Возраст Вселенной часть 1
Современная астрономия использует несколько методов определения этого расстояния, из которых только один, метод тригонометрического параллакса можно признать надежно достоверным. Все остальные методы измерения межзвездного расстояния имеют весьма условную достоверность и могут рассматриваться только с точки зрения вероятностных моделей.
Но и метод тригонометрического параллакса, в том виде, в котором он используется сегодня, дает весьма искаженные значения.
В качестве основы расчета используются замеры параллакса «звезды» с двух пространственных точек удаленных между собой на радиус орбиты Земли вокруг Солнца. Иными словами замеряется угол положения телескопа в календарных днях с интервалом в полгода. Зная радиус орбиты и угол тригонометрического параллакса не трудно определить расстояние до наблюдаемого объекта.
В данном методе предполагается, что Солнечная система неподвижна, что совершенно невыполнимо, так как она движется в пространстве по очень сложной траектории.
Поэтому в качестве базового размера нужно использовать не радиус орбиты Земли, а кратчайшее расстояние между двумя пространственными точками, которое пройдет Земля за полгода в составе Солнечной системы.
Скорость движения Солнца относительно реликтового излучения составляет 640 км/с. Полгода равно 15,768 (31,536/2) Мс, соответственно пройденный путь Солнечной системы за это время в пространстве составит около 10000 Мкм (10Гкм). Орбита Земли составляет 0,3 Гкм. С учетом этого все расстояния, измеренные в настоящее время методом тригонометрического параллакса, должны быть увеличены в 16,5 раза.[1]
На сегодня максимально измеренное межзвездное расстояние методом тригонометрического параллакса составляет 7,2 Мпк (23,5 млн. лет). С учетом указанной поправки оно составляет не более 119 Мпк или 387 млн.лет.
Это предел достоверно наблюдаемой нами Вселенной. Поэтому говорить о возрасте Вселенной более 4,5 млрд. лет, соответствующий возрасту Земли, сегодня весомых оснований нет.
В тоже время если использовать этот метод в многолетнем интервале, то при тех же возможностях современной техники можно расширить его границы в несколько раз. Так при измерении расстояния до «звезды» с интервалом в 10 лет можно измерить расстояние её удаления от нас на 1 млрд. лет, а с интервалом в 100 лет до 10 млрд. лет. Но границы нашей Вселенной, я полагаю, находятся значительно дальше.
[1] Поправка в 16,5 раз связана с тем, что современный параллакс измеряется как половина угла основания треугольника по орбите Земли и вершине расположенной на звезде. Или по расстоянию от Земли до Солнца равным 0,15 Гкм.
Свидетельство о публикации №216072200102
Сергей Фанченко 22.07.2016 06:42 Заявить о нарушении
В рассматриваемом методе не столь важно движение объекта наблюдения по эллипсу (это предмет отдельной дискуссии) сколько траектория самого наблюдателя. Именно относительного этого расстояния и определяется фактическое удаление "звезды" от точки наблюдения. Поэтому рассматриваемая ошибка связана не с порочностью самого метода измерения, а с его несовершенством.
Александр Захваткин 22.07.2016 21:16 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 23.07.2016 16:34 Заявить о нарушении
> Первым из таких методов рассмотрим метод тригонометрических параллаксов.
Расстояния до звёзд неизмеримо больше их диаметров, поэтому звёзды обычно рассматриваются как точечные объекты. При этом на протяжении десятков и сотен лет их движение относительно Солнца с большой степенью точности можно рассматривать как равномерное и прямолинейное. Если перенести систему координат в центр Земли, то в наблюдаемое движение звезды войдут движение Земли относительно Солнца и собственное движение звезды. В первом приближении движение Земли вокруг Солнца рассматривается как движение по кругу радиусом 1 а.е. с периодом T = 1 год. Таким образом, мы наблюдаем два движения - равномерное прямолинейное движение за счёт собственного движения и движение по кругу в плоскости, параллельной плоскости эклиптики.
Проецируя движение звезды на плоскость, касательную к небесной сфере в точке, являющейся проекцией положения звезды (см. рис. 3-1), получим движение по эллипсу, большая ось которого равна "a", а малая - "b" ="a" sin β0(здесь β0 - эклиптическая широта звезды), и прямолинейное движение центра эллипса.
1. Ни в этом отрывке, ни далее по тексту ни слова ни говорится о том, что Земля в течении полугода движется в пространстве в составе Солнечной системы.
Как показано в моей статье, Солнечная система за это время проходит расстояние в 33 раза большее чем радиус Земной орбиты.
Можно предположить, что в методе подразумевается, что в то же самое время "звезда" движется с той же самой скоростью в том же направлении. Но на это надо однозначно указывать. Но "звезда" может двигать в любом другом направлении и с совершенно другой скоростью. В этом случае пренебрегать траекторией Солнечной системы нельзя, потому что, если они двигаются в противоположных направлениях с разной скоростью, эти траектории обязательно надо учитывать.
2. Фраза: "Проецируя движение звезды на плоскость, касательную к небесной сфере в точке, являющейся проекцией положения звезды" вызывает некоторую оторопеть.
О какой небесной сфере идет речь? Это смахивает на цитату из средневекового учебника. За "звездой" находится бесконечность. Как можно провести касательную к бесконечности? Проекция круга на сферическую поверхность действительно имеет форму эллипса. Но какое это имеет отношение к измерению расстояния до "звезды"? Рассматриваемый эллипс находится за "звездой".
В других источниках эта схема изображена логически более правильно. "Звезду" в этом случае помещают в фокус параллакса и эллипс является проекцией орбиты Земли на виртуальную небесную сферу. Слово виртуальная в этом случае является ключевым, так как в реальности никакой сферы просто не существует, а есть бесконечное пространство к которому никаких касательных плоскостей просто невозможно провести.
Можно порадоваться, что Вы виртуозно владеете средневековой схоластикой, но горько пожалеть, что такие специалисты готовят современную молодёжь.
Александр Захваткин 23.07.2016 21:23 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 23.07.2016 23:00 Заявить о нарушении
Под формулами очень часто скрываются несуразности и нелепости. Даже очень правильные формулы могут использоваться некорректно. Поэтому вопрос остается один: почему в приведенном Вами расчете нет указания на изменение расстояния во время наблюдения за счет перемещения Солнечной системы в пространстве?
Александр Захваткин 24.07.2016 01:49 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 24.07.2016 02:14 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 24.07.2016 02:24 Заявить о нарушении
Во-вторых, угловые скорости на то и угловые, что для них должен существовать центр вращения. Если для Солнечной системы таким центром является центр нашей Галактики, то для "звезды", которая еще неизвестно где находится, вероятней всего и центр её вращения неизвестен. Так что не совсем понятно, как может помочь неизвестная угловая скорость "звезды" в определении расстояния до неё.
Проекция тождественна базе только в том случае, если её границы во время переноса на другую плоскость параллельны друг другу. В случае тригонометрического параллакса проекция осуществляется через угловой "центр", находящейся в фокусе параллакса. И тожественна она будет, но с противоположным знаком направления, только в одном месте - равноудаленном от фокуса параллакса. Во всех остальных случаях она будет отличаться от базы, либо в меньшую сторону, если проекция находится ближе равноудаления, либо в большую, если находится дальше.
Удивительно, как Вы при таком знании геометрической оптики преподаёте метод тригонометрического параллакса.
Несостоятельность Вашей позиции заключается в том, что Вы не разобрались в геометрической сущности обсуждаемого метода, а механически заучили, то чему Вас учили в институте. Вспомните незабвенного Аркадия Райкина, который говорил: "...забудьте все чему вас учили в институте..." и взгляните на эту проблему с позиции обычной евклидовой геометрии. Для вычисления расстояния до "звезды" методом геометрического параллакса достаточно знать что такое тангенс и правильно применять это знание на практике.
Александр Захваткин 24.07.2016 21:16 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 24.07.2016 21:52 Заявить о нарушении
Theoretically one could obtain a star's proper motion simply by making two observations of its position one year apart (to remove any effect of parallax) and see if it had moved relative to other stars. In practice as the proper motion is very small, it is often only measurable by comparing observations taken a few decades or more apart. This is one valuable application of repeated sky surveys. Corrections are also made for the earth's motion around the Sun so that proper motions are always expressed relative to the Sun, not the Earth.
The highest proper motion of any star is that of the nearby Barnard's Star with a value of 10.3"/yr. It has a radial velocity of 108 km/s towards us and a transverse velocity of 88 km/s.
http://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/proper_motion.html
Так что никаких шестиста км/c нет и в помине...
Сергей Фанченко 25.07.2016 10:25 Заявить о нарушении
Что касается скорости движения Солнечной системы в пространстве, то она складывается из скорости движения вокруг центра Галактики (эта величина есть во всех справочниках по астрономии) и скорости движения Галактики относительно реликтового излучения. В справочниках этой величины пока нет, но она есть в различных последних публикациях на эту тему. Сложение этих двух значений и дает искомую величину 640 км/с. Её и надо использовать в методе тригонометрического параллакса. Кроме этого нужно знать направление замеров относительно указанной траектории и много чего ещё, о чем учебники и прочая литература по астрономии "скромно" умалчивают.
Александр Захваткин 25.07.2016 17:47 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 25.07.2016 19:53 Заявить о нарушении
Я же в своей статье указываю на то, что Земля как базовая точка наблюдения совершает кроме орбитального движения вокруг Солнца ещё и поступательное движение в составе Солнечной системы. Причем скорость этого поступательного движения во-первых, больше скорости перехода с одной точки орбиты на другую, во-вторых, эта траектория бесконечна и позволяет увеличивать базовый катет наблюдения неограниченно, а тем самым многократно повышать измерительные возможности самого метода.
Александр Захваткин 25.07.2016 23:28 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 25.07.2016 23:58 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 26.07.2016 01:12 Заявить о нарушении
Я уже целую неделю пытаюсь Вам объяснить, что движение Солнечной системы дает возможность расширить потенциальные границы метода тригонометрического параллакса, если перейти к многолетним интервалам измерения. После этого Вы предоставляете материал, где годичное движение Солнца используется для определения смещения "звезды". Я нигде никогда не писал, что тригонометрический метод не может для этого использоваться. Предполагаю, что может. Но прежде чем измерять перемещение собственно "звёзд" неплохо было бы уточнить расстояние до них. Об этом собственно и говорилось в моей статье.
Еще раз повторю. Во всех доступных мне источниках, в том числе и в приведенном Вами материале, указывается, что для определения расстояния до "звезды" используется полугодовой период с учетом диаметра земной орбиты. Я утверждаю, что расстояние, которое проходит за это время Солнечная система в 33 раза больше, поэтому расчет расстояния надо вести не относительно орбиты Земли, а относительно расстояния пройденного Солнцем за это время. Что тут не понятного?
И только после того, как будет корректно определено расстояние до "звезды" целесообразно заниматься другими измерениями.
Цитата из приведенного источника:
>Если Солнце за год переместилось из точки в точку на расстояние (рис. 6.21), то параллактическое смещения звезды равно...
>Рис. 6.21. Параллактическое смещение звезды из-за движения Солнца в пространстве
Фраза: "Параллактическое смещение звезды из-за движения Солнца в пространстве" указывает на то, что автор вообще плохо представляет физические процессы, происходящие в космосе. Влияние Солнца даже на самые близкие "звезды" настолько мало, что оно не может вызвать никакого, в том числе и параллактического смещения. В данном случае "звезда" оставалась на месте и никуда не перемещалась. Чтобы определить смещение "звезды" в пространстве надо сравнить два параллакса измеренных с некоторым интервалом. И если они будут отличать друг от друга, тогда можно говорить о наблюдаемом перемещении "звезды", если нет, то, скорее всего она стоит на месте, если находится очень далеко, либо двигается синхронно с Солнцем, если находится недалеко от него. Поэтому прежде чем измерять перемещение "звезды" надо сначала выяснить, где она реально находится. А этого-то как раз, как я понимаю, делать ни кто и не хочет.
Наш спор сегодня очень напоминает спор многовековой давности, когда люди стали сомневаться геоцентрическом мире, а защитники мировоззренческих устоев пытались их убедить в их еретических заблуждениях. И обе стороны никак не могли понять друг друга. В нашей ситуации меня радует, что костры инквизиции, слава богу, затушены, а то пришлось бы мне гореть как несносному еретику.
Александр Захваткин 26.07.2016 22:33 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 26.07.2016 23:38 Заявить о нарушении
Не знаю, удивлю вас или нет, но метод тригонометрического параллакса изобретен древними греками, которые ничего не знали о природе наблюдаемых звезд. Впервые его использовали для определения расстояния до Солнца, при чем с очень хорошим результатом, если учесть, что во время измерения пришлось бегать за много километров в другой город. Таким образом, метод тригонометрического параллакса не является исключительным инструментом современной астрономии.
Суть метода до банальности проста. Высоко над горизонтом имеется наблюдаемая точка, расстояние до которой не известно, а определить его надо. Для определения этого расстояния берется палка и устанавливается так, чтобы через её начало и конец было видно наблюдаемый объект.
Первое измерение делается в точке, когда палка находится строго перпендикулярно поверхности на которой располагается наблюдатель. Затем наблюдатель отходит на некоторое расстояние и устанавливает палку так, что бы искомый объект снова был виден через начало и конец палки. При этом палка окажется под некоторым углом к поверхности на которой находится наблюдатель. Зная расстояние между точками наблюдения и угол наклона палки через тригонометрическую функцию тангенс находят высоту нахождения наблюдаемого объекта.
Естественно для измерения малых углов палка не подойдет, но суть метода от этого не меняется. Таким образом, собственно методом тригонометрического параллакса можно определить только расстояние до наблюдаемого объекта.
При измерении с подвижной платформы, которой является наша Земля, в качестве базового катета берется траектория Земли в интервале между двумя измерениями. Как я уже отмечал Земля движется в пространстве по сложной траектории, которая называется циклоида. Поэтому для расчета расстояния до наблюдаемого объекта необходимо знать дату начального измерения. Оптимально, чтобы эта дата соответствовала местоположению Земли на линии движения Солнца. Первое следующее (второе) измерение проводится ровно через полгода, когда расстояние от начальной точки составит диаметр орбиты Земли плюс путь пройденный Солнечной системы за это время. Это и будет первый базовый катет. Следующее измерение параллакса для этой же "звезды" надо проводить ещё через полгода. И так несколько лет подряд (в идеале бесконечно). Каждое новое измерение будет давать новое значение параллакса, которое отнесенное к новому катету, будет давать соответствующий результат расстояния до "звезды".
Естественно методом тригонометрического параллакса через целую серию измерений можно определить траекторию и скорость движения некоторых "звезд". Но эта методика принципиально сложнее измерения расстояния до звезды и выходит за рамки данной дискуссии.
Александр Захваткин 27.07.2016 21:49 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 27.07.2016 22:13 Заявить о нарушении
Естественно любой профессиональный язык отличается языка которым пользуются непрофессионалы. Но если этот язык не может сформулировать свои знания доступной для других информацией, то возможно с носителями этого языка что-то не так. И это повод задуматься о проблеме их непонимания, а не укреплять границы своей изолированности. Иначе складывается впечатление, что за этими границами есть что скрывать.
Александр Захваткин 28.07.2016 11:44 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 28.07.2016 11:56 Заявить о нарушении
Александр Захваткин 28.07.2016 19:35 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 28.07.2016 19:56 Заявить о нарушении
Цитата из источника: http://www.astromyth.ru/Astronomy/Movement.htm
> Как определили скорость Местной группы галактик?
Конечно, фактически астрономы измерили скорость Солнца относительно микроволнового реликтового фона: она оказалась ~390 км / с апексом с координатами l = 265°, b = 50° (α=168, δ=-7) на границе созвездий Лев и Чаша. Потом определи скорость Солнца относительно галактик Местной группы (300 км/с, созвездие Ящерица). Вычислить скорость Местной группы уже не составило труда (690 км/с).
В других источниках эта скорость оценивается в 640 км/с.
Александр Захваткин 28.07.2016 23:02 Заявить о нарушении
Сергей Фанченко 28.07.2016 23:35 Заявить о нарушении