Prędkość względem przestrzeni

[Joorkan]

Witam,

jestem świeżakiem na forum, pozdrawiam wszystkich serdecznie.

Mam pytanie, które mnie zastanawia od jakiegoś czasu. Jak wiadomo wszechświat się rozszerza, również układ słoneczny porusza się w przestrzeni kosmicznej. I teraz pytanie: jak się mierzy prędkości względem przestrzeni? Nie chodzi mi tylko o układ słoneczny, bo tutaj pewnie prędkość można obliczyć względem reszty galaktyki, ale np. podczas obliczania prędkości rozszerzania się wszechświata, względem czego jest ona liczona?

 

Pozdrawiam i dzięki za odpowiedź.

[piotrkusiu]

Względem przestrzeni raczej nie zmierzysz bo nawet Ziemia wlecze za sobą przestrzeń. Myślę, że mierzy się względem nas czyli Ziemi - wszystko od nas ucieka (prawie).

Jako uniwersalną miarkę można by użyć względem promieniowania tła ale to już niech się jakowyś fizyk wypowie.

[Coach]

Nie jest to łatwe zagadnienie. Mierząc prędkości oddalania się od nas galaktyk na podstawie przesunięcia fali nie mierzy się po prostu tego przesunięcia i tyle. Bierze się także poprawki kolejno na ruch obrotowy Ziemi, ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca, ruch obiegowy i ruch własny Słońca w Galaktyce, a także ruch samej Galaktyki jako całości (względem czego? Sam tego do końca nie rozumiem, może jakiegoś środka naszej Grupy Lokalnej? ), no i wreszie bierze się jakąś poprawkę na CMB, czego także nie rozumiem. Ogólnie fora kipią od zdjęć i relacji z obserwacji, ale ciekawi mnie jaki % z tych wszystkich użytkowników poruszone wyżej kwestie tak dobrze rozumie, że w ogóle się o nich nie dyskutuje. W ogóle fora moim zdaniem są... ujmę to tak: cienkie. 90% to rozmowy o sprzęcie, reszta to fotki i obserwacje, a gdzie to czym się to wszystko zajmuje, czyli astrofizyka i kosmologia? :)

[kisiel]

ciekawi mnie jaki % z tych wszystkich użytkowników poruszone wyżej kwestie tak dobrze rozumie, że w ogóle się o nich nie dyskutuje

 

 

Większość populacji (właczając mnie) jest słabiutka lub bardzo słabiutka z fizyki :) Móżna czytać i czytać, coś tam z tego dla siebie złapać (pewnie wielu tak robi), ale otwierać publicznie usta - to już wymaga sporej pewności siebie. 

 

Pytanie - czy lepiej bezrozumnie przepisywać poprawne twierdzenia z książek, niczym prawdy wiary?

 

Czy próbować coś kombinować i dyskutować na forum, być moze błaźniąc się przy tym? Ty Coach sam chyba pojechałeś tu kogoś za herezje jakiś czas temu. ;)

 

Najbezpieczniej trzymać gębę na kłódkę, taka prawda.

 

PS: bynajmniej nie twierdzę, że wiem jak jest z tą prędkością, tylko sie boję powiedzieć :D

[Coach]

Ja wyraźnie napisałem, że nie wiem względem czego mierzy się prędkość ruchu naszej Galaktyki w przestrzeni. Być może jest to jakiś środek Grupy Lokalnej, a może coś innego. Nawet jeśli rozwiążemy ten problem to co dalej? Względem czego mierzy się ruch tego środka? :D Czy błaźnię się pisząc to? No i co z tego? Co mnie to obchodzi? Czy chęć zdobycia wiedzy to wstyd? Niech mnie ktoś zjedzie przynajmniej się czegoś dowiem.

[Alien]

Prędkość mierzy się względem punktów odniesienia. 

[kisiel]

. Nawet jeśli rozwiążemy ten problem to co dalej? Względem czego mierzy się ruch tego środka? :D Czy błaźnię się pisząc to? No i co z tego? Co mnie to obchodzi? Czy chęć zdobycia wiedzy to wstyd? Niech mnie ktoś zjedzie przynajmniej się czegoś dowiem.

No wiesz, nie każdy jest tak asertywny ;)

 

W każdym razie wydaje mnie sie, że nie ma większego znaczenia czy mierzysz względem środka Ziemi czy środka Grupy Lokalnej, bo różnice będą minimalne.

[MrVinquer]

Generalnie to nie ma czegoś takiego, jak prędkość rozszerzania się wszechświata. Prędkość definiowana jest w fizyce jako pochodna drogi po czasie (ds/dt). Wobec tego nie mamy tutaj żadnej drogi i niestety nie możemy tego ustalić jako konkretną stałą fizyczną. Tak to wygląda przynajmniej według takiej fizyki, jaką znam.

[piotrkusiu]

W ogóle fora moim zdaniem są... ujmę to tak: cienkie. 90% to rozmowy o sprzęcie, reszta to fotki i obserwacje, a gdzie to czym się to wszystko zajmuje, czyli astrofizyka i kosmologia? :)

Ale to nie są fora kosmologiczne czy fizyki kwantowej. To fora astronomii amatorskiej.

Spotykają się tu różni ludzie - lekarze, nauczyciele, bankowcy, rolnicy, spawacze, malarze i murarze oraz przedstawiciele wielu innych zawodów. Podziwiają wszechświat, dyskutują o tym co widzieli, cieszą się pięknymi zdjęciami. Nie muszą znać M-teorii czy rozumieć zasady względności.

[Coach]

 Nie muszą znać M-teorii czy rozumieć zasady względności.

Właściwie to zawsze można napisać, że nikt nic nie musi. Kierowca nie musi wiedzieć jak wymienić olej, inżynier zajmujący się tylko kosztorysami nie musi znać podstaw statyki, elektryk nie musi umieć wymienić uszczelki w kapiącym syfonie, a ktoś kto gra na fortepianie nie musi znać historii życia Chopina. Ale jednak....

 

 

wypadałoby.

[piotrkusiu]

Jakby się wszyscy na wszystkim znali to nikt nikomu nie byłby potrzebny.

[Coach]

Niekoniecznie, co z tego że ktoś wie jak postawić dom od podstaw, skoro samemu zajmie mu to kilkanaście lat, a ściślej to w ogóle nie da rady, bo niektóre czynności trzeba wykonywać zespołowo. Ale wielki respekt dla tego kogoś za wiedzę.

[Piotr Brych]

Prędkość mierzy się względem punktów odniesienia. 

I to jest najlepsza odpowiedź. Podając jakąkolwiek wartość prędkości należy zawsze zaznaczyć wobec czego jest ona mierzona. Ruch ciał na Ziemi zazwyczaj mierzy się względem powierzchni Ziemi, ruch Ziemi - względem Słońca, Słońca - względem centrum galaktyki, a centrum galaktyki względem centrum innej galaktyki (stąd słynne przesunięcia ku czerwieni galaktyk, choć taka np. M31 to akurat ma przesunięcie ku niebieskiemu bo się do nas zbliża).

[Coach]

To jeszcze wytłumacz o co chodzi z tą prędkością względem CMB :)

[pguzik]

Coach,

To jeszcze wytłumacz o co chodzi z tą prędkością względem CMB :)

Sprawa nie jest zbyt skomplikowana - kosmiczne promieniowanie tła wypełnia Wszechświat z grubsza równomiernie, a zgodnie z teorią, ze względu na rozszerzanie się Wszechświata, temperatura tego promieniowana ciągle spada. Możemy sobie wyobrazić taki układ odniesienie, w którym temperatura tego promieniowania byłaby w każdym kierunku taka sama. Takiej sytuacji spodziewalibyśmy się, gdybyśmy powstali podczas Wielkiego Wybuchu jako "stacjonarny" obiekt wewnątrz rozszerzającego się Wszechświata, na który nie działają żadne siły. Wtedy obserwowalibyśmy promieniowanie tła takie samo (o takiej samej temperaturze) w każdym kierunku. Jednak we Wszechświecie istnieją jeszcze inne obiekty posiadające masę, których oddziaływanie sprawia, że poruszamy się względem tego specjalnego układu odniesienia. W wyniku tego ruchu część mikrofalowego promieniowania tła wydaje nam się przesunięta ku niebieskiemu (gorętsza), a część ku czerwonemu (chłodniejsza) ze względu na efekt Dopplera związany z naszym ruchem.

[Coach]

Ok, dzięki za wyjaśnienie. Rozumiem, że słynna mapa anizotropii CMB pokazywana popularnie w internecie to jest mapa po odjęciu tego ruchu, czyli nie widać na niej tych dwóch rejonów o których piszesz? A można gdzieś to zobaczyć?

 

EDIT, można http://aether.lbl.gov/www/projects/u2/  :D wiele to wyjaśnia, na czele z tym że polski internet w tym zakresie jest żenujący.... :)

[Ekolog]

http://www.swiatnauki.pl/8,1044.html

 

 

Link powyżej - już odjęto ten ruch.

 

Cieplejsze (bardziej niebieskie) promieniowanie tła jest widocze z tej strony, w którą aktualnie leci Układ Słoneczny,  

z predkością 370 km/sek "względem CMB" czyli, praktycznie, względem wszechświata.

 

Co ciekawe Nasza Galaktyka leci z prędkością aż 550 km/sek względem wszechświata

ale Słońce w swoim ruchu dookoła jej centrum akurat się cofa i 370 km/sek to jest wypadkowa.

 

370 km/sek to sporo skoro przypadkowy dryf gwiazd względem siebie, albo (dokładniej) dryfowanie Słońca

względem okolicznych gwiazd odbywa się z prędkością około 20 km/sek

(a Ziemia dookoła Słońca zaiwania "zaledwie" 30 km/sek,

natomiast najszybsze meteroidy i planetoidy z US mogą nas trafić max 80 km/sek)

 

Pozdrawiam

 

EDIT

Link w poprzednim poście Coacha to mapka "bez odejmowania" - pokazuje uzyskany tym samym fakt, że lecimy w kierunku Lwa.

Paradoksalnie cieplejsze (bardziej niebieskie) namalowali na czerwono, bo tak jest to bardziej intuicyjne.

[Coach]

Zgadza się Ekologu takie właśnie informacje znalazłem też przed kilkoma chwilami pod hasłami "CMB rest frame" "CMB dipole". Jedynie pisali raczej o ponad 600 km/s zamiast 550 km/s. Te liczby pewnie zmieniały się przez lata badań. Też mogą być zależne od tego czy bierzemy tylko naszą Galaktykę jako całość, czy może Grupę Lokalną jako całość.

 

EDIT. Bzdura, tu nie chodzi o to. 552 ? 6 km/s to prędkość względem dipola CMB, wg tego dipola lecimy w kierunku Lwa. Natomiast 630 km/s to prędkość względem średniej wartości ekspansji Wszechświata, cokolwiek by to znaczyło. :D

 

 

One such frame of reference is the Hubble flow, the apparent motions of galaxy clusters due to the expansion of space. Individual galaxies, including the Milky Way, have peculiar velocities relative to the average flow. Thus, to compare the Milky Way to the Hubble flow, one must consider a volume large enough so that the expansion of the Universe dominates over local, random motions. A large enough volume means that the mean motion of galaxies within this volume is equal to the Hubble flow. Astronomers believe the Milky Way is moving at approximately 630 km per second with respect to this local co-moving frame of reference.^[124] The Milky Way is moving in the general direction of the Great Attractor and other galaxy clusters, including the Shapley supercluster, behind it.^[125] The Local Group (a cluster of gravitationally bound galaxies containing, among others, the Milky Way and the Andromeda Galaxy) is part of a supercluster called the Local Supercluster, centered near the Virgo Cluster: although they are moving away from each other at 967 km/s as part of the Hubble flow, this velocity is less than would be expected given the 16.8 million pc distance due to the gravitational attraction between the Local Group and the Virgo Cluster.

en.wikipedia.org/wiki/Milky_Way#Velocity

 

Te 630 km/s to nasz ruch w kierunku Hydry. A tutaj mamy jeszcze inne ruchy włącznie z tym Wielkim Atraktorem: http://hypertextbook.com/facts/1999/PatriciaKong.shtml

 

 

In conclusion, galaxies experience neutral attractions on one other. Due torelativity, the speed of the Milky Way varies when compared with different objects in space. For example, I have learned from my research that the Milky Way and Andromeda galaxy are approaching each other with a speed of about 130 km/s, however the collision of these two galaxies will not occur for about 5 billionyears (AstroFile).Another result I found was that our galaxy and neighbors are moving at 600 km/sin the direction of the constellation Hydra (ScientificAmerican). Finally, I found that the Milky Way moves through space withinthe cluster of galaxies it is a member of, and this cluster in turn moves throughspace towards yet another larger cluster of galaxies off in the direction of the constellation Virgo. This speed is approximately 300 km/s (Askthe Space Scientist). Therefore, the speed of the Milky Way galaxy is nota single number, its value is relative to the speed of other objects.

Jest tego trochę, szkoda że tak ciężko znaleźć coś w polskojęzycznym internecie

[Ekolog]

>>>  tu nie chodzi o to. 552 ? 6 km/s to prędkość względem dipola CMB, wg tego dipola lecimy w kierunku Lwa. Natomiast 630 km/s to prędkość względem średniej wartości ekspansji Wszechświata, cokolwiek by to znaczyło. :D

 

Zostawmy tłumaczenie tego "dipola" i kwestie językowe w spokoju ;)  

Dipolowa anizotropia CMB to efekt naszego lotu.

Jest po prostu 552 km/sek wględem fotonów CMB.

 

Natomiast analiza "podobnie" bardzo odległych konkretnych obiektów, z różnych stron,

pozwala oceniać tę średnią prędkość względem "ramy" utworzonej (koncepcyjnie) z najdalszych widocznych obiektów.

 

Obie metody dają w sumie bardzo podobny wynik średniej prędkości naszego lotu względem najdalszych zakątków wszechświata.

 

Moim zdaniem fotony CMB to poniekąd też nośnik obrazu - "bardzo dużego",  bardzo odległego i bardzo dawnego

"gorącego ciała", z którego potem powstały gwiazdy.

 

W sumie zatem nie ma sporu - zgódźmy się na około 600 km/sek

 

Pozdrawiam

[Coach]

 

Obie metody dają w sumie bardzo podobny wynik średniej prędkości naszego lotu względem najdalszych zakątków wszechświata.

 

Ale to chyba nie są metody liczenia tego samego. Prędkość (naszej Galaktyki) względem CMB (Lew) to te 552 km/s, a prędkość w kierunku Wielkiego Atraktora (Hydra) to te ponad 600 km/s (630 podaje wiki). Są to inne prędkości (w innych kierunkach), choć oczywiście pewnie są składowymi samych siebie. W jakim stopniu? Hehe jednak jest to wszystko nieźle pogmatwane :D

[Ekolog]

Nie jest tak źle. 

Patrząc na całe niebo oba te kierunki są w miarę podobne. 

Od Lwa do Centaura nie jest tak znowu "daleko".  Polecam NGC 4696 jako cel.

Czyli jednak wielkiego sporu nie ma. IMHO.

 

Pozdrawiam

[Coach]

Od Lwa do Hydry :P Innymi słowy ruch naszej Galaktyki w kierunku Wielkiego Atraktora jest główną składową powodującą powstanie dipola CMB. Teraz pytanie jaki ruch jest resztą? Ruch Galaktyki w Grupie Lokalnej, a także interakcja z M31, to wszystko może powodować tą odchyłkę. Mam nadzieję, że teraz w miarę poprawnie myślę.

[Ekolog]

Moim zdaniem sprawa jest prostsza. Nie musimy analizować większych struktur.

Nasza Galaktyka leci "mniej więcej" w kierunku okolic Hydry lub Centaura wg zgadywanek astronomów - co oszacowali wiele bardzo dalekich obiektów. 

Natomiast Słońce nie leci grzecznie tam gdzie Nasza Galaktyka tylko huśta się w niej raz wte raz wewte.

I chwilowa czyli wypadkowa prędkość Słońca (a raczej Ziemi) daje nieco inny wektor. No taki mniej więcej na  Lwa :)

 

Pozdrawiam

[Coach]

Zaraz zaraz, to te 552 km/s na Lwa to nie jest przypadkiem już po poprawce na ruch Słońca? Przepraszam, na Hydrę :P

[Ekolog]

Według mojego rozumienia tekstów na wiki ang oceniam to w tej chwili tak:

 

Droga Mleczna na podstawie asymetrii CMB ujawnionej w okolicach Ziemi (po korekcie o ruch lokalny Słońca w galaktyce)

leci na Wielkiego Atraktora czyli w okolice Hydry.

I tak samo jest to oceniane na podstawie astronomicznych "zgadywanek" po dalekich obiektach (kosmologiczna ekspansja itd).

Jest tylko dysonans czy 552 czy 630 km / sek. 

 

Natomiast Słońce, jak zawsze,  ma chwilowy ruch względem całości Drogi Mlecznej , i dlatego leci (ale tylko obecnie) na Lwa. 370 km/sek.

Zarówno wg CMB jak i wg owych "zgadywanek".

 

Pozdrawiam