Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Топ заблуждений об астрономии. 9. На небе мы видим звёзды
lex_kravetski


Казалось бы, ну а здесь-то как можно ошибиться? Ну, ОК, кроме звёзд, мы ещё видим планеты, искусственные спутники, а с телескопом ещё галактики и туманности (впрочем, некоторые из них и без телескопа тоже). Где тут проблема? Или мы, на самом деле, не видим звёзды?

Да, на самом деле, мы их не видим: увы, мы способны видеть только лишь свет от звёзд. Ну или иное от них излучение — через спецприборы.

Казалось бы, зачем тут эта придирка к деталям? Когда мы говорим: «я вижу стол», — мы ведь тоже имеем в виду, что мы увидели свет, отражённый столом, сложившийся в некоторую картинку на сетчатке нашего глаза, которую мозг распознал, как стол. Однако для краткости мы называем это «я вижу стол». Может быть, со звёздами всё точно так же?

Не совсем.

Дело в том, что у света конечная скорость распространения. Очень большая — порядка 300 000 км/с, но всё же конечная.

Пока мы находимся в пределах Земли, мы имеем дело с расстояниями от сантиметров до, максимум, километров (расстояние до горизонта — порядка четырёх километров), поэтому изображение предмета долетает до нас за миллионные или даже миллиардные доли секунды. Ввиду чего мы можем отождествлять увиденный нами свет с самим объектом: за миллионную долю секунды стол вряд ли успел сильно измениться, да и если даже он двигался с нашими земными скоростями, то ошибка в его наблюдаемом нами местоположении по сравнению с реальным слишком ничтожна, чтобы иметь для нас значение.

Но в космосе иные масштабы. Луна находится в среднем в 380 000 километрах от Земли, поэтому свет передаёт нам то, что было на ней чуть более секунды назад.

Марс в самом оптимистичном для нас случае находится уже в 55 миллионах километров от Земли, поэтому его мы видим с задержкой в три минуты. В среднем же он удалён от нас на 225 миллионов километров и тут уже речь о задержке в двенадцать минут.

Плутон от нас в среднем в 5,7 миллиардах километров. Поэтому мы видим его с запозданием более чем в пять часов.

Глядя на небо, мы всё время смотрим в прошлое.

Но в далёкое ли? ОК, Плутон мы видим в его состоянии пять часов назад, но это ж вроде бы не так много? Он, конечно, успел куда-то улететь, но наверно ведь недалеко?

Скорость Плутона порядка 16 800 км/ч, то есть за пять часов он улетает примерно на 85 000 километров, что примерно вчетверо больше максимально возможного расстояния на поверхности Земли.

И Плутон ещё относительно близко от нас.

Удобной единицей измерения для космических расстояний является «световой год». Про него часто ошибочно думают, будто бы в световых годах каким-то хитрым способом измеряется время — ведь «год» же. Но нет, «световой год» — это буквально то расстояние, которое свет проходит в вакууме за год.

Легко догадаться, что если измерять расстояние в световых годах, то ровно с той же задержкой в годах мы будем видеть этот объект.

Так вот, до ближайшей (кроме, конечно, Солнца) к нам звезды — Проксимы Центавра — 4,2 световых года.

Чуть подальше — примерно в 6 световых годах — находится звезда Барнарда. Эта звезда примечательна тем, что она довольно быстро движется относительно нашей системы. Её скорость порядка 142 км/с.

За год она проходит 4,5 миллиардов километров. Как было сказано выше, расстояние до Плутона — 5,7 миллиардов километров. И вот эта звезда за год преодолевает четыре пятых от него.

За то время, пока от неё доходит до нас свет, она успевает преодолеть шесть таких расстояний — 28 миллиардов километров.

Диаметр нашей галактики — порядка 100 000 световых лет.

Если бы звезда Барнарда была бы расположена на другом краю галактики, то за то время, пока к нам бы дошёл её свет, она успела бы пролететь 11 расстояний от нас до ближайшей к нам звезды.

Ну или если мы, предположим, сумели бы каким-то образом разглядеть планету на этом самом противоположном к нам галактическом краю, то ситуация на ней соответствовала бы стотысячелетней давности. У нас на планете всего 5500 лет прошло от появления письменности до современной цивилизации, 40 000 лет назад вымерли последние неандертальцы, а 45 000 лет назад появилось то, что сейчас называется «нами» — Homo sapiens — как видом.

Там ведь тоже всё могло поменяться за 100 000 лет.

Одна из ближайших к нам галактик — галактика Андромеды — находится от нас в 2,5 миллионах световых лет и движется в нашу сторону со скоростью примерно 300 км/с. В результате она сейчас находится в 2500 световых годах от того положения, где мы её видим. Это почти как 600 расстояний от нас до Проксимы Центавра.

Сейчас в телескопы можно разглядеть и гораздо более далёкие объекты. И увидеть таким образом ещё более далёкое прошлое. Тем более далёкое, чем дальше от нас находится данный объект.

Расположение звёзд на небе не просто не соответствует их текущему расположению в пространстве, но вдобавок ещё и не соответствует расположению ни в какой момент времени вообще: поскольку более дальние от нас объекты успели сместиться на большее расстояние, чем ближние.

Вот как это можно проиллюстрировать. Предположим, что с зелёного кружка в центре данной иллюстрации мы наблюдаем некие, вращающиеся вокруг него объекты. Все эти объекты находятся довольно далеко, поэтому задержка по времени уже существенна.

Слева изображено, как объекты находятся в пространстве в данный момент времени, а справа — то расположение, которое мы бы видели с этого зелёного кружка.




Чтобы было понятнее, наложим картинки друг на друга.




В нашей гипотетической ситуации хотя бы сохраняется сам рисунок, хотя и смещаются расположения его фрагментов, однако в реальности небесные объекты движутся друг относительно друга не столь простым образом. И наблюдаем мы ситуацию вовсе не из неподвижного центра кругового вращения.

Иными словами, видимые нами созвездия — это именно что «видимые нами». Это не только уникальная пространственная их проекция на нашу личную «небесную сферу», но и наш уникальный временной срез ситуации — по сферическим слоям.

Переместившись на относительно далёкую звезду мы бы увидели звёздные расклады совершенно иными. Не только «под другим углом из другой точки», но и «в другом расположении во времени».

Во вселенной всё сейчас уже не так, как мы сейчас видим. И ни в какой момент времени не было так.



Причём не так не только расположение объектов, но и сами объекты. У звёзд ведь есть свой жизненный цикл — они рождаются в туманностях, взрываются сверхновыми, сгорают и превращаются в звёзды другого типа. Всё это мы можем наблюдать с Земли, но наблюдаем мы по-прежнему прошлое.

В настоящем же, возможно, некоторые из тех звёзд, которые мы видим на небе, уже не существуют. И не только в далёких-далёких галактиках, а даже в нашем ближайшем окружении. И не только видимые в телескоп, а даже видимые невооружённым глазом.

Например, одно из наиболее узнаваемых созвездий — созвездие Ориона, несёт на своём плече одну из самых ярких на нашем небе звёзд — Бетельгейзе.

Увы, вполне возможно, что её уже нет.

Мы видим её такой, какой она была 450—600 лет назад (точная оценка расстояния до звёзд такого типа сейчас сопряжена с некоторыми трудностями), и уже тогда она была в стадии, в которой весьма вероятен её взрыв, как сверхновой.

Вероятность, правда, не означает гарантии — астрономические масштабы времени весьма протяжённы, и она вполне может просветить ещё миллион лет, а то и вообще не взорваться, а просто выгореть, однако вероятность всё-таки не нулевая, а потому не исключено, что она взорвалась прямо сейчас, но узнаем мы об этом только через полтысячелетия.

Как не исключено и то, что как раз полтысячелетия назад она и взорвалась, поэтому мы узнаем об этом прямо сейчас.

Следует заметить, что учёные не предсказывали гибель всего живого на Земле из-за взрыва Бетельгейзе — это «предсказали» журналисты, неправильно понявшие слова учёных и перенёсшие описание событий, которые будут происходить вблизи Бетельгейзе на нашу Солнечную систему.

Впрочем, даже если Бетельгейзе продержится ещё долго, то всё равно ведь вспышки сверхновых постоянно наблюдаются. И большинство на самом деле произошли десятки тысяч, сотни тысяч, а то и десятки миллионов лет назад.

И в тот момент, когда с небосвода исчезает какая-то звезда, на самом деле всего лишь исчезает с нашего неба «фотография» её далёкого прошлого.



На сайте «XX2 век»
doc-файл



  • 1
А какая принципиальная разница с какой задержкой доходит до нас изображение одну миллионную секунды или миллион лет? Мы в любом случае увидим объект с задержкой. Есть какой-то магический переход, когда задержка это нормально, а когда нет?

Магического - нет, а субъективный (и при этом весьма важный практически) - есть. Скажем, временное разрешение человеческого восприятия, или, например, время реакции на раздражители.

Ну, как в статье написано: «за то время, пока до нас от стола дошёл свет, он не успел измениться».

Собственно, всё дело в том, что изменилось за это время.

Но тогда по идее достаточно понимать, что "мы видим звёзды такими, какими они были (как светили) Х лет назад". Не, понятно, что дело ещё и в расположении, они же не статичные объекты.

Допустим предмет находится на расстояние светового года от наблюдателя и с объектом ничего не происходит вообще. Можно ли сказать, что наблюдатель видит объект?

Если одно от другого не отличимо, то можно отождествить. Ну, с той поправкой, что если что-то произойдёт, то об этом станет известно только через год.

Казалось бы, причём здесь закон о переходе количественных изменений в качественные :))

звёзды ничем в этом плане не отличаются от других объектов, просто расстояния настолько велики, что и задержки становятся очень существенными. Однако же, никакой другой методики получения информации, кроме восприятия излучения, у нас нет, поэтому "видим звёзды" всё-таки корректное выражение.

А есть еще гравитационные линзы создающие мнимые изображения

Ну, этого большинство людей невооружённым глазом наверно не увидит.

Но каков факт в контексте объективной (физической) реальности!

Вселенная вообще очень прикольно устроена, это да. Неизменно использую этот факт для успокоения ума.

Саму линзу нет, но результат её работы вроде как можно. То есть, видим звезду, а на самом деле она намного дальше и вообще не там.

Некоторые дают множественные мнимые изображения.

Ну да, это я и назвал "вообще не там".

Че там есть гравитация? Движение во времени. Так что прав Сократ.

..но все эти задержки и смещения делают проблему установления Контакта гораздо более сложной, чем это сразу представляется - сообщение нужно выслать туда, ГДЕ БУДЕТ адресат, а не где мы его сейчас наблюдаем. Стрельба с упреждением в годы, в десятки лет, а то и в сотни (установление Контакта не более дальних дистанциях представляется вовсе малоосуществимым) - и актуальность вопроса может стать сомнительной, и диалог крайне затруднён

На мой взгляд, всё это делает установление контакта практически невозможным вообще. Ну вот поймаем мы сообщение от системы за 5000 световых лет от нас. А дальше что? У них там пять тысяч лет с тех пор прошло, если мы им ответим, то они получат ответ ещё через пять тысяч лет, а их ответ дойдёт к нам ещё через пять тысяч. И это всё, если вообще удастся ответить — с учётом этих непредсказуемостей.

да, увы. Если не обнаружится никакой новой физики, перспективы довольно унылы

Edited at 2018-07-07 19:14 (UTC)

А всегда ли есть смысл что-то отвечать?
Вот поймают в той системе сообщение, кто выиграл чемпионат по футболу - и?

Edited at 2018-07-07 19:36 (UTC)

Фраза абсолютно и безукоризненно верна. Именно мы, именно видим, именно звезды (ну и прочее). Что сейчас они находятся в каком-то другом месте, не имеет к этому никакого отношения.

"вижу ХХХ" и означает "мне в глаз попал свет испущенный ХХХ"

Присоединяюсь к комментарию three_l1, причём можно даже указать точность, с которой оговорка о "каком-то другом месте" может быть опущена.

> За то время, пока от неё доходит до нас свет, она успевает преодолеть шесть таких расстояний — 28 миллиардов километров.

И смещается по небесной сфере на 1 угловую минуту, т. е. на 1/30 видимого углового диаметра лунного диска.

> галактика Андромеды ... находится в 2500 световых годах от того положения, где мы её видим.

Что составляет два процента от её диаметра.

В обоих случаях величина смещения невооружённым глазом практически незаметна.

То же справедливо и вообще для любых видимых астрономических объектов: их смещение за время прохождения сигнала прямо, а угловой размер этого смещения обратно пропорциональны расстоянию, поэтому оба эффекта в точности компенсируют друг друга. Т. ч. мы не только видим звёзды (за исключением ничтожного процента только что "скончавшихся"), но видим их в тех местах, где они в данный момент находятся. Точность, с которой выполняется это утверждение, равна отношению перпендикулярной к лучу зрения составляющей скорости объекта к скорости света, т. е. достаточна и даже избыточна в любом бытовом контексте и с т. з. большинства практических приложений.

Ну и встречная придирка: некорректно говорить "порядка 142". Либо "около 142", либо "порядка 100".

Бытовое понятие «сейчас», вообще говоря, применимо только в пределах рамок «здесь».

Подумайте, что такое «сейчас»?
Если «сейчас» – это сию секунду, то «здесь» - это в радиусе орбиты Луны
Если «сейчас» – это в эти сутки, то «здесь» - это в пределах Солнечной системы.
Если «сейчас» – это в XXI веке, то «здесь» - это в пределах пятидесяти ближайших звёзд.
Если «сейчас» – это антропоген, то «здесь» достигает туманности Андромеды
А если «сейчас» – это геологическая кайнозойская эра, то «здесь» - локальная группа галактик.

Всё, что мы пока ещё не наблюдали, действительно, не было. С той или иной долей вероятности мы можем лишь прогнозировать будущее. Например, распад радиоактивного ядра 14C может произойти через секунду, через сто лет, через десять тысяч лет, но точно предсказать заранее невозможно. Мы можем лишь наблюдать его распад, так же и со взрывом сверхновой.

Рождение Вселенной было, ибо мы его «сейчас»? наблюдаем в виде реликтового излучения.

И напоследок, для дальнейшего познания Вселенной, людям потребуется менять языковые конструкции, в особенности глагольные конструкции (времена).

Edited at 2018-07-08 02:50 (UTC)

  • 1
?

Log in

No account? Create an account