Ενδιαφέρον το φαινόμενο doppler!

[Κωνσταντίνος Τσατσαρούνος]

Πρόσφατα τελείωσα ένα βιβλίο πάνω στην κυματική φυσική, διαπύστωσα πως αυτό εφαρμόζεται στο προσδιορισμό της ταχύτητας των ουρανίων σωμάτων σε σχέση με τα άλλα. Είναι σαφές πως αυτό είναι λογικό για τους φωτεινούς αστέρες, αλλά πως αυτό μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα για τα υπόλοιπα ουράνια σώματα;

[dimitris]

Φίλε Κώστα,

εφαρμόζεται όχι μόνο σε φωτεινούς αστέρες αλλά σχεδόν σε όλα τα σώματα (γαλαξίες, πάλσαρ, κβάζαρ κλπ). Επιφυλλάσομαι για τις μαύρες τρύπες (γι'αυτό και είναι μαύρες τρύπες). Η απλή λογική είναι ότι κάθε ουράνιο σώμα έχει "φασματομετρική" ταυτότητα. Οι μετατόπιση που έχουν οι γραμμές εκπομπής των χημικών στοιχείων που αποτελείται το σώμα μας δίνει τη δυνατότητα να καταλάβουμε αν αυτό το σώμα μας πλησιάσει ή απομακρύνεται από εμάς. Αυτό είναι το φαινόμενο Doppler.

Αν κατάλαβα καλά ρωτάς άν μπορεί να εφαρμοσθεί σε γαλαξίες; Μπορεί να εφαρμοσθεί διότι μας ενδιαφέρει η σχετική ταχύτητα του συγκεκριμένου γαλαξία σε σχέση με το δικό μας Γαλαξία και όχι οι ταχύτητες που αναπτύσονται μέσα στο σύστημα του παρατηρούμενου γαλαξία. Άλλωστε οι ταχύτητες που αναπτύσονται μέσα σε ένα παρατηρούμενο γαλαξία (περιστροφικές γύρω από κάποιο άξονα) είναι τάξεις κατώτερες αν τις συγκρίνουμε με τις ταχύτητες που απομακρύνονται ή συγκλίνουν οι γαλαξίες μεταξύ τους, αν δεν κάνω λάθος.

Εύχομαι να κατάλαβα την ερώτηση και να βοήθησα. Πρέπει πάντως να ανασκαλύσουμε λίγο τα βιβλία μας για πληρέστερη απάντηση.

[Heal]

Οι εφαρμογές του φαινόμενου doppler είναι πάρα πολλές. Κατ' αρχήν μπορεί να εφαρμοστεί και σε πολύ αμυδρά αστέρια, όπου αν το φως τους αφού ληφθεί από τηλεσκόπιο και αναλυθεί φασματικά θα διακρίνουμε κάποιες γραμμές στο φάσμα οι οποίες μπορούν να ταυτοποιηθούν (δίνοντας τα στοιχεία που περιέχει το ουράνιο σώμα). Αν το ουράνιο σώμα απομακρύνεται ή πλησιάζει παρατηρούμε μετατόπιση των φασματικών γραμμών προς το ερυθρό και το ιώδες αντίστοιχα. Η μετατόπιση αυτή είναι ανάλογη του μέτρου της ακτινικής ταχύτητας, δηλαδή της ταχύτητας στη διεύθυνση του παρατηρητή, εγκάρσιες ταχύτητες δεν μπορούμε να μετρήσουμε με αυτόν τον τρόπο. Επίσης υπάρχει η περίπτωση να παρατηρήσουμε κάποια εύρυνση των φασματικών γραμμών αυτή οφείλεται στην τυρβώδη κίνηση των αερίων στρωμάτων του αστεριού. Από τις πιο γνωστές εφαρμογές του φαινομένου doppler έγινε από τον Hubble που προσδιόρισε την ταχύτητα απομάκρυνσης των γαλαξιών και κατέληξε στο συμπέρασμα της διαστολής του σύμπαντος.

[Κωνσταντίνος Τσατσαρούνος]

Αγαπητοί φίλοι ευχαριστώ για τις απαντήσεις σας!

Αλλά επιθυμώ να κάνω μία διευκρίνιση στο φίλο Δημήτρη, τα περι γαλαξιών τα έχω υποθέσει αλλα μου γεννιέται απορία όταν προσπαθώ να σκεφτώ πως θα εφαρμόζεται αυτό στους πλανήτες σαν τη γή, που αναμφίβολα είναι ετερόφωτα σώματα, σκεπτόμενος λοιπόν ότι το φώς που προέρχεται άπο ένα πλανήτη σίγουρα θα παρούσιάζει μία διαφορά φάσης από την πραγματικότητα και έτσι μετρώντας τις σχετικές ταχύτητες των πλανητών μπορούν να προκύψουν κάποιές αποκλίσεις που προφανώς δεν θα αντιπροσωπεύουν τις πραγματικές τιμές των σχετικών ταχυτήτων. Έτσι φίλε Δημήτρη το πρόβλημα ύπαρχει στα ετερόφωτα σώματα εντός των γαλαξιών και γενικότερα ουράνιου σμήνους.

[dimitris]

Φίλε Κώστα,

οι διευκρινήσεις σου μου γεννούν κάποια ερωτηματικά (που να σου πώ την αλήθεια δεν θυμάμαι καλά ποιά είναι η πιθανή απάντηση) πχ

α. η έρευνα μέσω του φαινομένου Doppler αφορά ηλιακά συστήματα άλλων γαλαξιών πέραν του δικού μας Γαλαξία; (αμφιβάλω να σου πώ την αλήθεια)

β. αφορά και άλλους γαλαξίες ή σώματα μεσογαλαξιακής ύλης; (μάλλον ναί)

 

γ. αφορά αυτόφωτα ή ετερόφωτα σώματα του δικού μας Γαλαξία ;

(μάλλον ναί)

δ. αφορά φάσματα εκπομπής ή και απορρόφησης ; (μάλλον ναί)

 

Θα το κοιτάξω σε μερικά πανεπιστημιακά βιβλία αστρονομίας, αυτές τις μέρες δεν έχω τόσο χρόνο ελεύθερο αλλά μετά τις 30 Μαρτίου θα το δώ και πάλι.

[amanph]

Peri tou fainomenou doppler ,

1. Me to fainomeno Doppler mporeis na metriseis taxutites kata mikos

tis dieuthinsis paratiriseis , kai me aplous (sxetika) upologismou (an ksereis

kai merika alla stoixeia) na vgaleis sumperasmata gia tin apostasi , apo emas

(h tou iliou,mikro to kako stin astrofusiki).

2. Oso afora gia ta amudra antikeimena uparxoun kapoia oria , logo

kataskeuhs ton thleskopoiwn sti gh (kai oxi mono.) dld , de mporeis na ftaseis

oso megalo fainomeno megethos theleis (praktika) .

3. To fainomeno doppler to xrisimopoieis genika se otidipote "antikimeno" theleis

px galaxia , nefh aerion , gia na upologiseis tin apostasi tous apo emas.

4. To na metras endogalaksiakes apostaseis se apomakrismenous galaxies , den exei k polu nohma , px des thn andromeda apexei (taxi megethous)

~1000000ly apo emas , kai emeis apo ton kentro tou galaxia eimaste ~10000ly

sunepws to na metriseis apostaseis opws (eida) "gh"-enos "hliou" sthn

andromeda einai kati polu duskolo . Episeis oloi autoi oi upologismoi emperiexoun megala sfalmata (~20%) .

PS1

(Kai kati asxeto me to fainomno doppler tou fwtos , iparxei k to fenomeno doppler ston hxo , an to exte parathrhsei einai otan ena amaksi kornarei

kai eseis eiste stamatimenoi kapou , kai akoute ton ixo na ginete pio oxus

kathos auto plhsiazei . )

PS2

episeis otan theleis na metriseis apostasi enos galaxia apo emas ,

de metras thn apostasi autou katheautou tou galaxia ,

alla entopizeis suggekrimena asteria , pou xereis ti simperifora tous

(klassika einai oi RR-Lyrae kai Cepheids) kai upologizeis tin apostasi tous .

 

Auta eixa na pw , de kserw an ksekatharisa ta pramata , h ta ekana akoma

xeirotera alla to doppler opws kai alla fainomena , einai ergaleia plews stin

suxroni paratirisiakh astrofisiki .

 

Antonis Manousakis

 

Keep Observing D

[Κωνσταντίνος Τσατσαρούνος]

Φίλε Αντώνη, πρέπει να σου κάνω μία διευκρίνηση για το θέμα που εισήγαγα, δεν αφορά κυρίως τους γαλαξίες αλλά τους πλανήτες ως ετερόφωτα σώματα που σίγουρα λόγω του φωτός παρουσιάζουν σχετικές αποκλίσεις στις πραγματικές ταχύτητες! Περισσότερες πληροφορίες θα βρείς στις παραπάνω συζητήσεις που έχω κάνει αντοίστιχες διευκρινήσεις.

[Heal]

Στην παρατήρηση πλανητών εκτός του ηλιακού συστήματος έχουμε την ακόλουθη τεχνική. Το απομακρυσμένο ηλιακό σύστημα έχει μια δεδομένη ακτινική ταχύτητα ως προς τον παρατηρητή και παρατηρούμε μια συνολική μετατόπιση doppler των φασματικών του γραμμών επιπλέον όμως το φως που λαμβάνουμε εξ ανακλάσεως στους πλανήτες αν και είναι εξαιρετικά ασθενές, μπορεί να προκαλέσει μια σειρά φασματικών γραμμών οι οποίες είναι μετατοπισμένες λόγω doppler διότι η ταχύτητα του πλανήτη που βρίσκεται σε τροχιά είναι διαφορετική από την συνολική του απομακρυσμένου ηλιακού συστήματος. Είναι φανερό ότι αυτή η γραμμή θα ταλαντώνεται περί την κεντρική φασματική γραμμή που προέρχεται από το αστέρι. Η ταλάντωση της θα μας δώσει άμεσα την περίοδο περιφοράς του πλανήτη. Δεν ξεχωρίζουμε λοιπόν στην παρατήρηση των ετερόφωτων σωμάτων το φάσματα τους από αυτό της πηγής που τα φωτίζει, αλλά βλέπουμε μερικές μετατοπισμένες γραμμές στο συνολικό φάσμα και από την μετατόπισή τους ταυτοποιούμε τα διάφορα χαρακτηριστικά του ετερόφωτου σώματος (κατά κύριο λόγο την σχετική του ακτινική ταχύτητα και την περίοδο περιστροφής του).

[Κωνσταντίνος Τσατσαρούνος]

Εάν όλα αυτά ισχύουν, είσαι σίγουρος ότι εξηγούν τις αποκλίσεις, αν ναι όλα εντάξει αλλιώς θα πέσει κανένας πλανήτης να μας πλακώσει!