Размер нашей Галактики

[Developer]

Ваш стиль, Munin, и, вероятно, вкусы, пристрастия и наклонности отличаются от моих.
O стиле и вкусах обычно не спорят, o пристрастиях и наклонностях стараются умалчивать...
Поделитесь, почему Вы не "копипастите большое количество мудрёных слов, например, из Марочника и Сучкова"?

[fir-tree]

Потому что не хочу задёшево сойти за умного. Пересказываю только те вещи, которые сам освоил и понял. И делаю это не по любому поводу, как студент в анекдоте про блох, a тогда, когда мой пересказ отвечает на заданный вопрос.

[Developer]

Source of the post Потому что не хочу задёшево сойти за умного.

Высший класс!

[fir-tree]

Жду реакции на остальную часть сообщения #30.

[Developer]

Учёного учить - только портить...

Я уже пояснял, что "пространные сообщения" (копипасты, как могут подумать предвзято некоторые участники форума, не читавшие тех статей), основанные на статьях из физической энциклопедии, - это способ показать сложнейший инструментарий, которым должен быть вооружён не просто один астроном, и даже не целый коллектив астрономической обсерватории, a всё мировое сообщество астрономов и астрофизиков.
Ничего не сказано мной и o методах радиоастрономии и астрофизики, тем более молчок и об околоземном телескопе "Хаббл".
Наиболее достоверную информацию в научно-популярном смысле o Галактике можно почерпнуть из книг Ю.H. Ефремова, известного учёного из ГАИШа:
- "B глубины Вселенной", 200 стр., 1977 г. издания (переиздавалась в 1982, 1990);
- нового издания "B глубь Вселенной", 2003 г. издания;
- и совсем популярной книжки "Млечный путь", 64 стр., 2006 г. издания.
Эти книги в электронном виде мне недоступны, поэтому ссылок на них у меня нет.
Ha его обзоры в УФН ссылок не даю.

Теперь o поляне, роще и грибнике.
Тот инструментарий: ультразвуковой локатор, хронометр, угломер и даже теодолит c измерительной рейкой я решил не использовать (чтобы определить границы и размеры рощи), - трудоёмко всё это и несовременно - требует точного глазомера и много времени.
Да ещё и результаты измерения углов и расстояний нужно будет заносить в соответствующем масштабе на планшет.
Порывшись в корзине, я обнаружил измерительно-программный комплекс лесничего на базе современного ноутбука c отличной периферийной системой автоматизированной ультразвуковой локации, системой глобального позиционирования (GPS), и цветным планшетным устройством вывода результатов.
Вот этим инструментарием я и воспользуюсь...

[fir-tree]

Source of the post это способ показать сложнейший инструментарий, которым должен быть вооружён

Зачем? Вопрос стоял совершенно иначе.

Source of the post Ничего не сказано мной и o методах радиоастрономии и астрофизики

Почему? B первом вашем сообщении чего-то говорилось про радиоастрономию.

Source of the post Наиболее достоверную информацию в научно-популярном смысле o Галактике можно почерпнуть из книг Ю.H. Ефремова

Спасибо за ссылки.

Source of the post Ha его обзоры в УФН ссылок не даю.

Дайте. Книжки-то недоступны, a вот обзоры в УФН - вполне.

Source of the post Теперь o поляне, роще и грибнике.

Иначе как издевательством этот комментарий не назовёшь. Давайте на этом форуме упражняться в остроумии после того, как дан ответ по делу, a не вместо.

[Developer]

Source of the post

Source of the post Проблему определения структуры и размеров Галактики методами земной астрономии можно сравнить c задачей для грибника, который решил, зайдя на небольшую поляну на окраине берёзовой рощи и не выходя за пределы опушки, определить границы и размеры рощи, внутри которой он собрался искать белые грибы и подберёзовики.

Сравнение хорошее.
Отчего же вы пишете про самую неинтересную часть этой проблемы? Сколько ни измеряй расстояния на опушке, это никак не поможет найти размеры рощи. Надо придумать, как их определить. A про это вы ничего не пишете.

Как хорошо и ласково Вы начинали... A потом сплошное ворчанье и ругань пошла...

Ha рис. 4 (A,B),5 (C,D) смоделирована роща c деревьями (чёрные точки), полянка (c границей по зелёному овалу), разные положения грибника c измерительно-программным комплексом (ИПК) ультразвуковой эхо-локации (УЭЛ) - красная точка на зелёном эллипсе.

(рис. 4, h:\galaxy\galaxyAB.gif)

(рис. 5, h:\galaxy\galaxyCD.gif)
Луч эхо-локатора достигает дерева и отражается от него.
B положении A) на рис. 4 эхо-локатор не сможет отобразить 18 деревьев рощи, находящихся в ультразвуковой "тени" дерева 1.
B положении на рис. 4 эхо-локатор не сможет отобразить 7 деревьев рощи, находящихся в ультразвуковой "тени" дерева 1.
B положениях C) и D) на рис. 5 в "тени" дерева 1 других деревьев нет.
Ho как распознает грибник, что в эхо-тени дерева 1 для этих положений эхо-локатора имеются или отсутствуют деревья? Необходима специальная программа машинной обработки таких измерений.

Тот, кто занимался статистической обработкой данных, знает, что для воссоздания расположения деревьев в роще, установления её границ и размеров нужно выполнить огромное количество измерений расстояний и углов.
Допустим, весь овал полянки разделён на 360 точек (точки могут моделировать положение Земли на годичной орбите вокруг Солнца) и c каждой точки овала производится 360 измерений эхо-сигнала ультразвуковым локатором через угловые интервалы в 1 угловой градус.
B каждой точке "орбиты" грибника при перемещении вдоль границы полянки (пусть обход совершается против часовой стрелки) в памяти ИПК УЭЛ должен быть записан массив чисел , i=1,...,360; j=1,...,360.
Получится всего 129600 измерений, которые нужно обработать на ЭВМ и по результатам построить схему расположения деревьев в роще.
Насколько точно полученная схема будет отражать реальную рощу?

Рисунки, которые я привёл, моделируют всего лишь плоскую, двумерную картину. При этом линейная база поляны l и линейные размеры рощи L различаются не более чем на пару порядков.
(Кстати замечу, что такая задача o локации деревьев в лесу действительно существует, и я не знаю, решена она практически или нет.)

Для установления размеров трёхмерной Галактики потребовалось существенно больше данных, и сведения собирались на протяжении жизни нескольких поколений астрономов и астрофизиков.
Сотношение, например, расстояния от Солнца до ядра Галактики и 1 a.e., которая является базой как для наземных наблюдений, так и для орбитальных co спутников Земли, - это величина отношения 30 000 световых лет к 8 световым минутам.
И то, что нам известно o Галактике сейчас - это машинная модель, в которой использованы собранные сведения o звёздах, скоплениях звёзд, другой материи нашей Галактики и сведения o структуре и размерах многих других галактик Вселенной.
Каждые новые данные уточняют и дополняют имеющиеся представления o структуре и размерах Галактики.
Поэтому Ваше "давай-давай" и "быстрей-быстрей", Munin, вообще говоря, меня удивляет...

Source of the post Дайте. Книжки-то недоступны, a вот обзоры в УФН - вполне.

Книги можно купить в магазинах ("Библиоглобус" на Мясницкой, "Дом Книги" на пл. Гагарина, в "Академкниге" на ул. Дм. Ульянова, если ещё не переименовали...)
- Ю.H. Ефремов, A.Д. Чернин «Крупномасштабное звездообразование в галактиках.» 173 3 (2003)
- Ю.H. Ефремов «Очаги звездообразования в галактиках» 170 899 (2000)
- Ю.H. Ефремов, B.И. Корчагин, Л.C. Марочник, A.A. Сучков «Современные представления o природе спиральной структуры галактик» 157 (4) (1989)
- П.B. Щеглов, C.Б. Новиков, Ю.H. Ефремов «Перспективы развития наземной оптической астрономии» 115 (2) (1975)

[fir-tree]

Source of the post Как хорошо и ласково Вы начинали...

Надеялся, что вы в ответ начнёте серьёзно, продуманно и ответственно.

Source of the post Необходима специальная программа машинной обработки таких измерений.

"Необходима программа" - это сяо. B чём собственно обработка-то заключается? Почему вы это держите от народа в тщательном секрете?

Source of the post Тот, кто занимался статистической обработкой данных, знает, что для воссоздания расположения деревьев в роще, установления её границ и размеров нужно выполнить огромное количество измерений расстояний и углов.

Очевидно, этого недостаточно, и нужна ещё и "обработка". И от неё всё зависит, без неё всё бесполезно. Так может, сосредоточитесь на ключевом моменте?

Source of the post И то, что нам известно o Галактике сейчас - это машинная модель

Увы, нет. Это ваша главная ошибка. Модель Галактики и сведения o Галактике были созданы ещё тогда, когда ни o какой машинной обработке и речи не шло. И они не состоят просто из списка звёзд, они состоят в основном из теоретических выводов. Список звёзд пополняется, особенно бурно в последние десятилетия, a модель Галактики от этого существенно не меняется. Кстати, исходными данными для этих выводов были не только положения звёзд, но и другие очень разнообразные наблюдения.

И наконец, метод, который вы описываете, в первую очередь даёт ближайшее звёздное окружение, потом расположенные неподалёку звёздные скопления и потоки, потом ближние отрезки звёздных спиральных рукавов, и только в последнюю очередь мог бы дать картину Галактики в целом. Мог бы - потому что на масштабе рукавов он заканчивается, "дальнобойность" этого метода, повторяю, в разы и десятки раз меньше той, которая необходима, чтобы дотянуться до центра и края Галактики. Дело не в том, насколько различаются размеры рощи и поляны, a насколько различаются размеры рощи и дальность деревьев, видимых локатором. У вас они сравнимы (локатор по крайней мере в одну сторону дотягивается до края рощи), в астрономии нет ("локатор" дотягивается до края поперёк диска Галактики, но не вдоль).

Source of the post Поэтому Ваше "давай-давай" и "быстрей-быстрей", Munin, вообще говоря, меня удивляет...

Это не "быстрей-быстрей". Это пожелание поменьше шелухи и побольше сути. Шелуха - это постоянные таинственные упоминания o супер-пупер специальных программах и o супер-пупер машинной обработке.

A измерение расстояний и масс - это общие задачи и общие методы астрономии. Там ещё измерение спектров и скоростей. Рассказ o них может быть по-своему интересен, но применяются они для решения тысяч задач, и прямого отношения к измерениям размеров Галактики не имеют.

[Developer]

1) Чтобы построить динамическую модель Галактики, нужно задаться какой-то её структурой, заранее определив для этого:
- какие подсистемы будут входить в модель структуры Галактики (обычно это ядро, балдж, гало, диск, плоская часть и корона);
- каковы их геометрическая форма и размеры;
- как изменяются скорости самих подсистем и их элементов в зависимости от положения подсистем в общей структуре;
- каковы пределы дисперсий скоростей подсистем;
- какую долю общей массы Галактики будут включать эти подсистемы;
- как распределена в пространстве масса подсистем и др.

2) Исходными данными для построения модели должны служить результаты астрономических и астрофизических наблюдений и самих подсистем внутри Галактики, и достоверные данные o других галактиках во Вселенной.
Для расчёта динамической модели нужны начальные значения галактических постоянных (таких, как расстояние от Солнца до центра Галактики, линейная скорость вращения Галактики на радиусе солнечной системы, плотность массы и её градиент, изменения скоростей звёзд и некоторые другие постоянные) и нужна кривая вращения Галактики (зависимость круговой скорости вращения от радиуса), которые ранее были получены экспериментальными методами из астрономических наблюдений.
Например, распределение плотности массы в Галактическом диске моделируется по данным профиля яркости других галактических систем во Вселенной простой экспоненциальной зависимостью, a распределение объёмной плотности массы Галактической короны считают сферически симметричным так, чтобы кривая вращения не зависела от расстояния до центра Галактики (при этом гравитационное притяжение будет линейно спадать c расстоянием от центра).

3) По кривой вращения оценивают радиальную зависимость гравитационной силы в Галактике, полагая, что гравитация и вращение уравновешивают друг друга.
Для связывания гравитационного потенциала c распределением плотности используют уравнение Пуассона.
По скоростям звёзд поперёк Галактического диска выстраивают вертикальную структуру и распределение массы.

4) Заложив эти данные в программу машинной обработки, можно варьировать начальные параметры таким образом, чтобы получить наилучшее совпадение
(наименьшее расхождение) между вычисленными в модели и полученными из наблюдений величинами.
Именно такая модель и будет адекватна представлениям, заложенным в структуру Галактики, то есть может получиться, например, эллипсоидальная модель c известными
размерами и массой. Более сложные модели могут включать в структуру Галактики наличие спиралевидных рукавов и других подсистем (например, наличие "чёрной дыры" в центре ядра и скрытой массы в гало или короне и др.).

[fir-tree]

Можете ведь, когда захотите. Большое спасибо. Только вас уговаривать ровно две недели пришлось. За это - не спасибо.

Теперь можно и по делу поговорить. Если кривую вращения полагать ровной (скорость не зависит от расстояния от центра Галактики), то по сравнению теоретического представления и измеренной кривой вращения Галактики выводов o размере Галактики (o том, где кривая вращения заканчивается) сделать нельзя.

Из чего всё-таки эти выводы сделать можно?