Действительно ли мы измеряем расстояния в световых годах?

Лестница космических расстояний имеет широкий диапазон масштабов длины, которые довольно трудно измерить и осмыслить. Эти расстояния обычно указываются, особенно в менее технических статьях, в световых годах — расстоянии, которое свет преодолевает за один год. Я хотел бы исследовать точную связь между астрономическими измерениями расстояний и световым годом.

Беглый взгляд на лестницу космических расстояний показывает, что она имеет два различных типа ступеней.

  • Большинство ступенек зависят от стандартных свечей — объектов, собственная светимость которых может быть определена независимыми средствами, такими как период переменной цефеиды , — и тем фактом, что светимость л ( р ) объекта на расстоянии р масштабы как 1 / р 2 . Таким образом, если у нас есть два объекта с одинаковым населением (т. е. с одинаковой собственной светимостью) и мы определили, что объект 1 находится на расстоянии р 1 , то расстояние р 2 объекту 2 можно определить по наблюдаемым светимостям л 1 и л 2 как

    р 2 "=" л 1 л 2 р 1 .
    По сути, мы используем умную физику, чтобы привязать соотношение р 2 / р 1 для некоторого стандартного объекта 1, расстояние до которого мы определяем другим способом.

  • Однако самая первая ступенька отличается. Насколько я могу судить, расстояния до ближайших полезных стандартных свечей (визуальных двоичных файлов) определяются с помощью динамического параллакса .

    Если я правильно понимаю эту ступеньку, у нас есть популяция A визуальных двоичных файлов, которые достаточно близки, чтобы параллакс давал значимые расстояния. Это позволяет нам точно измерять собственную светимость звезд (через их параллаксные расстояния) и их массы (через их орбитальные параметры), и эта популяция достаточно велика, чтобы получить хорошее представление о стандартном соотношении массы и светимости . Это соотношение массы и светимости затем позволяет нам получить внутреннюю светимость двойных звезд, которые находятся слишком далеко для параллакса, но чьи орбитальные параметры (и, следовательно, их массы) все еще могут быть идентифицированы.

    Я довольно шаткий на первой ступени - пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь.

В конце концов, хотя правит парсек , а мы все равно, по сути, измеряем астрономические расстояния астрономическими единицами — расстоянием от Земли до Солнца. Затем мы можем использовать наземные методы для измерения а.е. с точки зрения земных расстояний и радиолокационные методы для сравнения а.е. со световым годом, но в конечном итоге мы измеряем в парсеках. Это все правильно? Или я упустил какую-то важную тонкость?

Немного предыстории: я читал различные статьи М. Дж. Даффа о значении единиц и фундаментальных констант и пытался понять, что на самом деле означают теории «изменяющейся скорости света», подобные той, о которой сообщается здесь . Я согласен с кратким заявлением Венециано о том, что

«изменение фундаментальной единицы во времени», например с , не имеет значения, если мы не укажем, что еще, имея те же единицы измерения, остается фиксированным

так что меня немного раздражает, что статьи, подобные этой , публикуются без ясности. В теории VSL свет покрывает больше или меньше одного светового года за один год? Как вы могли бы проверить это экспериментально, используя мерки, измеряемые в основном световыми годами? Или, более оперативно, в практическом тесте, который Salzano et al. предлагают, каковы критерии?

Самая первая ступень — это радарные измерения расстояний в Солнечной системе, за которыми следуют измерения параллакса до ближайших звезд. Этого достаточно, чтобы получить аппроксимирующие расстояния главной последовательности до скоплений, некоторые из которых содержат цефеиды... Все в парсеках. Гайя важна!
Собственное движение и доплеровский сдвиг баллистически связанных скоплений дает нам вторую, отчетливую ступеньку для расстояний, больших, чем Солнечная система, но меньших, чем галактика. И я считаю, что эта ступенька не зависит от парсека. Возможно, это ядро ​​хорошего ответа, но сейчас я нахожусь на пределе своих воспоминаний по этому вопросу.
@RobJeffries Итак, мы получим ответ от профессионального астрофизика?
Я изо всех сил пытаюсь понять, есть ли проблема в оценке скорости света, если расстояния измеряются в световых годах? Или, если вопрос заключается в том, как мы измеряем расстояние до звезд и в каких единицах измерения?
@RobJeffries Я думаю, вопрос в том, что «учитывая, что все методы дальних расстояний в конечном итоге основаны на измерениях параллакса, не правильнее ли указывать расстояния в парсеках, чем в световых годах?» Я действительно не думаю, что Эмилио утверждает, что есть проблема с измерением скорости света; скорее он сомневается в философской обоснованности предположения, что они хороши, когда у нас есть альтернативные правила (парсек), которые от него не зависят.
Только я не думаю, что все измерения дальнего действия опираются на парсек, потому что баллистические кластеры дают нам перекрестную проверку.
Да, все в парсеках. Мне интересно узнать, что это за «метод баллистической кассеты»? Я также пытаюсь выяснить, обязательно ли мазерные расстояния привязаны к а.е.
Меня больше всего интересует эпистемическая структура лестницы расстояний — что мы на самом деле имеем в виду, когда говорим об астрономических расстояниях. Я мог бы утверждать, что с изменилось со вчерашнего дня, если мои показания были примерно такими: «У меня есть вот эта линейка, которая 5.7 × 10 18 атомы водорода в линию, и свет раньше брал 9 × 10 9 сверхтонких периодов цезия, чтобы пересечь его, но сегодня это занимает всего 5 × 10 9 ". (В этом случае либо атомы сжались, либо свет стал быстрее, либо атомы цезия медлительны, и ни один из них нельзя осмысленно отличить от других.) продолжение.
Если кто-то утверждает, что скорость света изменяется в космологических масштабах, такого рода вещи переходят от преувеличения к невозможности, поэтому я (неуклюже?) пытаюсь понять, что означает «расстояние» в этих режимах.
@Rob en.m.wikipedia.org/wiki/Moving_cluster_method Не получает много внимания в прессе и никогда не был очень точным, но независим от AU, и сегодня мы можем ранжировать некоторые из этих кластеров по параллаксу.

Ответы (1)

Ты прав. Если бы вы прошли те же ступени лестницы расстояний во вселенной с другой скоростью света, вы бы обнаружили, что ответ в световых годах будет другим.

Ваш вопрос о том, проходит ли свет один световой год за один год, хотя и звучит тривиально, открывает дверь к трудностям, присущим природе пространства-времени. Ваша аналогия с критерием является распространенным примером, используемым в текстах ОТО, чтобы проиллюстрировать трудность утверждения, что объект находится на некотором расстоянии d от наблюдателя. В принципе, такого расстояния нет, потому что расстояние относительно! Помимо расстояния по светимости, могут использоваться другие расстояния, такие как расстояние по угловому диаметру. Расстояние углового диаметра, например, интуитивно сравнивается с видением близлежащих объектов как больших, чем удаленные объекты. Однако расстояние углового диаметра отличается от расстояния светимости для одного и того же объекта.

В Salzano et al. кажется, что расстояние углового диаметра является основной используемой мерой. Причина этого в том, что, глядя на Космический Микроволновый Фон, вы видите возмущения на карте, поэтому вы измеряете их размер, измеряя, насколько большими они кажутся на небе. Не существует простого способа измерить, насколько далеко эти возмущения, поскольку невозможно продлить линейку в прошлое. Однако важно понимать, что, если всегда используется одна и та же мера расстояния, можно проводить полезные сравнения.

В качестве интересного примера того, как расстояние по светимости и расстояние по угловому диаметру различаются, представьте, что вы смотрите на один и тот же объект во все более и более удаленных местах (и, следовательно, все дальше в прошлое). Чем дальше объект, тем тусклее он становится. Однако по мере приближения к Большому взрыву объект становится больше относительно Вселенной. Действительно, вся наблюдаемая Вселенная в какой-то момент поместилась бы внутри звезды. Если вы оглянетесь с земли на объект, который находится достаточно далеко, чтобы занять большую часть Вселенной, внезапно этот объект займет большую часть неба. Таким образом, кажется, что объекты в конечном итоге увеличиваются в размерах по мере удаления. Вот почему в таких работах, как Salzano et al., вы обнаружите, что более отдаленные/более ранние возмущения кажутся более значительными.чем ближе/позднее возмущения.

Привет Блейк. Это звучит как эрудированный ответ и весьма правдоподобный: вы работаете в этой сфере?
Честно говоря, меня очень смущает расстояние углового диаметра. Википедия определяет его как «объект размером Икс при красном смещении г который, кажется, имеет угловой размер дельта θ имеет расстояние углового диаметра д А ( г ) "=" Икс / дельта θ ", но как вы измеряете Икс ? К каким объектам это обычно применяется?
@ Род Вэнс: Да. @ Эмилио Писанти: Опять же, это не то, что вы можете измерить, но это количество, которое является общим для всех мер расстояния. Икс не является какой-либо физической или измеримой величиной, но позволяет связать сопутствующее расстояние, расстояние по угловому диаметру, расстояние по светимости и т. д.
Так как же измерить расстояние углового диаметра?
На самом деле вы его не измеряете. Он заложен в вашей модели роста возмущений во Вселенной. Действительно, глядя на статью Салцано, они ссылаются только на Д А ( г ) и как он ведет себя в их модельных вселенных.
Действительно ли мы измеряем расстояния в световых годах?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v