay sisteminə nisbətən qətiliklə daha böyük miqyasdadır.

Astronomik vahid (AU) Yerdən Günəşə olan məsafəsidir.
Dörd yüz il əvvəl, Alman riyaziyyatçısı Johannes Kepler, bir planetin Günəşi dolaşmaq üçün vaxtın nə qədər uzaq olduğuna bağlı olduğunu kəşf etdi. Məsələn, Kepler düsturundan istifadə edərək, Yupiterin Günəşdən Yerdən beş qat çox uzaq olduğunu görə bilərsiniz. Bu, Yupiterin 5.2 AU-da olduğu deməkdir. Neptun 30 AU-dadır. İndi Yer-Günəş məsafəsini ölçdük, planetlərin kilometrlərlə nə qədər uzaq olduğunu da bilirik.

Ulduz məsafələri Günəş Sistemi məsafələrindən daha böyük miqyasdadır.
Günəşə ən yaxın ulduz Proxima Centauri və təxminən 40 trilyon (40,000,000,000,000) km məsafədədir. Bu 271.000 AU. Cygnus bürcündə olan Deneb, durbin olmadan görə biləcəyimiz ən uzaq ulduzlardan biridir. Proksimadan ən azı 400 dəfə uzaqdır, buna görə astronomik vahidlər burada bizə kömək edə bilməz.

Ulduz məsafələr üçün istifadə edə biləcəyimiz iki vahid var. Yəqin ki, eşitmisiniz işıq ili, lakin peşəkar astronomlar ümumiyyətlə istifadə edirlər parsek.

İşıq ili (LY) vaxtı ölçdüyünə bənzəyir, ancaq bir məsafə vahididir.
İşıq il, işığın bir ildə keçdiyi məsafəsidir. Saniyədə 300.000 km (saniyədə 186.000 mil) hərəkət etmək, təxminən 9.5 trilyon km (6 trilyon mil). Proxima 4.2 LY, Deneb isə ən az 1600 LY məsafədədir.

Galaktikamızın nə qədər böyük olduğuna əmin deyilik, ancaq 100.000 ilə 120.000 LY arasındadır. Böyükdür, lakin qalaktikalar arasındakı məsafələrlə müqayisə olunmur. Bizə ən yaxın böyük qalaktika, təxminən 2,5 milyon işıq ili məsafədə olan Andromedadakı böyük spiral qalaktikadır.

Astronomlar taparaq yaxınlıqdakı ulduzlara olan məsafəni ölçdülər paralaks.
Əvvəlcə paralaksın nə olduğunu görək. Qolunuzu düz uzatın və baş barmağınızı yuxarı qaldırın. Baş barmağınıza düz baxın. İndi bir gözünü, sonra digərini bağla. Baş barmağınız arxasındakı otaqla müqayisədə hərəkət edir. Bu paralaks.

Yerdəki tədqiqatçılar və astronomlar adlı bir metod istifadə edirlər üçbucaq bir obyektin paralaksını ölçmək. Bu onun məsafəsini verir. Nə qədər yaxın olsa, paralaks daha böyükdür.

Bir ulduzun paralaksını əldə etmək üçün onu bir-birindən çox uzaq olan iki yerdən arxa plan ulduzları qarşısında müşahidə etməlisiniz. İlk müşahidədən sonra altı ay gözləsəniz, Yer öz orbitinin əks tərəfində olacaq. Beləliklə, indi ikinci yeriniz birincidən 2 AU uzaqdır. (Paralaksın necə işlədiyini göstərən diaqramı görmək üçün vurun. Bu məqaləyə qayıtmaq üçün brauzerinizdəki arxa oxa vurun.)

Parsellər, bir paralaksın olması üçün bir cismin nə qədər məsafədə olmasını bizə izah edir. Bir parsek 3.26 işıq ilinə bərabərdir. Proxima Centauri 1,3 parsek (pc) məsafədə, Deneb isə ən az 490 pc məsafədədir. Daha böyük məsafələr üçün önəklərdən istifadə edə bilərik. Bir kiloparsek (kpc) min parsekdir, buna görə Samanyolu 35 kpc, Andromeda qalaktikasına qədər olan məsafə isə 750 kpc-dir. Daha da böyük məsafələr üçün meqaparsek (Mpc) əlverişlidir - bu bir milyon parsekdir.

Məzmun müəllif hüququ və surəti Mona Evans tərəfindən 2021. Bütün hüquqlar qorunur.
Bu məzmunu Mona Evans yazmışdır. Bu məzmundan hər hansı bir şəkildə istifadə etmək istəyirsinizsə, yazılı iznə ehtiyacınız var. Ətraflı məlumat üçün Mona Evans ilə əlaqə saxlayın.


Niyə astronomlar kosmosdakı məsafələri işıq sürəti ilə deyil, səs sürəti ilə ölçmürlər?

Astronomlar səs sürətini bir neçə səbəbdən məsafələri ölçmək üçün əsas olaraq istifadə etmirlər, əksinə ölçülən məsafələr olduqca böyük olduğundan. İşığın sürəti (300000000 m / s) səs sürətindən təxminən altı dəfə çoxdur (

343 m / s), daha yaxşı bir ölçü vahidi halına gətirir.

Bunu düşünün: bizə ən yaxın ulduz sistemi olan Alpha Centauri A və B, təxminən 4.1154e + 16 metr məsafədədir. İşıq illərində bu, təxminən 4.35 işıq ili ilə bərabərdir. Bu məsafəni bir ildə səs sürətinin məsafəni qət etdiyi məsafəyə əsaslanan ölçü vahidi istifadə edərək ölçsəydiniz, bu təxminən 3.80e + 6 "səs ilinə" bərabər olardı.

Vakumdakı işığın sürəti universal bir sabitdir və bildiyimiz qədər hər şeyin keçə biləcəyi ən yüksək sürətdir.

  • Sürəti orta mühitə bağlıdır. (Materiallar arasından keçərsə, işıq da eynidir, ancaq vakumdakı işıq sürəti istifadə olunur.)
  • İşığın sürətindən xeyli yavaş - demək olar ki, milyon dəfə azdır. Bu rəqəmləri qavramağı çətinləşdirir.

Beləliklə, səs sürətinin göstərilməsi belə bir şeyə bənzəyir: "Buradan oraya, normal təzyiq və temperaturda davamlı bir atmosferə sahib olduğumuzu düşünərək Riqil Kentaurusa səyahət etmək təxminən 4 milyon il çəkəcəkdir." 4.3 il əvəzinə, bəhs edilən çox uydurma şərtlərdən fərqli olaraq, real şəraitdə bir işıq dalğası lazımdır.


Şərhlər

Çox yaxşı hesabat. 2009-cu ildə Moon occulting Antares haqqında 1:57 dəqiqəlik videodan zövq aldım. İşdə o hadisə üçün (06-iyun-2009) ulduzlara baxan jurnalımdan Merilenddə müşahidə etdiyim bir qeyd: "Şənbə axşamı 2200-2245 EDT (0200Z - 0245Z) USNO veb saytına görə, Dolunay 1412 06/07/09. Bu gecə günbatımı 2030 EDT və mülki alacakaranlığın sonu 2101 EDT idi. Bu gecə Əqrəbdə Antaresin ay oxunuşunu seyr etməkdən zövq aldım. & amp Teleskop 2237 EDT-nin Ayar ətrafının (Washington DC) arxasındakı Antaresin yox olacağını proqnozlaşdırdı, saatım 2238 EDT göstərdi. 2,5 mm çubuq və ay filtrimlə 40 mm istifadə etdim. Ay ayağı ilə Antares arasındakı boşluğun yaxınlığını seyr etdikdə, birdən qırmızı fövqəladə Ay üzvünün arxasında itdi. Əvvəllər 10x50 dürbünümdən istifadə edərək Ay və Antares'i görə bilirdim. "

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

Fantastik! VERITAS-dan ulduzların diametrlərini ölçmək üçün istifadə ediləcəyini kim düşünərdi! Düşünürəm ki, 1000 x daha yaxşı həll gücünün Hubble üçün bir az mənası var. Dalğalanma ilə ultrabənövşəyi ultrabənəkdə 50 milyard saniyəyə qədər həll edə bilər və eyni zamanda 0,2 milyard sansek əldə edə bilən bir interferometrə (FGS) ev sahibliyi edir - demək olar ki, bu təcrübə qədər yaxşıdır (çox epox astrometriya zamanı verilir - mən təsəvvür edirəm tarama rejimi, lakin FGS ulduzların diametrlərini ölçdü).

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

Hə? Cerenkov radiasiyasına qamma şüaları səbəb olur? Düşünürəm ki, səhv etdiniz!
Cerenkov RADİASİYASINA yüklənmiş hissəciklər səbəb olur.

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

Diametrin ölçülməsinin yeni bir yolu, qanunun aliliyi. 55 saniyə = 11x, bir saat izləmə dayandırıla bilər. Bu əslində yaxşı bir fikirdir, amma asteroidlər nə qədər uzaq idi və ya fərqi yoxdur?

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

David Dickinson Post Müəllifi

My first thought: a milliarcsecond is so tiny, the reaction time error using a stopwatch would be much longer (on the order of tenths of a second) than the event itself.

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

2674
TYC 5517-227-1 at 2674ly with astroid 60km wide is 8.01 millarcseconds wide.
Sağ qalxma
20h 50m 00"
Meyl
+12 48' 43.2"

TYC 278-748-1 at 700ly with astroid 88km wide is 10.63 millarcseconds wide.
Sağ qalxma
20h 46m 47.9"
Meyl
+5 45' 29.52"

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

David Dickinson Post Author

Təşəkkürlər. the diameters for the two stars measured in the study were 0.125 milliarcseconds (TYC 5517-227-1) and 0.9 milliarcseconds (TYC 278--748-1). see the graphs on Page 6: https://arxiv.org/pdf/1904.06324.pdf

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

With the very accurate orbital motion of artificial satellites, can we not do a better job using them instead of asteroids?

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

For artificial satellites, moving so much faster than distant asteroids, the satellite's fringes would come-and-go ultra fast. Notice that the time-scales for the intensity graphs are in milliseconds. For artificial satellites, you would need detectors with picosecond resolution. Not practical at present.

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

David Dickinson Post Author

Thanks, that was my first thought as well. Satellites are much closer, and maybe we know their position with a greater degree of precision. but they're also moving ultra-fast across the sky compared to asteroids, as well.

Şərh yazmaq üçün daxil olmalısınız.

TYC 5517-227-1 being occulted by asteroid 1165 Imprinetta is 60km across, +12.812° and 2.4589au away moves at 0° 10' 42.6"/day, equates to 12.94km/s and 1millarcsecond equates to 1.8km, so occulted in 4.63 seconds.


How do astronomers accurately determine wobbles in a star's motion?

By: Tony Flanders July 21, 2006 0

Bu kimi məqalələri gələnlər qutunuza göndərin

The discovery of planets around other stars is based on wobbles in the stars' motions. Don't you have to measure from a stationary point in space to accurately determine this/ Isn't there an added wobble because Earth rotates on its axis and travels around the Sun?

In the radial velocity method, the exoplanet's gravity causes the host star to move back and forth. Measuring the shift of the star's light toward blue and red yields information about the planet's mass and orbit.
ESO

Yes, Earth's rotation and revolution cause huge variations in the radial (line-of-sight) velocities of stars relative to any given telescope -- roughly 1,000 times greater than those caused by a typical exoplanet's tug on its host star. Fortunately, Earth's motion is known with extreme accuracy, so astronomers can (and do) subtract it out of the measurements to detect wobbles as small as a few meters per second in distant stars.


Astronomical Methods and Tools

Philosophy [nature] is written in that great book which ever is before our eyes -- I mean the universe -- but we cannot understand it if we do not first learn the language and grasp the symbols in which it is written. The book is written in mathematical language, and the symbols are triangles, circles and other geometrical figures, without whose help it is impossible to comprehend a single word of it without which one wanders in vain through a dark labyrinth.

&mdash Galileo Galilei, The Assayer

The Tools of Science: Mathematical Tools and Notation

We start our study of astronomy by identifying some of the things we will study, and some of the tools we will use. Astronomers have over the centuries developed a number of terms and methods which have very precise meanings, so part of learning science is learning to write in a new kind of language about these things.

Angular Measurement: One of the tools of astronomy

If you are not comfortable with angular measurement, you may want to practice a little with the concepts, angle sizes, and the actual sky.

We always look at the sky as if we are at the bottom or apex of the angle (a) and the two things we measure are at the far points of each side. Note that two "close" objects can have the same apparent angular distance as two "far" objects, but be much closer together (distance C) physically than the far objects (distance F). In order to determine the actual physical separation, we must know both the angular separation and the distance to the objects.

A 360-degree circle breaks into four 90-degree parts. Ninety degrees is the distance from any point on the horizon to the point directly over your head. Ninety degrees is also the distance from the celestial equator (any point in the sky directly above the earth's equator) and the celestial north pole (the point directly above the earth's north pole), currently near the star Polaris in the Little Dipper.

The 360-degree circle also breaks into 24 15-degree parts. If the sky rotates once in 24 hours, then it must move 15 degrees in one hour. If your hand is a "normal adult hand" like the one in the text, then it is about 10 degrees across the palm, so a star on the eastern horizon at 9pm at night will be one-and-a-half palm widths above the horizon at 10pm. The twelve constellations known as the signs of the zodiac that lie along the celestial equator are each 30 degrees across. Knowing these "rules of thumb" will help you keep time by the stars and navigate to those you want to observe.

Scientific notation: Expressing numbers easily and accurately

If you have not worked with scientific notation before or done such calculations on an electronic calculator, work carefully through the examples, and dig out the manual that came with your calculator to help you. Study the terminology on p. 15 so that you can quickly convert "million" to "six zeros" or "10 6 ". Study the manipulation of exponents in box 1-3. You can get the order of magnitude of an answer quickly if you remember that you add exponents that are multiplied together (10 3 * 10 4 = 10 7 because 3+4 = 7) and subtract exponents that are divided (10 5 /10 3 = 10 2 because 5 - 3 = 2). Pay attention to those negative signs on exponents as well (10 -5 /10 3 = 10 -8 because -5 -3 = -8)!

Units: Relating abstract numbers to reality

All scientists rely on units, because what we measure is not pure number but some dimensional thing: length (in meters), mass (in grams), light intensity (in candles!), energy (in ergs), temperature (in degrees centigrade), and so on. When we convert quantities to different units, from miles/hour to kilometers/second, for example, we have to account for the change from hours to seconds and the change from miles to kilometers. When we calculate derived quantities such as density (mass/volume) which cannot be directly measured, we must also specify the units. Any conversion or calculation that involves measurement involves units that must be specified and tracked.

Astronomers use their own units, because the sizes involved are so large. Like any other science, when you need to convert from one unit to another, keep the unit names around and cancel them out just like you would cancel the numbers.

  • an astronomical unit is the distance from the earth to the sun. When we say that earth is 1 AU from the sun, but Jupiter is 5.2 AUs from the sun, we mean that Jupiter is a bit more than five times as far from the sun as earth. In situations where some effect of the sun depends on distance, using astronomical units makes it easy to compare the result at any planet. Light intensity diminishes as the square of the distance, so amount of light reaching Jupiter will be 1/5 2 = 1/25 of the light reaching earth.
  • a light year is the distance light travels in a year. If we convert distances to light years, we know how long ago the light we see now left its source. The star Vega in the constellation Lyra is about 25 light years away. When you find Vega in the sky, you see it the way it was a quarter of a century ago, probably before you were born.

Practice with the Concepts

Discussion Questions

  • How do Kaufman and Freedman's explanations of scientific method, theory, and hypothesis compare with those in other science texts that you have read?
  • Why are models so important to astronomy?
  • Why are units important? Who determines what units can be used?
  • What is our subay source of information about other objects in the universe?
  • What kinds of objects exist in the solar system? In the galaxy? In the universe at large?

Optional Readings

Each week, I'll try to recommend some of the better web sites around for particular topics in astronomy. I will not test you on the content of these sites, so don't feel compelled to visit them! Some you may find useful in offering alternative explanations for concepts you have difficulty understanding you'll have to pick and choose according to the amount of time you have available.

Michael Fowler has an excellent site at the University of Virginia on the history of astronomy. You can read his summary of Aristotle's contributions to astronomy or explore the rest of his site -- he has a number of lectures published on the web for his course on Einstein and Galileo.

One of the best online astronomy texts is Nick Strobel's introduction to astronomy, written for his Bakersfield, California, junior college course. [Click on Jump ot Chapters listing to view the site contents.] I will be referring to this text from time to time, as it has a lot of good graphics, but be forewarned: graphics take time to load, so don't check out this site when you are in a hurry. For this week, you may want to take a look at the introductory material and scale model pictures of the solar system to get an intuitive sense of the relative sizes of the planets and their distances from the sun.

The Astronomiae Historia site has lots of links on the history of astronomy.

© 2005 - 2021 This course is offered through Scholars Online, a non-profit organization supporting classical Christian education through online courses. Permission to copy course content (lessons and labs) for personal study is granted to students currently or formerly enrolled in the course through Scholars Online. Reproduction for any other purpose, without the express written consent of the author, is prohibited.


Why don't astronomers use meters to measure astronomical distances? - Astronomiya

If we say that light from a distant galaxy took 10 billion years to reach earth (10 billion light years from Earth), why isn't it true that the galaxy is actually much further away since during that 10 billion year time since the light started its journey toward us, the galaxy has continued to move still farther away?

If this has any truth, then galaxies which are farthest away and traveling close to the speed of light away from us are almost twice the distance now (almost 28 billion light years away if the universe is 14 billion years old) as they were when the light started its journey!

It is completely legitimate to say that the galaxy is farther than 10 billion light years away from Earth now -- əgər you're using a particular definition of the "distance" to the galaxy. Unfortunately, distance is one of those things that has an intuitive meaning in everyday life but is not so intuitive in our expanding universe! Astronomers (and other people) are not always very clear about what they mean when they talk about an object's "distance", leading to a lot of confusion about this topic. Read on for a further explanation.

First of all, the expansion of the universe doesn't consist of galaxies moving through some static space, but rather the "stretching" of the space itself. The light is moving through this expanding space and has to travel the initial distance plus whatever distance is added due to the universe's expansion during the course of the journey. It's like running on a racetrack that is being stretched -- if the racetrack started off 100 meters long but got stretched to a final length of 400 meters as you were running from start to finish, then the total distance you've run is more than 100 meters.

In fact, when you talk about the "distance" between the start and finish lines in this racetrack, you might mean several different things:

(1) You could mean 100 meters, since that's the distance when you start running it's also what the markings on the track say the distance is.

(2) You could mean 400 meters, since that's the distance between start and finish at the moment you reach the finish line.

(3) You could mean the actual distance you've run, which is more than 100 meters (since the track stretches while you're running on it), but less than 400 meters (since some of the stretching happens on parts of the track you've already passed through).

[Thanks to a reader for pointing out the difference between (2) and (3) -- in my first attempt at answering this question I did not make any distinction between them!]

You can see from the above example that when astronomers talk about the "distance" to a faraway galaxy, there are several things they might mean! Ned Wright's Cosmology Tutorial has a comprehensive technical discussion of the different types of distances that astronomers use (though it may be a bit hard to understand if you jump into it without reading the earlier parts of his tutorial first) -- some of these distances are similar to those discussed above for the racetrack, while others are completely different. He also has some answers posted to questions that are similar to the one you are asking.

If we somehow know that "light from a distant galaxy took 10 billion years to reach Earth", as your question posits, then clearly, if we are using definition #3 we would say that the distance to the galaxy is 10 billion light years. However, if we are using definition #1 we would say that the distance to the galaxy is less than 10 billion light years (i.e. it was closer than 10 billion light years when the light was emitted), and if we are using definition #2 we would say that the distance to the galaxy is greater than 10 billion light years (i.e. it is greater than 10 billion light years right now, when the light is received by us).

As you can see, saying that a galaxy is "10 billion light years away" is an ambiguous statement! It doesn't really mean much unless you also specify what definition of distance you are using. And while definition #2 is probably the one that corresponds most closely to your intuitive feeling for what "distance" is, in astronomy that is not always the best definition! After all, the light that travels from a faraway galaxy to us is our yalnız source of information about that galaxy, so we might care a little more about the physical distance that the light has traveled (definition #3) than how far away the galaxy is now (definition #2), since how far away the galaxy is now has no bearing on what we see when we look at the galaxy.

All the definitions of distance discussed here suffer from a bit of a practical problem, though. In order to use astronomical measurements to actually calculate any of these distances to a particular galaxy, we need to know something about the history of the universe's expansion (in other words, how did the racetrack stretch as a function of time?). Different models of the universe's expansion give different numbers for the distance to the galaxy, and although recent measurements (in particular those of the WMAP satellite) are helping us learn more about how the universe expands, we still don't know all the details.

Therefore, the most common measurement of distance that astronomers use for faraway galaxies is a lot simpler and less informative than the definitions of distance discussed above, but it is much easier to measure! This distance measurement is known as the redshift of a faraway galaxy. Astronomers take advantage of the fact that as light travels through the expanding universe, the light itself gets stretched by the same factor that the universe does, causing its wavelength to increase and its color to change and become more towards the red end of the spectrum. The redshift of the light refers to the amount by which it has been stretched and is basically a measurement of how much the universe has expanded during the light's trip from the faraway galaxy to us.

Astronomers can measure the wavelength of light that we receive on Earth, and they can also usually figure out what wavelength the light had when it was emitted, based on a knowledge of the chemical processes involved in the light's production (for some information on how this is done, see our answer to a previous question). Therefore, they can easily calculate the redshift for almost any faraway object.

In the example of the racetrack discussed above, the track has expanded by a factor of 4 (from 100 meters to 400 meters). Astronomers would say that the redshift in this case is 3 (the redshift is defined as "one less than the factor by which the universe has expanded", just so it works out that if there is no expansion at all, the redshift will be zero). If you were running on the racetrack and your body behaved like light did, you would reach the finish line and find that your body was 4 times bigger than it was when you started out!

Redshift is not a "traditional" measure of distance in the sense that we are used to. Standing at the finish line and saying that the starting line is at a redshift of 3 doesn't tell us anything about how big the track is or how far you just ran. (That's probably the reason that science journalists almost never use redshift to describe distances even though it's what astronomers use all the time -- it's not something that readers can intuitively connect with.) However, there is some meaning to the concept -- in an expanding universe, objects with larger redshifts are farther away. So if we measure one galaxy to have a redshift of 3 and another to have a redshift of 3.5, we might not have any idea how long it would take us to get to either of them in a spaceship, but at least we can say which one we could get to faster!

Bu səhifə son dəfə 27 iyun 2015-ci ildə yeniləndi.

Müəllif haqqında

Dave Rothstein

Dave is a former graduate student and postdoctoral researcher at Cornell who used infrared and X-ray observations and theoretical computer models to study accreting black holes in our Galaxy. Saytın əvvəlki versiyası üçün də inkişafın böyük bir hissəsini etdi.


Videoya baxın: Qaz sayğacı ilə bağlı media nümayəndəsinin müraciəti araşdırıldı (Sentyabr 2021).