Мы знаем, что красное и синее смещения являются результатом того, что частота световых волн, отраженных или излучаемых объектом, удлиняется или укорачивается из-за относительной скорости наблюдателя, удаляющегося или приближающегося к объекту. Это эффект Доплера.
Однако в ответ на вопрос, который я задал на родственном сайте , было заявлено , что эффект Доплера также приведет к тому, что видимая частота импульсов пульсара будет длиннее или короче из-за относительной скорости звезды. Учитывая, что скорость света постоянна независимо от системы отсчета (кстати, эту концепцию мне очень трудно понять), правильно ли это?
Я считаю, что это неправильно. Используя аналогию с пусковой установкой, бросающей в меня медицинские мячи с фиксированной скоростью, я могу «увидеть» скорость запуска по частоте попаданий в меня. Однако, если пусковая установка удаляется от меня, скорость брошенных в меня шаров будет меньше (относительно моей системы отсчета) и, таким образом, попадание в меня будет происходить с меньшей частотой. Однако, если бы пусковая установка регулировала свою скорость стрельбы (т. е. скорость мяча относительно самого себя; в этой аналогии частота остается постоянной) так, чтобы мячи всегда попадали в меня с одной и той же скоростью (симулируя таким образом концепцию всегда фиксированной скорости света), время между ними не изменится.
Итак, учитывая всегда постоянную скорость света, верно ли, что частота пульса пульсара будет разной при разных относительных скоростях?
Да, это правильно.
Рассмотрим классический пример (скажем) Гц сирена на приближающейся к вам машине скорой помощи. Как только генерируется одна волна, источник движется к вам до того, как будет произведена следующая волна. Длина волны звуковых волн в воздухе уменьшается, поэтому частота, которую вы слышите, увеличивается. Простой, базовый доплеровский сдвиг...
Но рассмотрим случай, когда сирена включается и выключается с пятисекундным общим периодом. Итак, у вас есть килогерцовый сигнал, модулированный на Герц.
Но тот же аргумент применим и к этой частоте модуляции. Цепочка из килогерцовые волны генерируются для секунд и отправляется в путь. Скорая помощь приближается к вам для следующего тихого секунд, затем начинает следующую цепочку на своем пути, ближе к последней цепочке из-за расстояния, пройденного в фазе молчания. Один и тот же коэффициент доплеровского сдвига применяется к несущей частоте и частоте модуляции.
Та же самая физика чуть не пустила под откос зонд «Кассини-Гюйгенс». Экстремальные изменения скорости зонда вызвали доплеровский сдвиг как в частоте передачи, так и в скорости передачи данных , передаваемой этой передачей. Первый был обработан; второго не было!
См. http://www.thespacereview.com/article/306/1 .
или
http://spectrum.ieee.org/aerospace/space-flight/titan-calling
Кроми