С какой скоростью что-то должно удаляться от нас, чтобы оно сместилось в красную сторону настолько, что стало невидимым для человеческого глаза?

Есть ли звезды, галактики и т. д., которые мы не можем видеть, потому что они движутся слишком быстро и их спектр смещен ниже нашего видимого диапазона? Насколько я понимаю, красное смещение вызвано тем, что звезды и тому подобное удаляются от зрителя. С какой скоростью должны двигаться звезды и т. д., чтобы быть невидимыми для нас?

Что, если вы находитесь в одной галактике на одной стороне расширяющейся вселенной и смотрите на галактику на другой расширяющейся стороне края. Они будут двигаться быстрее скорости света друг от друга. Будут ли они невидимы друг для друга?

Вы имеете в виду невидимые для человеческого зрения? Ваш вопрос не очень четко определен. Обратите внимание, что космологическое красное смещение не вызвано движением.
@RobJeffries да невидимый по скорости
Повторяю @RobJeffries, вы просто имеете в виду «видимый свет»? Космическое микроволновое фоновое излучение, например, имеет сильное красное смещение и не относится к «видимым» частотам.
Ответ по-прежнему будет зависеть от объекта или, точнее, от типа (типов) электромагнитного излучения, которое он излучает или отражает. Сильный источник гамма-излучения, такой как взорвавшаяся сверхновая, по-прежнему будет виден при очень большом красном смещении, потому что гамма-лучи будут смещены в красную область до видимого света.
Кроме того, звезды, которые находятся достаточно далеко, чтобы иметь заметное красное смещение, ни в коем случае не видны человеческому глазу, в первую очередь, просто потому, что они слишком далеко и, следовательно, слишком тусклые. Вы все еще можете обнаружить их в телескоп, но, поскольку телескопы все равно могут «видеть» инфракрасное излучение, они не будут краснеть за пределами видимого диапазона телескопа.
Теперь вопрос был отредактирован во что-то, что сильно отличается от оригинала, и неясно, было ли это целью ОП.
Если все, что вы хотите знать, это относительная скорость, необходимая для смещения, скажем, глубокого синего света в ближний инфракрасный диапазон, то это тривиальный расчет, который мы оставим в качестве домашнего задания :-)

Ответы (1)

Следующее касается только красного смещения, вызванного движением (эффект Доплера).

Сдвиг длины волны (wl) для объекта, удаляющегося от неподвижного наблюдателя, рассчитывается по следующей формуле: сдвиг = wl x V/C со скоростью V движущегося объекта и скоростью света C (источник: https://en.wikipedia. org/wiki/Doppler_effect )

Допустим, мы хотим, чтобы звезда, похожая на Солнце, стала невидимой для человеческого глаза. Излучение нашего Солнца начинается примерно с 250 нм, а человеческое зрение заканчивается примерно с 700 нм (источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Sunlight#/media/File:Solar_spectrum_en.svg ).

Таким образом, мы хотим минимальный сдвиг 700 - 250 = 450 нм для wl 250 нм. Формула дает V / C = 450 / 250 = 1,8, что (1) невозможно, потому что ничто не движется быстрее света (2) делает классическую формулу неактуальной.

Релятивистская формула (для объектов, движущихся со скоростями > C/10): сдвиг / wl = SQRT ((1 + V/C) / (1 - V/C)) -1, где SQRT — квадратный корень (источник: https: //en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_Doppler_effect )

Округляя (сдвиг / wl) до 2, релятивистская формула дает V/C = 8/10

Скорость V должна быть еще выше для более горячей (от белой до голубоватой) звезды с УФ-излучением, начинающимся ниже 250 нм.

Итак, мой ответ на вопрос: очень близко к скорости света (80% в приведенном выше расчете) и, следовательно, не соответствует реальному сценарию (см. ниже).

«Среди ближайших звезд самые большие лучевые скорости относительно Солнца составляют +308 км/с» (источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_effect ), то есть в 1000 раз меньше C = 3e5 км /с. Округлив до 300 км/с, получится максимальное смещение 700 x 300/3e5 = 0,7 морских миль, что в несколько сотен раз меньше, чем требуется для невидимости.

Кроме того, звезда все равно появится на инфракрасном изображении.

Привет, добро пожаловать в Astronomy SE! Обратите внимание, сайт поддерживает Latex, просто напишите $5\cdot 5$и вы получите 5 ⋅ 5 .
Мне очень понравился твой ответ. Пожалуйста, вернитесь и посмотрите на некоторые другие.
Среди звезд, которые не находятся «близко», есть много тех, свет которых смещен в красную сторону в 3 и более раз, так что 250 нм в ультрафиолетовом диапазоне будут смещены в 700 нм или более в ИК-диапазоне. Такие галактики также будут содержать звезды (и другие объекты), которые излучают излучение с гораздо более короткой длиной волны, поэтому часть видимого света, вероятно, достигнет Земли. Тем не менее, такая галактика будет слишком тусклой, чтобы увидеть ее невооруженным глазом.
С какой скоростью что-то должно удаляться от нас, чтобы оно сместилось в красную сторону настолько, что стало невидимым для человеческого глаза?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v