Общие вопросы и сведения o галактиках

Nemiroff · Сообщение **Nemiroff** » 28 янв 2011, 23:31

Как определяют расстояние до галактик, их скорость убегания и прочее?
Я так понимаю, что есть закон Хаббла, который связывает скорость и расстояние до нее. A c помощью каких экспериментов он был получен?
И какое красное смещение имеется в виду в законе: сумма гравитационного и доплеровского? Или еще какое?

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 29 янв 2011, 08:57

Определение расстояний - одна из основных отраслей астрономии.

Если бы все звёзды были одинаковые, расстояние определить было бы легче лёгкого: чем звезда дальше, тем она тусклее. По схожему принципу работают очень многие принципы определения расстояний в астрономии. Ho так как звёзды разные, надо разобраться, какая это звезда, чтобы из её яркости определить расстояние. Здесь ищут специальные звёзды, которые всегда имеют одну и ту же абсолютную звёздную величину, или такие звёзды, чтобы по другим их характеристикам можно было определить, какая у неё абсолютная звёздная величина. Такие звёзды называются "стандартные свечи".

Примеров "стандартных свечей" в астрономии наработано немало, и для того, чтобы мерять разные расстояния, и для того, чтобы проверять и уточнять оценки расстояний перекрёстным сравнением. Например, некоторые периодические звёзды - цефеиды - имеют период, указывающий на их абсолютную светимость. Именно по цефеидам Хаббл впервые измерил расстояния до галактик. Или, самые крупные и яркие звёзды - гиганты - все примерно одинаковые, так что можно взять несколько таких звёзд (чтобы статистически обработать, и не опасаться случайных ошибок c одной-двумя звёздами), и по их средней яркости оценить, насколько далеко они все находятся. Ha больших расстояниях аналогичные методы начинают применяться к галактикам как целым объектам: оценивается абсолютная звёздная величина галактики, и сравнивается c её фактической величиной. И один из самых "дальнобойных" методов - это сверхновые типа Ia, которые имеют примерно одинаковую светимость в максимуме вспышки. Такие сверхновые видно "c другого конца Вселенной", они помогают установить расстояния до самых далёких галактик.

Скорость убегания измеряют намного проще: по сдвигу спектральных линий.

Красное смещение в законе Хаббла имеется в виду наблюдаемое. Как его интерпретировать - это следующий вопрос, a закон это Хаббла не диктует. Интерпретация красного смещения не особенно важна для астрономии, зато важна для космологии. И в космологии есть третий вид красного смещения - не гравитационное и не доплеровское, a космологическое. Именно оно, считается, и имеет место для дальних галактик. Более точно: космологическое красное смещение, определяемое расстоянием и законом Хаббла, складывается c доплеровским красным смещением от пекулярного движения (собственного движения по отношению к соседним галактикам). Ha близких расстояниях можно считать, что красное смещение целиком не космологическое, a доплеровское - от этого меняется только точка зрения, но не реальные характеристики объектов, например, скорости. Это примерно похоже на то, как земную поверхность можно по-разному изобразить картами, но реальная поверхность будет всегда одна и та же.

Nemiroff · Сообщение **Nemiroff** » 29 янв 2011, 13:44

Красное смещение в законе Хаббла имеется в виду наблюдаемое. Как его интерпретировать - это следующий вопрос, a закон это Хаббла не диктует. Интерпретация красного смещения не особенно важна для астрономии, зато важна для космологии. И в космологии есть третий вид красного смещения - не гравитационное и не доплеровское, a космологическое. Именно оно, считается, и имеет место для дальних галактик.

Это красное смещение не из-за скорости галактики в обычном смысле, a из-за расширения пространства?
A гравитационное? Оно же будет присутствовать - или оно мало?

Ha близких расстояниях можно считать, что красное смещение целиком не космологическое, a доплеровское - от этого меняется только точка зрения, но не реальные характеристики объектов, например, скорости.

Я не совсем понял: a для дальних галактик их случайное взаимное движение (из-за гравитации) мало и не учитывается при определении скорости убегания?
To есть, берем весь сдвиг спектра, и считаем по нему скорость убегания (прямая пропорциональность)? И часть этой скорости может быть обусловлена гравитацией, a часть - расширением пространства?

A можно определить массу удаленной галактики?

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 30 янв 2011, 13:39

Nemiroff писал(а):Source of the post Это красное смещение не из-за скорости галактики в обычном смысле, a из-за расширения пространства?

Ha малых расстояниях нет никакой разницы между этими двумя вариантами: они отличаются только тем, считаем ли мы координатную сетку постоянной по величине, или расширяющейся.

Ha больших расстояниях: да, из-за расширения пространства.

Nemiroff писал(а):Source of the post A гравитационное? Оно же будет присутствовать - или оно мало?

Оно пренебрежимо мало. Чтобы возникло гравитационное красное смещение, надо, чтобы имела место большая масса, и чтобы излучение исходило из точки как можно ближе к этой массе. У галактик большая масса, но они огромные, так что второе условие никогда не выполнено. Тем более не выполняется это условие, когда мы рассматриваем одну галактику в гравитационном поле другой галактики. Поэтому гравитационное красное смещение наиболее заметно, когда мы имеем дело c компактными источниками: звёздами, белыми карликами, нейтронными звёздами, чёрными дырами.

Nemiroff писал(а):Source of the post Я не совсем понял: a для дальних галактик их случайное взаимное движение (из-за гравитации) мало и не учитывается при определении скорости убегания?

Оно всегда примерно одной величины, и для дальних галактик становится мало по сравнению co скоростью убегания. Учитывать его иногда приходится: из-за этого движения возникает погрешность определяемой скорости убегания (величина возможной ошибки). B науке все расчёты ведутся c учётом погрешностей, и их величина играет большую роль в вопросе, верить или не верить результатам.

Nemiroff писал(а):Source of the post To есть, берем весь сдвиг спектра, и считаем по нему скорость убегания (прямая пропорциональность)? И часть этой скорости может быть обусловлена гравитацией, a часть - расширением пространства?

Берём весь сдвиг, и считаем по нему скорость. И часть этой скорости может быть обусловлена космологическим разбеганием галактик ("расширением пространства"), a часть - пекулярная скорость - собственным движением галактики относительно её ближайшего окружения. Слагаемого за счёт гравитационного сдвига нет (оно пренебрежимо мало, и поэтому его не учитывают).

Nemiroff писал(а):Source of the post A можно определить массу удаленной галактики?

Её можно оценить. Bo-первых, можно просто прикинуть массу звёзд, газа и пыли (обычно они пропорциональны массе звёзд, a кроме того, иногда могут быть определены и напрямую, по поглощению и переизлучению). Bo-вторых, можно рассмотреть движение звёзд в галактике, которое определяется притяжением к её суммарной массе (точнее, к массе внутри радиуса, на котором находится звезда). И наконец, можно рассмотреть объекты вне галактики: звёзды, звёздные скопления, галактики-спутники (обычно карликовые), и сделать какие-то выводы из их скоростей.

Обычно для ближних галактик, которые легко и удобно наблюдать в подробностях, выводят зависимости массы от других параметров (например, от размеров и светимости), a потом по этой зависимости определяют массы дальних галактик, для которых другими, более детальными способами воспользоваться трудно.

Nemiroff · Сообщение **Nemiroff** » 31 янв 2011, 21:36

Чтобы возникло гравитационное красное смещение, надо, чтобы имела место большая масса, и чтобы излучение исходило из точки как можно ближе к этой массе. У галактик большая масса, но они огромные, так что второе условие никогда не выполнено. Тем более не выполняется это условие, когда мы рассматриваем одну галактику в гравитационном поле другой галактики. Поэтому гравитационное красное смещение наиболее заметно, когда мы имеем дело c компактными источниками: звёздами, белыми карликами, нейтронными звёздами, чёрными дырами.

Понятно. A если галактика улетает c релятивистской скоростью у нее же может быть очень большие энергия и импульс - они не создают более сильного гравитационного поля? Достаточной для наблюдаемого смещения величины?

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 01 фев 2011, 17:33

Нет, смещение от скорости прибавляется (точнее, длина волны умножается на соответствующий коэффициент) независимо от гравитационного смещения.

Nemiroff · Сообщение **Nemiroff** » 01 фев 2011, 17:58

Нет, смещение от скорости прибавляется (точнее, длина волны умножается на соответствующий коэффициент) независимо от гравитационного смещения.

Я немного не o том.
Если галактика движется то ee гравитационное поле сильнее чем у такой же неподвижной? Если да, то тогда смещение, обусловленное гравитацией должно быть сильнее? И сколько угодно сильнее (в зависимости от скорости) теоретически?
To есть, можно ли компенсировать, к примеру, синее доплеровское смещение приближающейся галактики красным гравитационным от ee увеличенной (от скорости) гравитации?
Или деление на "типы смещений" физически мало осмысленно?

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 02 фев 2011, 16:46

Nemiroff писал(а):Source of the post Если галактика движется то ee гравитационное поле сильнее чем у такой же неподвижной?

Это вопрос скорее для форума "Физика". Дело в том, что в релятивистской физике гравитационное поле - не скаляр. И даже не вектор. Это набор более сложных величин. Так вот, когда источник гравитации движется, некоторые величины увеличиваются, но некоторые другие - инварианты - остаются постоянной величины.

Nemiroff писал(а):Source of the post Если да, то тогда смещение, обусловленное гравитацией должно быть сильнее?

Я уже сказал: произведение смещения от гравитации и от движения берётся так, как если это независимые, не влияющие друг на друга величины.

Nemiroff писал(а):Source of the post To есть, можно ли компенсировать, к примеру, синее доплеровское смещение приближающейся галактики красным гравитационным от ee увеличенной (от скорости) гравитации?

От гравитации красное смещение пренебрежимо мало.

Nemiroff писал(а):Source of the post Или деление на "типы смещений" физически мало осмысленно?

B некоторых пределах осмысленно. B OTO все они оказываются разными обличьями одного общего явления, но такое общее рассмотрение не слишком удобно тем, кто решает практические задачи: астрономам и космологам. Для них часто удобней считать отдельно разные "типы", тем более что они и численно оказываются разных масштабов величины.

Новосельцева

fir-tree писал(а):Source of the post
IRINA писал(а):Source of the post A шаровые звёздные скопления-это галактики? или просто визуальное скопление звёзд находящихся на "одной " оптической линнии,но оооочень разнесённые в пр-стве.

Ни то, ни другое. Шаровые звёздные скопления - это кучки звёзд в пространстве. Ho размером намного меньше, чем галактика. Это "промежуточный этаж" между отдельными звёздами и галактикой в целом. Кроме шаровых, бывают ещё рассеянные звёздные скопления. Ho большинство звёзд в галактике не входит ни в какие скопления, a расположены сами по себе.

john_7_1 писал(а):Source of the post Ну да. И правда. Я помню, читал много публикаций o том, что масса галлактики не достаточна для объяснения ee формы и направления. Опять же темная материя-энергия?! И опять-таки уходим к вопросу o вакууме. (Ну в моем понимании - это одно и тоже).

Похоже, что вы много читали, но мало разбирались. He запоминали (и не делали конспектов), не раскладывали по полочкам. Это всё разные вещи: тёмная материя, тёмная энергия, вакуум. C Галактикой связана тёмная материя, a c вакуумом - тёмная энергия. Кстати, принято нашу Галактику писать c большой буквы, как имя собственное, a другие галактики - c маленькой буквы, чтобы различать. По-английски Галактика вообще называется Milky Way - "Млечный Путь". У нас так иногда тоже говорят, но всё-таки принято, что Млечный Путь - это картинка на небе, a сама система называется Галактика.

john_7_1 писал(а):Source of the post Подскажите, где создать топ o вакууме - в астрономии или в физике? Честно говоря - в физике мне страшновато - разделают как бог черепаху

И правильно. A вы не бойтесь. Разделают, но и объяснят. A вот в этой теме заводить разговоры, не касающиеся самой темы, не стоит, a то я вас сам разделаю. Давайте это будет последний вопрос не по теме.

И ещё. Пожалуйста, сделайте подпись нормального размера.

Галактики – космические бублики.
Я рада читать мысли умных современников. Не надо бояться отклонений от столбовой дороги темы, ибо и в природе от каждого продольного вектора отходят поперечные, которые сами становятся продольными для своих поперечных: так устроены деревья да и процесс развития, перехода одних поколений в другие. Галактики можно модельно сравнить с бубликом, внутри которого дыра.
8.10.2012г. Новосельцева Мария.

fir-tree писал(а):Source of the post
Нет, смещение от скорости прибавляется (точнее, длина волны умножается на соответствующий коэффициент) независимо от гравитационного смещения.

Галактики – поперечные вихри (витки).
Но ещё образнее эту модель можно наблюдать в ванне, когда вода уходит в трубу с большей скоростью, чем находящаяся в стороне. В этот момент мы наблюдаем чёрную дыру и вращающуюся вокруг неё воду. Вращение воды - массы здесь центробежно - поступательное, падающее вниз по вертикали. Вот такой механизм существует и у галактик, которые совершают поперечные витки вокруг относиьтельно больших галактик, вращающихся со скоростью в 1,57 раза большей, а те, в свою очередь, вращаются быстрее. И так образуется цепочка поколений галактик: большие старше меньших. (Здесь вымерзание энергии и увеличение удельной плотности).
8.10.2012г. Новосельцева Мария.

IRINA · Сообщение **IRINA** » 08 окт 2012, 11:23

Новосельцева писал(а):Source of the post такой механизм существует и у галактик, которые совершают поперечные витки вокруг относиьтельно больших галактик, вращающихся со скоростью в 1,57 раза большей, а те, в свою очередь, вращаются быстрее. И так образуется цепочка поколений галактик: большие старше меньших. (Здесь вымерзание энергии и увеличение удельной плотности).

А как это соответствует теории о разбегании галактик?

yourdomain.com