الفلك

هل يؤثر التحول الأحمر في Big Bang على تردد كل من موجات الضوء والفوتونات الفردية؟

هل يؤثر التحول الأحمر في Big Bang على تردد كل من موجات الضوء والفوتونات الفردية؟

فيما يتعلق بازدواجية الضوء الموجي / الجسيمي ، هل يؤثر الانزياح الأحمر الكبير في الانفجار الكبير على كل من تردد موجات الضوء ، وتواتر الفوتونات الفردية؟ أفترض أن صيغة e = hf تتعلق بالفوتونات الفردية وليس بموجات الضوء أيضًا؟


نعم إنه يؤثر على كليهما. إذا تعاملت مع الضوء كموجات ، فإن الطول الموجي من مصدر عند انزياح أحمر $ z $ "يتمدد" بمعامل قيمته $ 1 + z $.

الفوتونات المنبعثة من مصدر عند الانزياح الأحمر $ z $ يتم تقليل طاقاتها بمعامل $ 1 + z $.


هل يؤثر التحول الأحمر في Big Bang على تردد كل من موجات الضوء والفوتونات الفردية؟ - الفلك

يُقترح التحول الأحمر الكوني كتفاعل مع الأيونات في الفضاء ، وليس انزياح دوبلر. يُقترح هذا التحول باعتباره السبب الرئيسي للانزياح الكوني إلى اللون الأحمر.

للحصول على فرضية تشرح الكوازارات على أنها خداع بصري ناتج عن انحناء الضوء من التدفق المعاكس عن طريق الانكسار من الغازات حول كتلة ضخمة داخل الكوازار ، انقر فوق عنوان URL هذا

إذا رأيت أي أخطاء ، فيرجى إرسال رسالة إلى Charles Weber isoptera على att.net أو الهاتف 1828692 5816.

مناقشة إذا كان الكون غير محدود ، فلن يكون هناك انقراض للفوتونات من النجوم البعيدة. ستصبح طاقتهم أصغر وأصغر ولكنها لن تختفي أبدًا حتى تصل إلى نقطة الكم ، لأن مقدار التخميد هو دالة على حجم طاقتهم ، "E". إذا تم تطوير التلسكوبات التي يمكنها الكشف بدقة عن الأطوال الموجية الطويلة ، فسيظل من الصعب للغاية رؤية ماضي 100 مليار سنة ضوئية أو نحو ذلك ، فإن مثل هذا العدد الكبير من المجرات سيقابله الدقة الزاوية للتلسكوب. وهكذا فإن إشعاع الخلفية يبدو متجانساً تقريباً لأنه سيكون الإشعاع الكهرومغناطيسي المتحول باللون الأحمر من هذا العدد الهائل من المجرات. هذا هو السبب في أن السماء ليلا تبدو وكأنها لا تظهر أي ضوء بين النجوم والمجرات القريبة. كما أنه بلا شك سبب وجود المزيد من الأشعة تحت الحمراء في الخلفية (انظر أيضًا هذا الموقع وهذا واحد) في السماء أكثر من الضوء المرئي من جميع المصادر لأن هذا أيضًا يجب أن يكون إما ضوءًا قادمًا من مجرات مغطاة بالغبار أو ضوء من عدد كبير من المجرات البعيدة التي تقلصت طاقتها. يكمن دعم ذلك في حقيقة أن خلفية الأشعة تحت الحمراء مزخرفة بدرجة عالية [18] كما لو كانت قادمة من عناقيد من المجرات. قد يكون هذا هو السبب في أن الخطوط الطيفية من الكوازارات البعيدة تكون أقرب قليلاً من بعضها في المختبر [6].

تتمثل إحدى طرق الحصول على بعض الأدلة الإحصائية في فحص مصادر الضوء على الجانب الآخر من المجرات. يجب أن تبدو أبعد قليلاً مما هي في الواقع مقاسة بوسائل أخرى غير الانزياح الأحمر ، وقد تم ذلك [3] [4] [10]. قد يكون من الممكن أيضًا اكتشاف أن المجرات التي تُرى من خلال مجرتنا ستبدو بعيدة قليلاً عن تلك التي تُرى بزوايا قائمة عليها.

غالبًا ما يتم تقديم إشعاع الخلفية الميكروي كدليل على حدوث انفجار كبير (تمدد الكون Le Maitre) بسبب فقدان طاقة فوتونات الطاقة الأصلية. إذا حدث هذا ، فمن المحتمل أن يكون اقتراح زويكي للضوء المتعب أو شيء من هذا القبيل ضروريًا لتقليل الفوتونات ، على الرغم من أن المرء قد يعتقد أن الفوتونات قد غادرت الكون المرئي لفترة طويلة لأن الكون يجب أن يكون على الأقل أكثر من 30 مليار سنة إذا كان الانفجار العظيم صحيحًا ، لأن الأمر سيستغرق 20 مليار سنة على الأقل حتى تنتقل المجرات إلى أبعد مسافة حالية مرئية لها. يوجد الآن دليل على أن بعض إشعاع الميكروويف يأتي من الكون القريب. يعتقد معظمهم الآن من قبيل المصادفة أن الأرض تقع في مركز الكون أو بالقرب منه. انضم الجميع على الأقل إلى كوبرنيكوس وكبلر وأبعدونا من مركز النظام الشمسي.

افترض علماء الفيزياء الفلكية أن الأرض تتحرك نحو مجموعة مجرة ​​العذراء بسرعة عالية (أكثر من 400 كيلومتر في الثانية) حول فرضية خاطئة. لقد كانوا يفترضون أن الأرض تتحرك باتجاه برج العذراء بسرعة عالية بناءً على تحول دوبلر لخلفية الميكروويف. ومع ذلك ، لا يوجد أي احتمال على الإطلاق أن يكون هذا التحول عبارة عن انزياح دوبلر كلي. من أجل أن يكون تحول دوبلر كليًا ، يجب أن يكون التحول الأزرق والتحول الأحمر مستديرًا تمامًا ومتماثلًا تمامًا في الحجم والاتجاه فيما يتعلق ببعضهما البعض ، وهما ليسوا كذلك. كما يجب ألا يكون هناك أي تحولات فردية على الجانب ، وهناك. (انظر هذا الموقع). يجب أن يكون هناك كتل أقل في الاتجاه ، من برج العذراء ، مرئية وغير مرئية ، وبالتالي المزيد من الأيونات ، بالنسبة للاتجاهات الأخرى ، والمزيد من الكتل في الاتجاه الخلفي المزعوم. لذلك يجب ألا يكون تحول دوبلر فقط (أو على الإطلاق) ولكن أيضًا تفاعل مع أيونات التحول الأحمر. هذا من شأنه أن يفسر سبب ارتفاع سرعة الأرض عبر الفضاء بشكل كبير وغير واقعي كما يبدو أنه يتحدد بواسطة خلفية الميكروويف مما هو محدد بواسطة اختلافات سرعة الكابل المحوري. هناك أيضًا حركة صغيرة جدًا في الضوء الصادر عن الكوازار الذي يصيب هدفًا بينما تدور الأرض [D. ويبر اتصالات خاصة]. قام Demjanov بقياس الحركة الحقيقية للأرض بالنسبة إلى الأثير باستخدام مقياس استنتاج قياس الضوء المار عبر الماء [Demjanov]. ومع ذلك ، فإن تقديره البالغ 500 كيلومتر مرتفع للغاية ، لأن الضوء ينتقل بشكل أبطأ في الماء.

اقترح LaViolette أن التحول الأحمر يمكن تفسيره بظاهرة تعتمد على الوقت "سوب الكمية" تحدث عندما تكون الجاذبية غائبة بين المجرات. تبدو فرضية بعيدة المنال ، لكنها ليست بعيدة مثل فرضيات الانفجار العظيم أو الزمكان المشوه (الأثير أو الوسط الكمومي). اقترحت جوليا أن الانزياح الأحمر ناتج عن تفاعل الفوتونات مع فوتونات الموجات الراديوية والموجات الدقيقة.

حلل فيشر مفهوم الجاذبية باستخدام منهج النسبية العامة. ويخلص أيضًا إلى أن هناك "لزوجة جاذبية" تؤدي إلى تدهور طاقة الفوتون أثناء مروره في الفضاء. ويخلص أيضًا إلى أن الكون ليس لانهائيًا ، على الرغم من أنه لا يقترح إمكانية تأثير قطع محدود للجاذبية (5).

إذا كان ، بالطبع ، أولئك الذين يقولون أنه لا يوجد أثير ، ولكن هذا غير موجود إما يكون ملتويًا حول الكتلة ، بما في ذلك حول كل جسيم على حدة ، على أرضية فلسفية واهية. انظر هذا المقال الشامل من قبل Dishington لمناقشة فلسفة الفيزياء.

قد ترى انتقادات جيدة لنظرية الانفجار العظيم بواسطة Sauve في هذا الموقع وآخر من قبل Keiran في هذا الموقع. لقد أظهر Sauve أن بعض الناس يعتبرون فرضية الانفجار العظيم ديناً. معظم الناس لديهم تحيز تأكيدي ، أي أنهم يفرزون البيانات ثم يختارون تلك البيانات التي تؤكد البقية وترفضها أو يبررها. فرضية الانفجار العظيم لها قبضة قوية جدًا على خيال معظم علماء الفيزياء الفلكية هذه الأيام ، وقد تم استبعاد الاحتمالات الأخرى تمامًا (يمكن أن تكون الفرضيات الجديدة خطرة على ثروة القوة أو مكانة أتباع النظرية القديمة [22]). ومع ذلك ، يجب إجراء التجارب للاستبعاد أو في الاحتمالات الأخرى أيضًا.

اقترح Moret-Bailly أن التحول الأحمر ناتج عن تأثير Raman بواسطة جزيئات في الفضاء لها أعداد غير متساوية من الإلكترونات [21] مثل الهيدروجين المتأين ، والذي يُقال إنه يشكل جزءًا من الهيدروجين في الفضاء (H3 + أيونات) [19] ما عدا بالقرب من QSOs حيث يكون 100٪ بسبب الأشعة فوق البنفسجية القوية [16]) ، والضوء الناتج يكون متماسكًا بواسطة كثافة الأيونات المنخفضة. تم تأسيس تأثير رامان تجريبيًا هنا على الأرض ومن المقبول على نطاق واسع أن هناك أيونات في الفضاء [14] ويمكن للغازات أن تنتج تأثير رامان [15] ، لذا فإن اقتراحه معقول وعلى أرضية صلبة حتى الآن. علاوة على ذلك ، إذا لم تستطع أيونات الهيدروجين فعل ذلك ، فهناك كميات ضئيلة للغاية من الجزيئات في الفضاء بين المجرات ، وبعضها متأين [26]. إن التحول الأحمر لضوء النجوم الذي يمر عبر الهالة الشمسية سيعطي بعض الدعم الظرفية لهذه الفرضية [11]. الضوء المنبعث من العضو الساخن في زوج من النجوم الثنائية يتحول إلى اللون الأحمر [13] ، وهو أيضًا داعم

العديد من هذه الفرضيات التي تكون صحيحة ستكون معقدة للغاية بالفعل.

يعطي فان فلاندرن 30 ظاهرة رصدية رئيسية لا يمكن أن يفسرها الانفجار الأعظم بدون عوامل الغش. يناقش فان فلاندرن أيضًا الاختبارات الرصدية للانفجار العظيم مقابل الكون الساكن. يُفضل الكون الساكن في غياب عوامل الفدج. يناقش مارميت أيضًا بعض الأسباب الفلسفية التي تجعل فرضية الانفجار الأعظم مشكوكًا فيها. في الآونة الأخيرة ، تم اكتشاف ظاهرة أخرى تنفي حدوث انفجار كبير. بعض النجوم على الحافة المفترضة للكون هي عمالقة حمراء قديمة جدًا. كما أن المعادن الخاصة بالكوازارات البعيدة عالية جدًا. توجد مجرات ضخمة على مسافات هائلة [23] ، والتي سيكون من الصعب تجميعها في الوقت المناسب نظرًا للانفجار العظيم. بالطبع يجب أن تكون أبعد النجوم التي يمكن ملاحظتها أقدم بكثير من 14 أو 15 مليار سنة المخصصة لها حاليًا كما هو مذكور أعلاه. يسرد ليرنر هنا تناقضات عديدة لفرضية الانفجار العظيم.

إذا كان الانزياح الأحمر عبارة عن انزياح دوبلر من الكتلة المدفونة للخارج بفعل انفجار هائل ، فإن تلك الكتلة ستنتقل إلى الخارج في قذيفة مثل انفجار سوبر نوفا مع وجود مساحة فارغة بالداخل وكل الإشعاع الكهرومغناطيسي الأصلي وراء الكتلة [18]. المخرج من هذه المعضلة التي يقترحها المنظرون هو أن الكتلة لا تتحرك للخارج ولكن هذا الفضاء (المسمى "الأثير" أو "الأثير" في القرن التاسع عشر أو الزمكان في القرن العشرين) يتوسع نفسه. يستخدمون كدليل على حقيقة أن المستعر الأعظم البعيد يدوم لفترة أطول من المستعرات المجاورة. العلماء الآن غير متأكدين من النظرية الكامنة وراء تفسير هذه الظاهرة [20 سيغفريد]. سيكون من المرغوب للغاية العثور على تفسير بديل لظاهرة المستعر الأعظم أو سنبقى مع فرضية غير مجدية وغير قابلة للإثبات ، باعتبارها عديمة الجدوى ، حتى لو كانت صحيحة ، كفرضية أن الجنية الطيبة تلوح بعصاها السحرية في موجات كهرومغناطيسية.

العلماء أعلاه الذين يلمحون إلى كون ضخم ، ربما لانهائي ، حيث الأرض أو الشمس ليست المركز ، لم يكونوا أول من اقترح ذلك. اقترحه جيوردانو برونو حوالي عام 1582 كتأثير منطقي لعمل كوبرنيكوس. لهذا احترق على المحك. لحسن الحظ ، أصبح الناس أكثر لطفًا هذه الأيام ، لذلك أتوقع ألا أكون مخبوزًا بنفسي. أبعدنا كوبرنيكوس وجاليليو من مركز النظام الشمسي. أزالنا فريدريش هيرشل من مركز مجرتنا. الآن إذا كان شخص ما قادرًا على تحديد من خلال تجربة فعلية أن الضوء قد تم إزاحته باللون الأحمر من خلال إحدى العمليات المذكورة أعلاه ، فسيخرجنا هذا الشخص من مركز الكون.

إذا لم يكن الانزياح الأحمر ناتجًا بشكل أساسي عن انزياح السرعة ، فإن العلاقة بين السرعة والمسافة خطية ، وتوزيع السديم منتظم ، ولا يوجد دليل على التمدد ، ولا أثر للانحناء ، ولا قيود على المقياس الزمني ، ونحن نجد أنفسنا في وجود أحد مبادئ الطبيعة التي لا تزال غير معروفة لنا اليوم - بينما ، إذا كانت الانزياحات الحمراء عبارة عن تحولات في السرعة تقيس معدل التوسع ، فإن النماذج المتوسعة تتعارض بالتأكيد مع الملاحظات التي تم إجراؤها - توسيع النماذج هي تفسير قسري لنتائج الملاحظة - هابل هابل

ليس ما لا نعرفه هو الذي يسبب لنا المتاعب. هذا ما نعرفه على وجه اليقين. هذا ليس كذلك .. ويل روجرز

لماذا عندما تخبر شخصًا أنه لا يوجد سوى مليار مجرة ​​أو أنه كان هناك انفجار كبير ، فإنهم يصدقونك. ومع ذلك ، عندما تضع لافتة "طلاء رطب" ، فإنهم يصرون على لمس الطلاء للتأكد.

"في البداية ، لم يكن هناك شيء انفجر". - تيري براتشيت (اللوردات والسيدات)

"الأسباب العظيمة لا تُحاكم أبدًا على أساس الوقائع ولكن السبب يتم تقليصه إلى تفاصيل لتناسب حجم الثوار ، ويكون الخلاف أكثر سخونة على الإطلاق في الأمور الصغيرة." - رالف والدو إمرسون - من مقالته "الطبيعة" 1844

يمكنك الاتصال بالمؤلف ، تشارلز ويبر ، بالبريد الإلكتروني على isoptera على att.net

للحصول على فرضية تشرح الكوازارات على أنها خداع بصري ناتج عن ثني الضوء من التدفق المعاكس عن طريق انكسار الغازات حول كتلة ضخمة داخل الكوازار ، انقر فوق عنوان URL هذا.

---- إذا كنت ترغب في قراءة قصة خيال علمي حول خمس نساء انطلقن إلى الفضاء الخارجي لتأسيس مستعمرة على كوكب نجم بعيد ، اقرأ هذا.

المراجع

1. آينشتاين "Uver den Einfluss der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtef" آن. فيزيك 35 ، 898-908 (1911).

2. ت. كاتيلا وك. Riski "قياس التفاعل بين الإشعاع الكهرومغناطيسي ومجال الجاذبية باستخدام مطيافية 67 Zn Mossbauer" Physics Letters 83A، 51-54 (1981).

3. H. Karoji، L. Notalle، & J-P Vigier "توزيع غريب للسرعات الشعاعية للمجرات الراديوية الباهتة مع 13.0 M 15.5" Astrophys. علوم الفضاء. 44 ، 229-234 (1976).

4. Notale L Viguer JP 1977 الزيادة المستمرة لمعامل Hubbell خلف عناقيد المجرات. طبيعة 268608-10.

5. Fischer E 1992 "فقدان الزخم العالمي في كون غير متوسع" Astrophys. علوم الفضاء. 190 ، 149-153 (1992).

5 أ. Van Flanderm T 2002 الكشف المحتمل عن كم الجاذبية. نشرة أبحاث التعريف 1116.

6. موسر جي 1998 ثوابت غير ثابتة. مجلة Scientific American نوفمبر 24-28.

7. Gribbin، J 1994 لغز التحول الأحمر. علوم جديدة. 143 ، رقم 193317

8. Manly S Page E 2001 جدوى أسية لقياس انزياح الجاذبية الأحمر للضوء باستخدام التشتت في الألياف الضوئية. مراجعة البدنية د 63 062003.

9. Vigier JP 1990 دليل على فوتونات غير صفرية مرتبطة بآلية إزاحة حمراء مشتتة بفراغ. معاملات IEEE على علوم البلازما 18 64-72.

10. Maric Z Moles M Viguer J-P 1977 التحول الأحمر للضوء الذي يمر عبر مجموعات من المجرات - خاصية فوتون جديدة. Nuovo Cimento، Lettre 18269-276.

Nottale L Vigier JP 1977 الزيادة المستمرة لمعامل هابل خلف مجموعات المجرات. الطبيعة ، المجلد. 268 أغسطس. 18 ، 1977 ، ص. 608-610.

11. Depaquit S Pecker J-C Vigier J-P 1974 مقارنة بين ملاحظتين للانزياحات الحمراء الشاذة التي لوحظت في المنطقة المجاورة للقرص الشمسي. Academie des Sciences (باريس) ، Compte Rendus ، Serie B-Sciences Physiques. 279559-563.

12. Zwicky F 1929 حول احتمالات السحب الثقالي للضوء. مراجعة الفيزياء ، رسائل إلى المحرر 34 ديسمبر 28.

13. Marmet P 1990 انزياح أحمر غير دوبلر لبعض الأجسام المجرية. معاملات IEEE على علم البلازما 18 ، الإصدار 1 56-60.

14. Scannapieco E Petitjean P Broadhurst T 2002 The Emptiest Places vol. 287 56-63.

15. Benabid F Knight JC Antonopoulos G Russell PSt.J 2002 نثر رامان المحفز في الألياف البلورية الضوئية المجوفة المملوءة بالهيدروجين. علم 298399.

16. Schwartzchild B 1987 سبر الكون المبكر بضوء الكوازار. الفيزياء اليوم 40 نوفمبر 17-20.

17. Rainville S ThompsonJK Myers EG Brown JM Dewey MS Kessler EG، jr. Deslattes RD Borner HGJentschel M Mutti P Pritchard DE 2005 العام العالمي للفيزياء: اختبار مباشر لـ E = mCquared. طبيعة 438 1096-1097.

18. Selleri F 2004 Recovering the Lorentz Ether، Apeiron، 11، 246،

18. Ellis RS 2005 فجر الأشعة تحت الحمراء من ضوء النجوم. الطبيعة 43839.

19. Gebaille TR Oka T 2006 أيون جزيئي رئيسي في الكون والمختبر. العلوم 312 1610-1612.

20. تظهر استطلاعات Siegfried T 2007 للنجوم المتفجرة أن حجمًا واحدًا لا يناسب الجميع. العلوم 316194-195.

21. Moret-Bailly J 2003 انتشار الضوء في الهيدروجين المؤين والذري منخفض الضغط: تطبيق في الفيزياء الفلكية. IEEE Transactions on Plasma Science 31 no. 6 1215-1222.

22. Charlton BG 2008 خطأ ، تافه ، واضح: لماذا يتم عادة عدم احترام النظريات الجديدة والثورية. الفرضيات الطبية 71 1-3.

23. Collins CA، et al 2009 التجمع المبكر لأكبر المجرات الضخمة. الطبيعة 458603-606.

24. V.V.Demjanov VV 2010 ، التفسير المادي للتحول الهامشي المقاس على مقياس تداخل Michelson في الوسائط البصرية. الحروف المادية أ 374 1110-1112.

25. Anderton RJ 2011 الاحتفال بأكثر من 250 عامًا من قمع نظرية المجال الموحد: تقرير عن المؤتمر الدولي لـ RG Boscovich. مجلة العلوم العامة. ([email protected])

26. Scannapieco E Petitjean P Broadhurst T 2002 أكثر الأماكن إفراغًا. مجلة Scientific American ص58-63.

27. Dowdye، Jr. EH 2007 Time الصور التي تم حلها من مركز المجرة يبدو أنها تتعارض مع النسبية العامة. علم الفلك Nachrichten ، 328 ، العدد 2 186-191.


Big Bang Puzzle Piece I: مشاكل التعلق

اكتشف هابل أنه كلما ازدادت النجوم والمجرات ، كلما زاد الضوء الأحمر. واحد السبب المحتمل للانزياح الأحمر هو تأثير دوبلر الذي ناقشناه في Puzzle Piece 5: The Doppler Challenge. هذا التأثير هو الذي يتم ذكره عادةً في المناقشات حول الانفجار الكبير & # 8211 على الرغم من أنه لم يعد هو السبب في الواقع.

هذا يبدو وكأنه افتراض معقول للغاية ، ومن هنا جاءت فكرة الكون المتوسع.

كما تعلم ، فإن المشكلة في ذلك هي أن الانزياح الأحمر يكون متماثلًا حول الأرض. لذا ، إذا كان هذا هو بالفعل تأثير دوبلر القياسي ، فهذا يعني أن الأرض تقع في مركز الكون ، وهو بالطبع ليس واقعيًا للغاية.

طاقة الفوتون هي E = hv ، حيث v هو التردد. عندما تتحول الفوتونات إلى اللون الأحمر ، فهذا يعني أنها تفقد الطاقة. لذلك أيالعملية ، التي تفقد فيها الفوتونات الطاقة ، ينتج عنها تحول أحمر. هناك العشرات من التفسيرات المحتملة لكيفية فقدان الفوتونات للطاقة وبالتالي إزاحة اللون الأحمر (انظر ورقة Marmet & # 8217s حول هذا). يشمل بعضها الامتصاص بواسطة الغبار أو الإلكترونات (تشتت طومسون) ، والآخر بسبب الجاذبية ، والآخر هو التحول الجوهري للأجسام الحمراء ، والتفاعل مع بلازما الفضاء وما إلى ذلك ، ونعم ، واحد منها فكرة توسيع "الزمكان".

يبدو أن آخرها يتلاءم بشكل جيد مع التفسير (السائد) للنسبية العامة (تفسير الزمكان) ، ولذا فإن هذا هو التفسير (السائد) للنسبية العامة (تفسير الزمكان). فقط لأن هذا ببساطة يفترض ليكون صادقا.

ماذا قال هابل عن اكتشافه وفكرة أن الفضاء من المفترض أن يتوسع؟

& # 8220 عالم الفلك إدوين ب. هابل يقول إنه بعد دراسة استمرت ست سنوات ، فإن الأدلة لا تدعم ما نسميه الآن نظرية الانفجار العظيم ، وفقًا لوكالة أسوشيتيد برس. "الكون على الأرجح ليس ينفجر ولكنه مكان هادئ وهادئ ومن المحتمل أن يكون حجمه غير محدود. & # 8221 & # 8221

http://www.science20.com/eternal_blogs/blog/hubble_eventually_did_not_believe_big_bang_associated_press-85962

لاحظ هالتون آرب العديد من الكوازارات شديدة الانزياح ذات اللون الأحمر والتي تظهر في أمام بالقرب من المجرات ... لذلك يبدو أن الانزياح الأحمر لبعض الكوازارات على الأقل لا يشير بالضرورة إلى المسافة (أو توسع الفضاء) ... (وإذا كان الأمر كذلك ، فليس فقط الكوازارات ليست بعيدة جدًا ، وكبيرة جدًا وكائنات ساطعة ، ولكن هذا يثير التساؤل حول تفسير التحول الأحمر بشكل عام).

حتى لو كان توسع الفضاء حقيقيًا ، فإن السؤال الواضح هو: ما مقدار الانزياح الأحمر المرصود بسبب توسع الفضاء ، وكم هو بسبب تحرك المجرات / النجوم فعليًا (دوبلر) ، وكم هو ناتج عن أسباب أخرى؟ حقيقة أن الضوء يسافر بلايين السنين عبر الفضاء يجعلني أعتقد أن فكرة الضوء فقط قد إن فقدان القليل من الطاقة خلال هذه الرحلة الطويلة لا يبدو غير معقول تمامًا ، ويجب التحقيق فيه بجدية. بعد كل شيء ، تستند فكرة Big Bang بأكملها بشكل أساسي إلى تفسير التحول الأحمر & # 8230

حسنًا ، لنكن إيجابيين بشأن هذا ، ونفترض أن الانزياح الأحمر في الواقع يرجع إلى توسع الفضاء ، على الأقل جزء منه. ثم كيف سيعمل ذلك ، بالضبط?

دعونا نتخيل جزءًا من الفضاء ، موضحًا بشبكة ، وموجة ضوئية تنتقل عبرها.

إذا قمنا بتوسيع هذه القطعة من الفضاء ، وإذا كان الضوء "متصلًا" بقطعة الفضاء هذه ، فعندئذ نعم ، ستتحول موجة الضوء إلى اللون الأحمر (على الأقل في هذه الصورة & # 8211 بالنسبة إلى في الخارج مراقب…):

لكن انتظر دقيقة: إذا امتدت الموجة الضوئية حرفيًا لأنها بطريقة ما & # 8220 متصلة & # 8221 بالفضاء ، تمامًا مثل الرسم على البالون الذي يتمدد أثناء تمدده ، فلن تتمدد الموجة الضوئية فقط ، ثم يبدو كذلك سيضطر الأمر أيضًا إلى التوسع بنفس الطريقة.

إذا استخدمنا الافتراض المعتاد بعدم وجود مساحة مطلقة ، فلا يمكن ربط الضوء في هذا النموذج بالطبع أو توصيله بهذا الفضاء المطلق (غير الموجود) ، فلماذا يؤثر توسع هذا الفضاء على الضوء بأي شكل من الأشكال على الاطلاق؟ ببساطة زيادة مسافه: بعد أن الضوء الذي يجب أن ينتقل لا يؤثر على طول الموجة. دعونا ننظر في مخطط نموذجي للزمكان. في هذا المثال ، لنفترض أنه لا الأرض ولا أن النجم يتحرك (لاحظ أن الأرض غير موجودة بعد عندما يصدر النجم الضوء).

لا يوجد تحول أحمر. الآن ، دعنا نضيف بعض المساحة ، ونفترض أنه لا الضوء ولا المادة * متصلان * بالفضاء. لذا فإن الشيء الوحيد الذي يتغير هو المسافة. تشير المنطقة الرمادية إلى مقدار المساحة المضافة:

نظرًا لأن الشمس لم تكن تتحرك عند انبعاث الضوء ، ولا يتحرك الكوكب عند وصول الضوء ... لا يوجد تأثير دوبلر ولا انزياح أحمر.

لذلك يبدو أن هذا فقط يعمل إذا كان الضوء والمادة في الواقع مرتبطين بطريقة ما & # 8220 & # 8221 بالفضاء وبالتالي تمدد بسبب تمدد الفضاء. في نموذج كثافة الفضاء ، هذا واضح ، لأن الضوء والمادة ذبذبات من الفضاء ، لذلك من الواضح أن أي امتداد للفضاء سيؤثر بالفعل على الضوء & # 8211 والمادة:

لنفكر في & # 8220 جسيم صغير & # 8221 ، يشار إليها بموجة في "الفضاء المتوسط".

هل يعني التوسع أن الفضاء ممتد (يسار)؟ حسنًا في هذه الحالة ، إذا تمدد الضوء من هذا ، فإن الأمر سيفعل أيضا يجب أن تتمدد ، وكل الذرات والجزيئات سوف تكبر بمرور الوقت. هذا بالطبع يعني أننا لن نكون قادرين على ملاحظة أي شيء مختلف على الإطلاق. إذا زاد حجم الكون بأكمله ، بما في ذلك المادة الموجودة فيه ، بشكل متناسب ، فلن تتغير جميع المسافات أبدًا بالنسبة إلى بعضها البعض ، ولن نلاحظ أيضًا انزياحًا أحمر.

إذا كان التوسع يعني أن الفضاء "مضاف" بطريقة ما - حتى في حالة ارتباط المادة بالفضاء ، فلن يتم شد الضوء ولا المادة. إذا كان الضوء يتحرك فقط من خلال أكثر الفضاء ، فكل ما يعنيه أن الضوء يستغرق وقتًا أطول للسفر.

حتى لو كان هذا هو الحال ، فأين بالضبط تلك المساحة الجديدة المضافة؟ هل تضاف فقط بين الذرات؟ ثم يعني ذلك أن المسافة بين الذرات ، بما في ذلك داخل جزيء أو نجم أو داخل مجرة ​​وما إلى ذلك ، ستزداد. (وأين سيأتي هذا الفضاء الجديد من عند)?

لذا فإن الطريقة الوحيدة التي يمكن أن يتأثر بها الضوء بتوسع الفضاء هي:

  • إذا امتدت المساحة (لا توجد مساحة جديدة)
  • إذا كان الضوء مرتبطًا بطريقة ما بالفضاء (كما هو الحال في النموذج الصلب المرن)
  • = & gt ولكن بعد ذلك ستتأثر المادة أيضًا بنفس الطريقة تمامًا ، مما يؤدي إلى عدم وجود تأثير صافٍ نسبي

إذا بحثت في جوجل عن هذا الموضوع ، فسترى إجابات مثل ، حسنًا ، الضوء يتمدد ، لكن المادة ليست لأنها مرتبطة ببعضها البعض بواسطة قوى مثل الجاذبية وما إلى ذلك. بالتأكيد ، يمكنني رؤية هذا للأجسام الكبيرة. لكن دعونا نلقي نظرة على الإلكترونات. يتم وصف كل من الفوتونات والإلكترونات على أنها موجات (حتى لو كنت تعتقد أنها ليست موجات حقًا ، فهي موصوفة بهذه الطريقة). لذا فمن المنطقي ، إذا تأثرت الفوتونات بأي تمدد في الزمكان ، فيجب أن تتأثر الإلكترونات أيضًا ، لأن كلاهما يوصف على أنهما موجات. حتى أن لديهم طول موجة (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/debrog2.html) بهذا المنطق ، يجب أيضًا أن تكبر جميع الجسيمات الأولية الأخرى ، وبالتالي ، في النهاية ، ستصبح الذرة أكبر. تصبح أكبر أيضًا (ليس من المنطقي التفكير في أنها ستزداد كثافة بمرور الوقت ، أليس كذلك؟). طريقة أخرى للنظر إلى هذا: للإلكترون طول موجي لـ De Broglie λ = h / (m * v). على سبيل المثال ، بالنسبة للهيدروجين ، يتم تحديد السرعة جيدًا ، وكذلك كتلة الإلكترون. إذا تمدد الإلكترون ، فإن λ ستزداد حجمًا ، لذلك يجب تغيير إما m أو v أيضًا. لذلك سيفقد الإلكترون طاقته بمرور الوقت. هذا يعني أن ذرات الهيدروجين قبل مليارات السنين يجب أن تكون مختلفة عن اليوم & # 8230 وهذا ليس هو الحال. لا يهم كيف تنظر إليه ، هناك تناقض!

هذا مجرد سؤال واحد من العديد من الأسئلة & # 8211 تمت مناقشة العديد من الأسئلة الأخرى في أماكن عديدة في أماكن أخرى (انظر الروابط أدناه). بالنسبة لي ، كانت هذه بعض الأسئلة التي بدأت شكوكي ، لأنه لم يستطع أحد الإجابة عليها ...
اللغز التالي: Big Bang Puzzle Piece 2: أقدم من المسموح بها قانونًا


قد يعجبك ايضا

لماذا يجب على البشر دائمًا التغلب على الطبيعة الأم من أجل إنجاز شيء ما؟ عندما ذهب البشر إلى المدار ، كان عليهم التغلب على الجاذبية بقوة أكبر. إذا كانوا قد قضوا كل هذا الوقت والمال في محاولة العمل مع القوى الطبيعية مثل الجاذبية والاهتزاز العالمي وطاقة الفوتون (الضوء) ، فيمكنهم الخروج من هذا الكون تدريجياً ثم العودة إليه في مكان وزمان مختلفين. تكمن المشكلة في محاولة معرفة متى وأين سينتهي بك الأمر؟ ستكون رحلة في اتجاه واحد. حظًا سعيدًا أيها الرائد طومسون ، لقد حصلت بالفعل على الدرجة. anon924746 7 يناير 2014

إن سفينة "أسرع من سرعة الضوء" هي احتمال مؤكد قبل نهاية هذا القرن. قد يكون المنتج الأولي باهظ الثمن إلى حد الجنون ولكن مثل أي عنصر عالي التقنية ، سيصبح في النهاية عمليًا. سيتم استخدام النظرية الكامنة وراء التكنولوجيا الحالية لإنشاء هذه السفينة النجمية "الذكية". anon330478 16 أبريل 2013

فقط بعض الأشياء التي يجب ملاحظتها. يتأثر الضوء بالمجالات المغناطيسية وإلا فلن نرى البقع الشمسية. يتأثر الضوء بالجاذبية: وإلا فلن يزعج علماء الفلك بالعدسات. يتأثر الضوء بما سأسميه السلائف غير المرئية للمادة الموجودة في الفراغ الطبيعي بين مصدر الضوء والكاشف. ما يسميه علماؤنا التحول الأحمر هو في الواقع مقياس لتدهور الضوء الناجم عن هذه المادة المظلمة المتداخلة. لم يكن & quotbig bang & quot الناس على دراية بهذا ولكن ربما كان هابل كذلك.

هل الأشخاص & quot؛ الانفجار الكبير & quot؛ مستعدون للقول بشكل قاطع أن تدهور الضوء لا يحدث؟ في هذه الأيام ، تستند نظرية الانفجار العظيم ومفهوم توسع الكون إلى الانزياح الأحمر وإشعاع الخلفية الميكروي ، وكلاهما لهما تفسيرات منطقية بديلة. أنا أستطرد.

ينتقل الضوء في الفضاء دائمًا بنفس السرعة. ما يتغير هو طول المسار الذي يجب أن ينتقل إليه بين نقطتين ، وكمية نقل الطاقة إلى الأشياء الموجودة في الوسط (انحطاط الطول الموجي وليس السرعة). هل انا مخطئ anon308147 9 ديسمبر 2012

هل ينتقل الضوء عبر كل بُعد؟ ويمكن أن تكون الأوتار الفائقة الاهتزازية متعددة الأبعاد في الواقع ضوءًا متعدد الأبعاد ، مما يعني أن الأوتار الفائقة في بعدنا تُنظر إليها على أنها ضوء ، لكنها في حالات أخرى لا تزال خفيفة ولكنها تعمل وتتصرف بشكل مختلف عن الضوء. anon281826 منذ 1 ساعة

أتفق مع الشخص الذي قال إن الثقب الأسود ليس أكثر من شق في عالمنا ثلاثي الأبعاد ، ولهذا السبب هو أسود. إنه العدم ، لأننا في البعد الثالث لا نستطيع فهم ما في البعد الرابع. يجب أن يكون الضوء قادرًا على السفر رغم ذلك ، ولسبب ما لدي رغبة قوية في الاعتقاد بأن الضوء / الوقت / المعلومات كلها واحدة. Gcoxusa 5 يوليو 2012

@ anon170301: كيف نعرف ما إذا كانت هناك جسيمات دون ذرية تركت غير مكتشفة؟

ليس عليك أن ترى الشيء فعليًا لتعرف أن هناك شيئًا ما. على سبيل القياس ، فكر في هذا: التنبؤات الأصلية التي أدت إلى اكتشاف بلوتو استندت إلى ملاحظة الاضطرابات الطفيفة في مدار أورانوس ونبتون. أو مثال آخر: تم اكتشاف بعض الكواكب خارج نظامنا الشمسي من خلال اكتشاف الاختلافات في الضوء من النجم الذي يدور حوله الكوكب. في حالة الجسيمات دون الذرية ، حاول تحطيم البروتونات معًا بالقرب من سرعة الضوء ولاحظ النتائج. وقد أدى ذلك إلى اكتشاف جسيم دون ذري جديد يسمى البوزون (أو بوزون هيغز) الذي أعلنته CERN مؤخرًا (يوليو 2012).

والدة الإله أخطاء كثيرة في تعليقاتك. بادئ ذي بدء ، الضوء ليس له كتلة ثابتة ولكن لديه كتلة متحركة ، وقد أثبتت تجربة إدينجتون والعديد من التجارب الأخرى أنها تتأثر بالجاذبية. وبالنسبة للرجل الذي كان يتحدث عن جسمين يتحركان أسرع من سرعة الضوء ، فإن سرعة الضوء لها قيمة مطلقة. انها ليست متناسبة مع سرعتك. تحقق من "تجربة القطار الفكرية" لأينشتاين. anon181140 28 مايو 2011

للوصول إلى سرعة الضوء ، لا يحتاج الجسم إلى كتلة. لذلك ، الضوء ليس له كتلة. إذا لم يكن للضوء كتلة مما يصعب تصديقه يمكن أن يتأثر بالجاذبية.

لسنا متأكدين من ماهية الثقب الأسود. قد يجادل بعض العلماء بأن الثقب الأسود هو ضوء قطعة من القماش. مع الضغط الكافي ، ستمزق الملبس مما يخلق ثقبًا.

إذا كان الثقب الأسود هو حقًا تمزق في الكون ، فإن ذلك يفسر سبب عدم تمكن الضوء من الهروب منه. سيكون السفر من خلال بعد مختلف. anon181138 28 مايو 2011

@ anon125586: لا يمكن لأي جسم أن يسافر أسرع من الضوء ولكن فكر في جسمين يتحركان بسرعة مذهلة بعيدًا عن بعضهما البعض. ستتم إضافة السرعات التي يتحركان بها معًا ومن الممكن تمامًا أن تكون سرعة الجسمين معًا أسرع من سرعة الضوء. إذا كان هذا صحيحًا ولم يتباطأ أي منا مما هو ممكن ، فلن نكتشف أبدًا وجود الكائن الآخر. anon170301 26 أبريل 2011

كيف نعرف ما إذا كانت هناك جسيمات دون ذرية تركت غير مكتشفة؟ وإذا كان هذا صحيحًا ، وإذا لم أكن مخطئًا ، فسوف يجعل قياساتنا للفضاء غير دقيقة تمامًا. ومع ذلك ، ليس لدينا طريقة لمعرفة مدى بُعد القياسات المقبولة عمومًا اليوم. كل شيء لغزا. ashwin12345 12 فبراير 2011

لماذا تنتقل كل الأطوال الموجية للضوء بنفس السرعة عند السفر في الفراغ؟ anon140248 6 يناير 2011

الضوء هو المفتاح. الضوء هو الجاذبية. anon125586 9 نوفمبر 2010

إذا بدأنا بانفجار كبير ، فسنرى جميعًا أشياء في الفضاء في الوقت الفعلي لأننا لا نسافر بعيدًا عن المصدر أسرع من سرعة الضوء. Gcoxusa 16 أغسطس 2010

يعتمد إصدار أحكام دقيقة حول الأجسام البعيدة في الفضاء على كيفية قيامك بالقياس.

قد يكون استخدام اللمعان عرضة للخطأ لأن الغبار يمتص الضوء ، ولا أحد يعرف مقدار الغبار الفضائي الموجود هناك.

في هذه الأيام ، أعتقد أن تقنية الأشعة تحت الحمراء توفر تقديرات أفضل. أجد أنه من السخرية بعض الشيء أن الضوء جزء من الطيف الكهرومغناطيسي ومع ذلك يقول البعض أنه لن يتأثر بالمجالات الكهربائية أو المغناطيسية.

نحن نعلم أن الضوء لا يفلت من الثقب الأسود ، لذلك إما أن الضوء يتأثر بالجاذبية أو أن نسيج الزمكان مشوه لجعله يبدو كذلك. لا نعرف كل ما يجب أن نعرفه. لا تزال هناك جسيمات دون ذرية غير مكتشفة وأسئلة بلا إجابة حول المادة المظلمة التي تشكل معظم الكون. anon103797 14 أغسطس 2010

لكن الضوء يتأثر بالجاذبية ، فهل من الممكن أن يكون الشيء الذي نحكم أنه يبعد بمقدار X من السنوات الضوئية مختلفًا اختلافًا جذريًا في كل من الموقع والمسافة؟ خاصة إذا مرت بالقرب من ثقب أسود. anon58459 2 يناير 2010

نظرًا لعدم وجود أي جسيمات مشحونة في الضوء ، فلن تتأثر بالمجالات الكهربائية أو المغناطيسية. Gcoxusa 1 مايو 2009

إذا كانت سرعة الضوء تتأثر بدرجة الحرارة أو المجالات المغناطيسية أو أي شيء آخر ، فكيف يمكننا التأكد من صحة قياساتنا في السنوات الضوئية؟ بعبارة أخرى ، إذا حسبت أن جسمًا ما على بعد 10 سنوات ضوئية ، فقد يكون هذا خطأ إذا تداخل شيء ما مع سرعة الضوء أثناء انتقاله عبر الفضاء.


هل يؤثر التحول الأحمر في Big Bang على تردد كل من موجات الضوء والفوتونات الفردية؟ - الفلك

RIP. توسع الكون (ب .1930 ، د. 2012):

(لم يحدث الانفجار العظيم أبدًا)

ديفيد نويل
[email protected]>
مركز بن فرانكلين للبحوث النظرية
PO Box 27، Subiaco، WA 6008، Australia.


نظرية الكون المتوسع ميتة! إن نظرية الكون المتوسع ميتة ، وقد أسقطتها حقيقة واحدة بسيطة. الدليل بسيط للغاية بحيث يمكن ذكره في فقرة واحدة ، دون استخدام صيغة واحدة.

كانت فكرة الكون المتوسع ، في أساسها ، ملاحظات من قبل إدوين هابل بأن الأطوال الموجية للضوء من الأجسام المجرية البعيدة قد تحولت نحو اللون الأحمر (طاقة أقل). فسر البعض هذا على أنه يرجع إلى انحسار الأجسام عن مراقب على الأرض (دوبلر التحول). إذا كان هذا صحيحًا ، فيجب أن يكون التحول هو نفسه بالنسبة لجميع الأطوال الموجية للضوء المنبعث من جسم بعيد. هذا غير صحيح. لذلك ، لا يمكن أن يكون التحول إلى اللون الأحمر ناتجًا عن الركود ، ولا يعني أن الكون يتوسع.

ما هو دوبلر التحول؟ كان عالم الفيزياء والرياضيات النمساوي كريستيان دوبلر أول من أوضح كيف يبدو أن الصوت الصادر عن جسم متحرك يتغير في طبقة الصوت أثناء تحركه باتجاه المستمع أو بعيدًا عنه. هذا هو صوت NYEEEEOOOWWWW الذي تلاحظه عندما تمر السيارة بسرعة.


الشكل RIP1. لوحة على جدار المنزل في سالزبرغ ، النمسا ، حيث ولد دوبلر.

يحدث التأثير لأن الصوت ينتقل عن طريق الموجات ، وإذا كان الجسم الذي ينبعث منه يتحرك نحوك أو بعيدًا عنك ، فإن الموجات تنضغط أو تتمدد قليلاً.


الشكل RIP2. تغير تردد الموجة في تأثير دوبلر. من 1].

تردد الموجة هو عدد التذبذبات في وحدة الوقت ، وإذا أدت الحركة إلى تلقي المستمع المزيد من الموجات في وحدة الوقت ، يُنظر إلى هذا على أنه تردد أو درجة أعلى.

هناك تأثير مشابه للضوء الوارد من النجوم أو المجرات البعيدة. إذا كانوا يبتعدون عنا ، فإن ضوءهم يتمدد ويتحرك نحو الطرف الأحمر والأقل طاقة من الطيف.


الشكل RIP3. تأثير دوبلر يغير تردد الضوء من النجوم. من [4].

لذا فإن قياس انزياح دوبلر لنجم قريب يعد طريقة جيدة لتحديد ما إذا كان يتحرك بالنسبة إلى الشمس والأرض - فحتى أقرب نظام نجمي إلى نظامنا بعيد جدًا ، فإن حركة الأرض حول الشمس لا تحدث فرقًا كبيرًا . كما هو مذكور في الشكل RIP3 ، يظهر النجم Arcturus تحولًا أحمر ، ويبتعد عنا ، بينما يقترب Sirius في الواقع ، وبالتالي فإن ضوءه يتحول إلى اللون الأزرق.

يتم إجراء هذه القياسات الفلكية عن طريق قياس التحولات في الخطوط الطيفية ، وهي أشرطة مظلمة عبر طيف النجم لأن بعض الترددات تمتصها ذرات معينة قبل أن يصل الضوء إلينا. هناك رسوم متحركة لطيفة على YouTube [2] والتي تشرح أكثر.

كل هذا عادي وليس جدال. الشيء الذي أدى إلى سوء فهم كبير ودائم هو الطريقة التي تم بها تفسير قياسات الانزياح الأحمر التي قام بها إدوين هابل ، وقد أدى ذلك إلى تكهنات هشة بأن الكون كان يتوسع.


التين. RIP4. إدوين هابل (1889 - 1953). من [5].

كان إدوين هابل عالم فلك يعمل في كاليفورنيا ، حيث أتيحت له الفرصة لاستخدام تلسكوبات جديدة أكبر ، والتي كانت قادرة على رؤية المزيد في الكون ، ما وراء مجرتنا درب التبانة. لاحظ هابل أن الضوء من هذه المجرات البعيدة كان عرضة للانزياح الأحمر ، وأن هذا التحول الأحمر كان أكبر ، كلما كانت المجرة أبعد (يمكن تقدير المسافات بشكل مستقل عن السطوع الظاهر لنجوم معينة ذات سطوع جوهري). أصبحت هذه العلاقة بين التحول الأحمر والمسافة معروفة باسم قانون هابل.

تم ربط التحول الأحمر والمسافة على أنه ثابت هابل ، والذي لا يزال عنصرًا أساسيًا في الجهاز الفلكي. هذا الثابت ليس قيمة علمية دقيقة ، بل هو قاعدة عملية (تختلف القيم المقتبسة بأكثر من 5.6٪ ، لأسباب ستتضح).

في الأيام الأولى لأعمال التحول الأحمر ، كانت الفكرة القائلة بأن ذلك ناتج عن تحول دوبلر مجرد واحدة من التفسيرات التي تم طرحها. كانت هناك فكرة أخرى أنها كانت بسبب الانزياح الأحمر للجاذبية (GRS) ، حيث كان الضوء يفقد الطاقة (تمامًا مثل الجسم الصلب) أثناء مروره عبر مجمع مجالات الجاذبية بين المصدر والمراقب.

يُقبل الانزياح الأحمر الثقالي حاليًا كسبب للعديد من التأثيرات الفلكية ، مثل عدسة الجاذبية. في أوائل الثلاثينيات ، عندما كانت تفسيرات التحول الأحمر لا تزال سائلة ، أظهر فريتز زويكي أن GRS أعطت تفسيرًا أفضل للتحول إلى الأحمر من دوبلر [6].

إدوين هابل نفسه لم يقبل أبدًا أن التحول إلى اللون الأحمر كان بسبب التوسع ، على الرغم من أن أعمال علم الفلك الشائعة غالبًا ما تقول خطأً أنه فعل ذلك. في مقال مبكر [5] ، قال إنجلبرت برودا:

"من الممكن أيضًا ، وفقًا لقانون الفيزياء - الذي لم يتم اكتشافه بعد - أن كل شعاع من الضوء على مدى فترات طويلة من الزمن ، أي عندما يسرع خلال فترات طويلة ، يتناقص التردد ، وبالتالي ، شيئًا فشيئًا ، يصبح أكثر احمرارًا. نظرًا لأن طاقة شعاع الضوء هي أصغر كلما كان الضوء أكثر احمرارًا ، فهذا يعني في نفس الوقت أن الضوء ، على مدار ملايين السنين ، يفقد الطاقة. الضوء من أبعد المجرات كان من الممكن أن يفقد أكبر قدر من الطاقة ، بحيث يمكن تفسير الانزياح الأحمر. يميل عالم الفلك الذي ساهم في قياس الانزياح الأحمر أكثر من أي عالم آخر - إدوين هابل - إلى هذا الرأي ".

ومع ذلك ، على مدى السنوات الفاصلة منذ الثلاثينيات ، أصبحت نظرية التوسع تدريجيًا هي النموذج السائد ، وتم دفع GRS كسبب للتحول الأحمر جانبًا واحدًا. يمكن العثور على نظرة أشمل على هذه الظاهرة المثيرة للاهتمام في المقالة المصاحبة نموذج الكون الهادئ [6].

مغالطة الانفجار العظيم مسلحين بأرقام (خاطئة) لمعدلات التوسع ، لم يمض وقت طويل قبل أن يفكر علماء الكونيات في محاولة الحساب إلى الوراء لمعرفة المدة التي بدأ فيها التوسع ، بافتراض أن الكون كله بدأ كنقطة واحدة ، وتوسع بطريقة ما بشكل كبير إلى حالتها الحالية. أُطلق عليها اسم "الانفجار العظيم" ، وقد تم حساب هذه "النقطة في بداية الوقت" منذ حوالي 13.7 مليار سنة.

لذا فإن مغالطة الانفجار العظيم مبنية أساسًا على الاعتقاد بأن التحول الأحمر للضوء كان بسبب توسع دوبلر للكون. ومن ثم ، إذا أمكن إثبات أن التحول إلى الأحمر لا يرجع إلى توسع دوبلر ، فإن الصرح الواسع للكون المتوسع ونظرية الانفجار العظيم ينهاران في كومة.

بالطبع ، استثمر علماء الفلك والفيزياء كميات هائلة من الأبحاث والمهن الكاملة في نظرية الكون المتوسع ، حيث قاموا ببناء تلال من البيانات ومخازن منشورات بحجم المكتبات ، لذلك لن يقبلوا بهدوء أي نوع من البراهين. بدلاً من ذلك ، عد إلى الخنادق ، وحارب حتى آخر رجل!

العلماء يحبون الصيغ تم شرحه أعلاه ، كشيء منطقي ، أن التحولات الحمراء من مصدر واحد يجب أن تكون هي نفسها تمامًا لجميع أجزاء طيفه (جميع تردداته) ، إذا كانت تعكس حقًا الحركة بعيدًا عن الكائن. إذا كانت هذه الانزياحات الحمراء أحادية الجسم تختلف في الواقع باختلاف الطول الموجي (يسمى تقنيًا تشتت الطول الموجي) ، فإنها لا يمكن أن تكون نتيجة للحركة النسبية.

في بعض الأحيان يمكن أن تشرح الصيغة ذات الصلة الموقف بشكل أفضل. ها هي صيغة التحولات الفلكية باللون الأحمر.


التين. RIP5. التحول الأحمر دوبلر للضوء. من [3].

مع استمرار الصيغ ، هذا بسيط إلى حد ما. تقول أن التردد الظاهر المرصود من مصدر يبتعد عنك هو التردد الأصلي ، مضروبًا في نسبة. هذه النسبة هي سرعة الضوء ، على مجموع سرعة الضوء زائد سرعة الانكماش.

لاحظ أن هذه الصيغة لا تحتوي على أي مصطلح للطول الموجي للضوء ، فإن الانزياح الأحمر مستقل عن الطول الموجي ، إذا كان بسبب تأثير دوبلر.

في الواقع ، تُظهر قياسات الانزياحات الحمراء من الأجسام المجرية البعيدة أنها تختلف باختلاف الطول الموجي (تُظهر التشتت). تم قياس هذا الاختلاف ، ويستخدمه علماء الفلك بالفعل لتأكيد أن جميع الأجزاء ذات الصلة من الطيف الذي ينظرون إليه هي من نفس الجسم.

هذا سؤال وإجابة لطيفة للغاية قدمها عالم الفيزياء الفلكية في ناسا هانز كريم.

س. هل تم إجراء أي فحوصات لأطياف الانزياحات الحمراء من أجسام مجرية بعيدة جدًا ، لمعرفة ما إذا كان الانزياح الأحمر يختلف باختلاف الطول الموجي؟ أنا أدرك أن نظرية دوبلر الحالية تنص على أنه لا ينبغي أن يكون هناك تشتت ، أود أن أعرف ما إذا كانت هذه النظرية تدعمها قياسات فعلية ، ويفضل أن تكون للأجسام البعيدة التي تتوفر لها أطياف واسعة (الراديو إلى الأشعة السينية).

أ. تم إجراء قياسات انزياح أحمر للعديد من المجرات البعيدة عبر نطاق طيفي واسع (على الرغم من أن معظمها في الأشعة الضوئية إلى الأشعة تحت الحمراء) وتم العثور على انزياح أحمر ثابت مع الطول الموجي. في الواقع ، هذه إحدى الطرق التي يؤكد بها علماء الفلك أن التحولات الطيفية التي يرونها هي انزياحات حمراء - نفس الطول الموجي / الطول الموجي لدلتا يقاس لخطوط طيفية متعددة.

لا أعرف ما هي الحدود الحالية لمثل هذا التشتت ، لكنني وجدت ورقة عام 1956 أظهرت تغيرًا في الانزياح الأحمر بطول موجة 3 × 10 ^ -9 لكل 1000 أنجستروم. [المرجع 7 أدناه ، ورقة كتبها مينكوفسكي وويلسون].

إذن ها هو. الدليل على أن الكون لا يتوسع (وبالتالي لم يكن هناك انفجار كبير) موجود في ورقة روتينية نُشرت في مجلة مرموقة ، منذ أكثر من 50 عامًا.


نقطة النقد RIPCP1

لماذا لم يتم التطرق إلى هذه النقطة في وقت سابق؟ هذا مثير للاهتمام. هنا مقتطف من ورقة مينكوفسكي.

منذ اكتشاف التحول الأحمر السديم ، تم التحقيق في اعتماده على طول الموجة في أوقات مختلفة. كانت نتيجة هذه التحقيقات دائمًا أن التحول الأحمر يتناسب مع طول الموجة ، كما هو متوقع إذا كان هذا التحول ناتجًا عن تأثير دوبلر الناجم عن ركود المجرات.

يبدو كل شيء معقول جدا. أنت تقيس الانزياحات الحمراء ، تعتقد أن تتحقق مما إذا كانت تختلف باختلاف الطول الموجي. حسنا انظروا ، هم يفعلون نظرًا لأنها ناتجة عن تأثير دوبلر ، فهذا "كما هو متوقع". والانزياحات الحمراء تتناسب بشكل جيد مع الطول الموجي.

يحب العلماء الصيغ اللطيفة ، فإليك شيئًا يناسبها. للأسف ، للأسف ، تم نسيان الظروف المادية وراء الصيغة. لذلك يتم نشر مفهوم خاطئ والبناء عليه ، بشكل أكبر وأكثر تعقيدًا. بعد وقت كافٍ ، حتى الشخص الذي لاحظ العيب سيكون مترددًا في مواجهة الوضع الراهن المحتشد.

ولا يتعلق الأمر فقط بالحاجة إلى ضبط الرقم القياسي بشكل صحيح. الأشخاص الذين لا يشاركون بنشاط في إنتاج منشورات عن العلوم ليس لديهم مفهوم عن جهاز "التطهير العلمي" الذي تم إنشاؤه ، ربما عن غير وعي ، لإبقاء النقاد مغرورون خارج النطاق الشاحب.

السخرية والاستهزاء بالأفكار الجديدة ، التي لا تباركها "مراجعة الأقران" أمر طبيعي. لقد قدمت ورقة علمية مرفوضة بسبب "دوافعها" [8]. من بين الأمور الأكثر خطورة التي يمكن أن تحدث ، فقدان الوظيفة ، أو الانزلاق إلى طريق مسدود الوظيفي ، أو حتى الفصل من العمل.


لهذا السبب ، كان على أولئك الذين يفتقرون إلى اليقظة الكافية لفضح مفهوم جديد يهدد المؤسسة العمل خارج الأسوار المكهربة. عندما كان إدوين هابل يكمل عمله الرائد في التحولات الحمراء ، واجه نشر هذا العمل معارضة شديدة من قبل الشخصيات القوية في هذا المجال. على الرغم من المعارضة ، نشر هابل ، الذي كان وقتها عالمًا في الخامسة والثلاثين من عمره ، نتائجه لأول مرة في صحيفة نيويورك تايمز (في 23 نوفمبر 1924) [5].

في قسم علم الكونيات من كتابه [16] حول كيفية تطور العلم ، يقول ديك تيريسي: نحن لا نعرف ما الذي كان يعتقده البابليون عن أعضاء مجتمعهم الذين اختلفوا مع علم الكونيات المتفق عليه. هل تم التسامح معهم؟ تعذيب؟ نحن نعلم في عصرنا أن العلماء الذين لا يؤيدون الانفجار العظيم يرتكبون انتحارًا محترفًا ".

إذا لم يكن دوبلر ، فماذا بعد؟ الانزياحات الحمراء في المجرة البعيدة هي نتيجة طبيعية لتأثيرات الجاذبية على الضوء الذي يمر عبر حقول الجاذبية (الانزياح الأحمر الثقالي ، GRS). هذا الأمر لا جدال فيه. المقتطف التالي مأخوذ من [6] ، حيث يمكن العثور على المراجع ذات الصلة.

لا يوجد نزاع في هذا الوقت على مفهوم أن الضوء يتحول إلى اللون الأحمر عند تعرضه لحقل الجاذبية. على سبيل المثال ، تم وصف هذه الظاهرة في كتاب ستيفن هوكينج "موجز لتاريخ الزمن" ، وتم تأكيدها من خلال تجارب الأقمار الصناعية المختلفة. بطريقة ما ، GRS في الإشعاع هو فقط التناظرية لفقدان الزخم في المادة تحت الجاذبية. إذا حاولت إطلاق القذيفة من مسدس كبير في الفضاء ، فعليها محاربة الجاذبية لترتفع ، وعليها أن تنفق الطاقة للقيام بذلك. يتم التعبير عن فقدان الطاقة هذا في تباطؤ معدل ارتفاع القشرة أثناء صعودها.

بالطريقة نفسها ، إذا قمت بتسليط ضوء كشاف ليزر في الفضاء ، فإن الشعاع في الواقع يفقد القليل من الطاقة لأنه يرتفع عبر مجال جاذبية الأرض ، على الرغم من أن التأثير ضئيل جدًا بحيث لا يمكن ملاحظته في العادة. لكن هذا يحدث. وبما أن سرعة الضوء ثابتة ، لا يمكن التعبير عن فقدان الطاقة إلا بتحريك الضوء إلى طول موجي منخفض الطاقة (أحمر).

في الورقة البحثية الأصلية لـ Fritz Zwicky ، تم شرح GRS على أنه نتيجة لنظرية النسبية ، وعلى وجه التحديد بالنسبة لحالة كمية الضوء التي تمر بجسم ذي كتلة. يعطي معادلة لحساب الانزياح باللون الأحمر ، ويوضح أنه يتفق بشكل عام مع قياسات الحشود الكروية في مجرتنا. من المحتمل أن تُلاحظ أكبر تأثيرات GRS حيث يرتفع الضوء من بئر جاذبية عميقة جدًا ، أي بعيدًا مباشرة عن كتلة كبيرة جدًا. مثال على ذلك الضوء القادم من ثقب أسود هائل.

نعلم أن الضوء يتأثر بالجاذبية. نعلم أيضًا أن سلوك شعاع الضوء يتأثر بطول موجته.

منشور نيوتن كان العبقري الإنجليزي إسحاق نيوتن مسؤولاً عن إنشاء علم البصريات كموضوع علمي (كان يطلق عليه Opticks في عصره). أظهر أحد عروضه كيف يتأثر سلوك الضوء بطول موجته - وهذا يتضمن تمرير شعاع من الضوء الأبيض العادي (من الشمس) عبر منشور. المنشور يقسم الضوء حسب الطول الموجي (اللون).


التين. RIP6. تجربة موشور نيوتن. من [9].

هذا العامل يمثل مشكلة لمصنعي الكاميرات والعدسات البصرية الأخرى. تُستخدم العدسات بشكل عام لجلب الضوء إلى التركيز ، ولأن الضوء العادي عبارة عن مزيج من أطوال موجية مختلفة ، فإن نقطة التركيز تختلف قليلاً بالنسبة للألوان المختلفة - يطلق عليها تقنيًا الانحراف اللوني. يحتاج مصنعو العدسات إلى استخدام تقنيات خاصة لمواجهة ذلك.

إن تأثير عدسة الجاذبية ، الذي يتم من خلاله "تحويل عدسات" الحقول النجمية البعيدة إلى صور متعددة بواسطة أجسام ضخمة بين المجرات ، معروف جيدًا لعلماء الفلك. إذن GRS ، الجاذبية الحمراء التحول ، هو مجرد جانب آخر من جوانب الفيزياء.

هناك أيضًا نهج جاذبية للبصريات اليومية ، مثل تأثير المنشور المذكور أعلاه. الأجسام الشفافة مثل النظارات لها خاصية تسمى مؤشر الانكسار ، وهي مقياس لمقدار الضوء الذي ينحني عند دخوله إلى مثل هذا الجسم من الهواء أو الفضاء. يعتمد معامل الانكسار بشكل مباشر على سرعة الضوء في الجسم ، والتي تختلف بحد ذاتها باختلاف كثافة الجسم.

لذلك ، على سبيل المثال ، الزجاج الذي يحتوي على الكثير من الرصاص ، والذي يحتوي على ذرات كثيفة ، سيكون له معامل انكسار عالٍ ، وينتقل الضوء بشكل أبطأ من خلال زجاج الرصاص مقارنة بزجاج الصودا العادي. تتمتع العدسة المصنوعة من زجاج الرصاص بقوة انكسار أكبر من تلك المصنوعة من الزجاج العادي.

أسفل مستوى الشبكة البلورية ، حيث يتم التعامل مع المادة الصلبة كمصفوفات من الذرات الفردية ، يمكن النظر إلى الحزم الضوئية الفردية (الفوتونات) على أنها تتحرك تحت تأثير الجاذبية التي تمارسها مصفوفات الذرات التي تمر من خلالها. يوجد نموذج متحرك جميل لهذا في نموذج الفوتون هوب للضوء [10] مما يعطي إحساسًا بصريًا لما يحدث.


التين. RIP7. عبوات ضوئية تنتقل عبر شبكة بلورية .. من [10].

ما هو موقف علماء الفيزياء النظرية؟ يمكن ملاحظة أن الخلفية النظرية تتطلب عمليا وجود نظرية الانزياح الأحمر الثقالي. يأتي الضوء إلينا من مصادر بعيدة جدًا ، وللوصول إلينا يجب أن يمر عبر مجموعات حقل جاذبية ضخمة ، جالسًا حول النجوم والمجرات. ولأن الجاذبية ستؤثر على الإشعاع بما يتناسب مع طاقته الذاتية ، فإن التشتت الخطي للانزياح الأحمر مع الطول الموجي هو أمر متوقع فقط.

لاحظ أن هذا صحيح سواء كانت تحولات دوبلر حمراء ضخمة أم لا. لذلك ، لا تتطلب GRS دوبلر وكونًا موسعًا ، لكن نظرية الكون المتوسع القائمة على دوبلر لا يزال يجب أن تحسب GRS. لا.

قد يكون من المفيد رؤية الموقف كرسم تخطيطي. كل مصدر جاذبية ، كل كتلة ، لديه القدرة على التأثير وإزاحة أي تيار فوتوني ، أي شعاع ضوئي ، يمر داخل تأثيره. في الرسم البياني التالي ، يتضح أن فقدان الطاقة الذي يعاني منه الضوء الناشئ من مصدر مثل نجم هائل يزداد تدريجياً أو بشكل حاد ، حيث يمر الضوء عبر المجرات في طريقه نحونا.

التين. RIP8. يتحول الضوء المتراكم إلى اللون الأحمر أثناء المرور عبر الكون.

هل هذا مهم حقا ، على أي حال حسنًا ، إذن الكون المتوسع ونظريات الانفجار العظيم تقع في كومة - هل هذا مهم للعالم العلمي؟ أو للعالم اليومي؟

نعم إنها كذلك. تم اكتشاف علم الفلك والعلوم الحليفة في نموذج الانفجار الكبير ، وقد واجهوا الحواجز في السكك الحديدية في نهاية السطر. كانت التحقيقات البحثية التي افترضت أن مفهوم الكون المتوسع أمرًا مفروغًا منه ، كانت تسير في طريق مسدود وتهدر كميات هائلة من الجهد والأموال.

عندما تم اعتبار التحول الأحمر على أنه يشير إلى سرعة الركود ، فقد أسفر عن رقم واحد بهذه السرعة ، ولم يكن هناك شيء آخر للتحقيق فيه. عندما يؤخذ الانزياح الأحمر كنتيجة لمجالات الجاذبية ، كما في الشكل RIP8 ، فهو جزء من موقف متعدد الأبعاد يمكن من خلاله إجراء بحث قيم.

انظر مرة أخرى إلى الشكل ، يبدأ الضوء على اليسار ناشئًا عن مصدر مثل نجم ضخم ، أو ربما مستعر. للهروب من مصدره ، يجب على الضوء أولاً أن يشق طريقه عبر بئر الجاذبية الخاصة بالمصدر.

تم تجاهل هذا الجانب في علم دوبلر القديم ، والذي لا يخبرنا شيئًا عن جاذبية النجم أو المجرة المصدر. مع وجهة نظر GRS الجديدة ، قد يخبرنا تحليل التحول الأحمر الأكثر تفصيلاً الكثير عن المصدر.

على وجه الخصوص ، قد يكون عرض دوبلر القديم هو سبب نتائج منحرفة لمسافات الأجسام البعيدة. لا يمكن اكتشاف الأشياء البعيدة إلا لأنها تصدر الكثير من الضوء. عادة ما تكون هذه الأجسام ضخمة للغاية ، ولها مجالات جاذبية ضخمة. لذا فإن العمليات الحسابية على الأجسام المرئية البعيدة جدًا التي تم إجراؤها دون أخذ آبار المصدر والجاذبية في الاعتبار من المرجح أن تعطي نتائج كبيرة جدًا ، لأن فقدان طاقة الجاذبية يتم تحويله عن طريق الخطأ إلى سرعة زائدة من الركود.

بالطبع ، لا يتم إهمال فقدان طاقة بئر الجاذبية كموضوع ، وعادة ما يتم التعامل معه بشكل منفصل تمامًا عن التحول الأحمر الذي يُنسب عادةً إلى دوبلر. لأولئك الذين يريدون المزيد من التفاصيل ، تمت مناقشة الموضوع في [12].

الشكل. RIP9. مخطط الانزياح الأحمر الجاذبية. من [12].

ما هو الموقف من ثابت هابل؟ هناك قضيتان منفصلتان تمامًا هنا. تأكيد هابل الأصلي ، أن الأجسام الباعثة للضوء لديها انزياحات حمراء أكبر ، مثبتة. ولكن عندما يتم تحديد الموقف كميًا ، مع إعطاء قيم عددية للعلاقة ، فهناك صعوبات في كل من الدقة والمعنى.

فيما يتعلق بالدقة ، لا توجد حجة سوى أن "ثابت" هابل ليس سوى قاعدة ثابتة ثابتة ، تعمل على الإشارة إلى المدى الذي يمكن أن تكون عليه مجرة ​​بعيدة ، بدلاً من كمية علمية محددة يمكن تحديدها بدقة.

وبناءً على هذا العدد ، فإن "الثابت" هو رقم مفيد إلى حد ما يخبرنا عن بُعد الجسم الفلكي. تعطي الانزياحات الحمراء مؤشرًا تقريبيًا لهذه المسافة ، سواء تم تفسيرها على أنها فقدان للطاقة بسبب الجاذبية (GRS) أو دوبلر (التمدد).

مفهوم التوسيع قاحل لمزيد من البحث ، فهو يعطي رقمًا واحدًا ، يتم التعبير عنه كسرعة. GRS قادرة على صقل كبير ، بشكل أساسي من خلال تقييم وتلخيص تأثيرات مجالات الجاذبية ، كما هو الحال في الشكل RIP8 (في المفهوم ، تمثل المنطقة الواقعة تحت المنحنى الأرجواني قيمة GRS).

.

الشكل. RIP10. بيانات هابل الثابتة. من [14].

يوضح الشكل RIP10 إزاحة حمراء مرسومة مقابل المسافة لبعض الكائنات. من الواضح أن القيم لا تفعل أكثر من السماح برسم خط الاتجاه. تم تحديد المحور الأفقي (المسافة) بـ Mpc ، megaparsecs ، وهو جيد (1 ميغا فرسخ هو 3.09 × 10 19 كم ، حوالي 3.26 مليون سنة ضوئية).

لكن المحور الرأسي (التحول الأحمر) ليس جيدًا. يتم تمييزها بالكيلومتر / ثانية ، وهي قيمة السرعة ، وبالتالي فإن التحول الأحمر الفعلي (بشكل أساسي تغيير التردد الملاحظ على الأطياف) قد تم تحويله بشكل خاطئ إلى سرعة بافتراض أنه يمثل كائنًا يسير بعيدًا عنا.

ثم هناك مسألة الدقة والموثوقية. الترميز المستخدم لثابت هابل هو H0. في [14] يلاحظ أنه "اعتبارًا من 3 أكتوبر 2012 ، كان ثابت هابل ، كما تم قياسه بواسطة تلسكوب سبيتزر التابع لناسا والذي تم الإبلاغ عنه في Science Daily ، هو 74.3 ± 2.1 (km / s) / Mpc". لنقبل H0 كرقم يحدد المسافة ، دون الحاجة إلى القلق كثيرًا هنا بشأن وحداته. تبلغ قيمة وكالة ناسا 74.3 ± 2.1 ، أي في النطاق من 72.2 إلى 76.4 ، نسبة عدم اليقين تبلغ 5.8٪.

النص الموجود على يمين الشكل RIP10 يعطي تقديرات أخرى لـ H0، أحدهما يتراوح من 65 إلى 77 (عدم اليقين 18٪) ، والآخر نطاق من 57.3 إلى 67.3 (عدم اليقين 17٪) ، لذا فإن هذين الرقمين فقط يمثلان نطاقًا من 57.3 إلى 77 ، وعدم التيقن من 34٪. من الواضح أن التحول الأحمر لا يعطي أكثر من إشارة إلى المسافة ، ويجب مقارنته بالمسافات المشتقة من طرق مستقلة أخرى للتعرف على الموقف.

استخدام قيمة "z" للتحول إلى الأحمر طريقة أخرى لتمثيل التحول الأحمر تعتمد على الترددات أو الأطوال الموجية للضوء ، كما انبعثت في الأصل وكما لوحظ من قبل مراقب بعيد. يتم تحديد الكمية "z" بواسطة صيغ بديلة مختلفة ، ولكن مكافئة (الشكل. RIP11).

التين. RIP11. صيغ إزاحة حمراء "z". من [11].

ستكون قيمة "z" موجبة دائمًا للتغيرات الحمراء. الكائنات الأقرب لها "z" أعلى بقليل من الصفر ، والأجسام البعيدة سيكون لها z = 1 وما فوق.

لاحظ أن هذه الصيغ تفترض بطبيعتها أن الإزاحات الحمراء لجسم واحد ستختلف باختلاف الطول الموجي ، وإلا فإن قيمة "z" ستختلف نفسها لنفس الكائن. هذا هو نفس الخطأ الذي يتعارض مع الواقع المادي ، حيث أن أجزاء مختلفة من كائن واحد لا يمكن أن تتحرك بسرعات مختلفة.

أكبر الانزياحات الحمراء التي تم قياسها هي تلك الخاصة بالكوازارات ، وهي النجوم التي تبعث في جوهرها مستويات هائلة من الإشعاع ، وبالتالي يمكن اكتشافها على مسافات بعيدة. أعطت قياسات أكثر من 100 كوازار قيم "z" تتراوح من 0.16 إلى 3.53 [14].

باستخدام نفس الافتراض الخاطئ للعلاقة بين التحول الأحمر وسرعة الركود في الكون المتوسع ، يمكن تمثيل قيم "z" كسرعات تمدد. تم تصميم الكوازارات المذكورة أعلاه للحصول على سرعات ركود تتراوح من 0.15 درجة مئوية إلى 0.91 درجة مئوية [14] ، أي 15-91٪ من سرعة الضوء.

يشير مرجع عام 2011 [15] إلى أنه "بدفع تلسكوب هابل الفضائي إلى أقصى حدود قدرته التقنية ، وجد تعاون دولي لعلماء الفلك ما يحتمل أن يكون أبعد وأقدم مجرة ​​شوهدت على الإطلاق ، والتي استغرق ضوءها 13.2 مليار سنة للوصول إلينا (انزياح أحمر يبلغ حوالي 10) ". المرجع [14] يحتوي على آلة حاسبة صغيرة لتحويل "z" إلى نسبة مئوية من سرعة الضوء. بالنسبة إلى z = 10 ، نحصل على 98.36٪ من سرعة الضوء من c.

الشكل. RIP12. تم العثور على أكثر الأجرام السماوية البعيدة اعتبارًا من عام 2011. من [15].

يجب إعادة فحص جميع الأشياء التي يتم طرحها حول الأشياء الأبعد وخصائصها في ضوء الدليل الحالي على أن التحولات الحمراء لا تظهر أن الكون يتوسع. أعادت نظرية الانفجار العظيم ، التي تم دحضها الآن ، `` بداية الكون '' إلى الوراء حوالي 13.7 مليار سنة ، وهو قريب جدًا من عمر المجرة البعيدة عند 13.2 مليار سنة.

تتوفر مجموعة شاملة من الأدلة على أن الانفجار العظيم لم يحدث أبدًا في المقالة المصاحبة نموذج الكون الهادئ [6]. هذا الدليل مستمد من اعتبارات فنية وغير تقنية مختلفة. لكن العنصر الأكثر إقناعًا هو الملاحظة البسيطة التي تفيد بأن الضوء من الكون الذي يبلغ عمره 10 مليارات سنة وما فوق لا يعطي ببساطة صورة تشير إليها نظرية الانفجار العظيم ، صورة الكون التي كانت مضغوطة بدرجة كبيرة في يوم من الأيام. بدلاً من ذلك ، فإن الصورة لكون متشابهة في المظهر العام والخصائص حتى الآن. الشكل RIP12 أعلاه نموذجي للصورة التي تم الحصول عليها لأجزاء أقرب بكثير من الكون ، مع عدم وجود علامة على ضغط هائل.

بصرف النظر تمامًا عن نقطة الخلاف الحالية ، يجب أن تؤدي الأدوات والأساليب الفلكية المتطورة باستمرار إلى نقطة حرجة ، حيث يتم تسجيل المزيد من الأجسام البعيدة على أنها تولد الضوء منذ أكثر من 13.7 مليار سنة ، قبل البداية المزعومة للكون. تطلع إلى مجموعة من عوامل الفدج المبتكرة بشكل مذهل من الخبراء الأكبر سنًا!

"دين العصر الجديد" - إلى أين من هنا؟ إذن ، هذا هو الدليل على أن الانفجار العظيم لم يحدث أبدًا ، والكون لا يتمدد ، ولم يأتِ جميعًا من نقطة واحدة منذ حوالي 13.7 مليار سنة. ما هي احتمالات القبول العام لهذا ، و "الإجماع العلمي"؟

الجواب هو ، لا تحبس أنفاسك. إذا عمل "العلم" بالعقلانية البحتة ، كما يعتقد الكثيرون باعتزاز ، فقد يحدث ذلك بسرعة. ولكن عندما يتعلق الأمر بعلم الكونيات ، سواء كان قديمًا أو حديثًا ، فهذه مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالأديان. لا تختلف كنيسة The Big Bang.

يلاحظ عالم الكونيات إدوارد هاريسون [18] ذلك "كوننا هو الكون العقلاني الوحيد. ما جاء قبلنا هو الأساطير. المعاصرون الذين يختلفون مع علم الكونيات لدينا هم من المجرمين." يسمي علم الكونيات "هذا الدين الحديث". عندما يتعلق الأمر بالمسلسلات التليفزيونية ، يجب أن أعترف أن "The Big Bang Theory" من بين أكبر المفضلات لدي. لكني لا أجد صعوبة في تذكر أن هذا أيضًا خيال.



المراجع والروابط
1. توضيح لتأثير دوبلر. http://www.gulfofmaine-census.org/wp-content/images/Technology/doppler1L.jpg.

2. طيف النجوم. http://www.youtube.com/watch؟v=l4yg4HTm3uk&feature=related.

3. تأثير دوبلر. http://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_effect.

4. تأثير دوبلر.. http://zewex.blogspot.com.au/.

5. إدوين هابل.. http://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble.

6. ديفيد نويل. نموذج الكون الهادئ - لماذا لا يتمدد الكون ، أو الأصل الحقيقي لـ CMBR ، إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف. http://www.aoi.com.au/bcw/Placid/index.htm.

7. R Minkowski و O C Wilson. تناسب الانزياحات الحمراء السهمية مع طول الموجة. مجلة الفيزياء الفلكية ، مايو 1956 ، ص 373-376. الإنترنت: http://adsabs.harvard.edu/full/1956ApJ. 123..373 م.

8. ديفيد نويل. نموذج جديد لأصل إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف. http://www.aoi.com.au/scientific/SciCMBR/.

9. ألوان قوس قزح. http://www.spiritualwisdom.org.uk/colours-of-the-rainbow.htm.

10. ديفيد نويل. نموذج الفوتون هوب للضوء. http://www.aoi.com.au/bcw/PhotonHoop/index.htm

11. الانزياح الأحمر. http://en.wikipedia.org/wiki/Redshift.

12. الانزياح الأحمر الجاذبية. http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_redshift.

13. قانون هابل. http://en.wikipedia.org/wiki/Hubble_constant.

14. التحول الأحمر. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/redshf.html.

15. يجد هابل منافسًا جديدًا لتسجيل مسافة المجرة. http://www.spacetelescope.org/news/heic1103/.

16. ديك تيريسي. الاكتشافات المفقودة: الجذور القديمة للعلم الحديث ، من البابليين إلى المايا. سايمون وشوستر ، 2002.

17. إدوارد هاريسون. أقنعة الكون. ماكميلان ، 1985.

انتقل إلى صفحة BCW الرئيسية

مسودة الإصدارات ، 1.0-1.3 ، 2012 أكتوبر 21 - 4 نوفمبر. V.1.4 ، المسودة الأولى على الويب ، 2012 5 نوفمبر.
V.1.5 ، 2012 7-9 نوفمبر.


سؤال هل يمكن للضوء أن ينتقل بسرعة أقل من ج؟

الضوء المنبعث من مصدر الضوء الذي يتحرك بعيدًا عن المراقب بسرعة v يُتوقع حدسيًا أن يسافر بسرعة (c - v) ولكن في الواقع لا يزال يُقاس على أنه يتحرك بسرعة c. يعتمد قياس السرعة على الفاصل الزمني بين الضوء المنبعث ووجود الضوء بدءا تم الكشف عنها في الوجهة.

الفرق بين الضوء المكتشف من مصدر ثابت والضوء المكتشف من مصدر متراجع هو أن الأخير يتحول إلى اللون الأحمر مما يعني أنه أقل نشاطًا. ولكن ماذا يعني ذلك حقا؟

عند قياسه على مدى فترة T ثانية ، يختلف الضوء المستلم كميًا ونوعيًا عن الضوء الذي تم إرساله خلال فترة T ثانية.

يمكننا وصف الضوء بأنه شكل موجة مستمر حيث ستكون هناك قمم أقل لشكل الموجة يتم اكتشافها في الثانية بواسطة جهاز قياس في الوجهة عن عدد القمم في الثانية التي تم اكتشافها بواسطة جهاز قياس عند مصدر الضوء المتراجع الذي يتشارك مع المصدر.

من الناحية الكمية ، هناك طاقة أقل في الثانية تصل إلى الوجهة من مصدر ضوء متراجع عن الضوء من مصدر ضوء ثابت نسبيًا.

الطاقة المنبعثة في الثانية = E
الطاقة المستلمة في الثانية = (E - e)

في النهاية ستصل الكمية الإجمالية للطاقة المنبعثة في T ثوانٍ إلى الوجهة ولكن مع جزء من تلك الطاقة (e) يتأخر بمقدار t ثانية.

الطاقة المنبعثة في T ثانية = ET
الطاقة المستلمة بالثواني T = (E - e) x (T)
الطاقة المستلمة في T + t ثانية = ET

الطاقة من الضوء المنبعث من الإرادة بداية للوصول إلى الوجهة عند نقطة زمنية T1 تتناسب مع سرعة c من المصدر المتراجع. ومع ذلك ، لا يمكن القول بدقة أن كمية الطاقة E المنبعثة وصل في الوجهة حتى يتم امتصاص نفس الكمية من الطاقة E في الوجهة في الوقت T2 مما يؤدي (وفقًا لهذا التعريف) إلى سرعة فعالة للضوء أقل من c.

على سبيل القياس ، تغادر قاطرة المحطة A وتجمع ميلًا واحدًا من العربات أمامها في طريقها إلى المحطة B. قد تصل العربة الأولى التي تدفعها القاطرة إلى المحطة B في الساعة 09:00 لكن القاطرة لا تصل حتى 09:03.

في الختام ، يمكن تمييز الضوء الأحمر المتحرك من مصدر الضوء المتراجع من حيث معدلات الطاقة ذات الصلة المرسلة والمستقبلية على أنها تتحرك بسرعة أقل من c.

هارتمان 352

لست متأكدًا من أنني أتفق مع السيد فيركلير لأن افتراضاته تبدو للوهلة الأولى غير متوافقة مع النموذج الكوني ومسلمة أينشتاين الثانية للنسبية الخاصة *.

يشير مصطلح التحول الأحمر إلى الإدراك البشري للأطوال الموجية الأطول كالأحمر ، والتي تقع في قسم الطيف المرئي ذي الأطوال الموجية الأطول. من أمثلة الانزياح الأحمر أشعة غاما التي يُنظر إليها على أنها أشعة سينية ، أو في البداية ضوء مرئي يُنظر إليه على أنه موجات راديو. لا يعني مجرد تمدد الإشارة الكهرومغناطيسية إلى تردد أقل وقد تستغرق وقتًا أطول لتلقيها أنها تتحرك بسرعة أقل.

عكس الانزياح نحو الأحمر هو التحول الأزرق ، حيث تقصر الأطوال الموجية وتزداد الطاقة. ومع ذلك ، فإن الانزياح الأحمر هو مصطلح أكثر شيوعًا ، وفي بعض الأحيان يُشار إلى التحول الأزرق على أنه انزياح أحمر سلبي.

غالبًا ما تتم مقارنة هذين النموذجين مع كل من صافرة القطار القادمة والمتراجعة أو صفارة الإنذار الإلكترونية على سيارة الطوارئ. مع اقتراب الصوت ، يبدو أنه يرتفع في طبقة الصوت (التحول الأزرق) وعندما يتراجع في المسافة يسقط في طبقة الصوت (الانزياح الأحمر). لا تتغير سرعة الصوت ، لكن الصوت القادم يتجمع معًا بينما الصوت المتراجع يتمدد.

  1. تتحرك الأشياء بعيدًا عن بعضها (أو تقترب من بعضها البعض) في الفضاء. هذا مثال على تأثير دوبلر.
  2. الفضاء نفسه يتوسع مما يؤدي إلى فصل الأشياء دون تغيير مواقعها في الفضاء. يُعرف هذا باسم الانزياح الكوني إلى الأحمر. تُظهر جميع مصادر الضوء البعيدة بشكل كافٍ (بشكل عام أكثر من بضعة ملايين من السنين الضوئية) انزياحًا أحمر يتوافق مع معدل الزيادة في المسافة بينها وبين الأرض ، والمعروف باسم قانون هابل ، بعد إدوين هابل.
  3. انزياح الجاذبية إلى الأحمر هو تأثير نسبي يُلاحظ بسبب حقول الجاذبية القوية ، التي تشوه الزمكان وتؤثر بقوة على الضوء والجسيمات الأخرى.

على الرغم من ثابت هابل

، وهو ثابت هابل الحالي ، يختلف باختلاف الوقت والدقة التجريبية ، لذلك يُنظر أحيانًا إلى مصطلح "ثابت" على أنه تسمية خاطئة.

في النموذج الكوني المقبول على نطاق واسع والمبني على النسبية العامة ، يكون الانزياح الأحمر بشكل أساسي نتيجة لتوسع الفضاء: وهذا يعني أنه كلما كانت المجرة بعيدة عنا ، كلما اتسع الفضاء في الوقت الذي غادر فيه الضوء تلك المجرة ، فكلما زاد تمدد الضوء ، زاد انزياح الضوء نحو الأحمر ، وبالتالي كلما بدا أنه يتحرك بعيدًا عنا بشكل أسرع. نظرًا لأنه من غير المعروف عادةً كيف تكون الأجسام المضيئة ، فإن قياس الانزياح الأحمر أسهل من قياسات المسافة المباشرة ، لذلك يتم تحويل الانزياح الأحمر في بعض الأحيان إلى قياس المسافة الخام باستخدام قانون هابل.

نجد ذلك ، λ = c / ν ، أين ج ثابت وثابت ، وسرعة الضوء مستقلة عن الحركة النسبية للمصدر. إذا كان التردد ν أقل ، فإن الموجة λ تكون أكبر ولديك انزياح أحمر حيث تمتد قمم موجة الضوء إلى الخارج. وهكذا فإن سرعة الضوء لم تتغير ، فقط طول موجته.

يرجى أيضًا أن تضع في اعتبارك أنه في عام 1997 ، كان Saul Perlmutter وفريقه يحللون مستعر أعظم 42 من النوع Ia ، الشمعة القياسية المفضلة والمختارة ** ، بفضل استخدامه الجديد للأجهزة المزدوجة المشحونة (CCD's) ، عند الانزياحات الحمراء حول z

0.5 وإيجاد نتيجة غريبة: يبدو أن تمدد الكون خاضع لسيطرة ثابت كوني ، أو بشكل عام "طاقة مظلمة" تنتشر في كل الفضاء ، مما يشير إلى أن التوسع الكوني كان في الواقع يتسارع - وهو ما لا يتناسب مع النماذج المعروفة لـ الفيزياء. أعلنوا عن هذا الدليل المذهل للثابت الكوني في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في يناير 1998. نظرًا لأن كل من فريق بيرلماتر وفريق بريان ريتش - بما في ذلك الحائز على جائزة آدم ريس - أعلنوا بشكل مستقل عن نتائج مطابقة في مؤتمرات في بداية العام ، وبحلول نهاية العام ، قبل معظم المجتمع العلمي هذه النتائج غير العادية.

عندما بدأ بيرلماتر وآخرون المشروع ، اعتقدوا أن أي إجابة توصلوا إليها ستكون مثيرة: إذا كان الكون يتباطأ بشكل طفيف بسبب التأثيرات الصغيرة ولكن طويلة المدى للجاذبية ، فإنهم سيعرفون أن الكون محدود وسينتهي بكبير. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكنهم إثبات أن الكون من المحتمل أن يكون لانهائيًا في المكان والزمان ، وأن نظرية التضخم سيكون لها تنبؤ ناجح. لا يمكن لفريق بيرلماتر أن يتخيل النتيجة الفعلية ، مفاجأة تقدم لغزًا جديدًا للفيزياء الأساسية. هذا هو نوع الاستنتاج للمشروع الذي بدوره يبدأ العديد من المشاريع الجديدة. سوف يستمتع Saul Perlmutter et al الآن بمحاولة اكتشاف السبب وراء تسارع الكون. منذ عام 1999 (حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2011) يعمل بيرلماتر مع زملائه في العديد من المشاريع الجديدة ، بما في ذلك تطوير تلسكوب فضائي جديد يمكنه إجراء قياس أكثر دقة لتاريخ توسع الكون و على حدود الطاقة المظلمة.

لا تزال سرعة ج يظل كما هو ، على الرغم من افتراس الطاقة المظلمة ، حيث يكون الانزياح الأحمر هو z

* الافتراض الثاني للنسبية الخاصة - سرعة الضوء ج هو ثابت ، مستقل عن الحركة النسبية للمصدر.

** الشمعة القياسية: الشمعة القياسية هي فئة من الأجسام الفيزيائية الفلكية ، مثل المستعرات الأعظمية أو النجوم المتغيرة ، التي لها لمعان معروف ، أو منحنى لمعان معروف بمرور الوقت ، بسبب بعض الخصائص المميزة التي تمتلكها فئة الأجسام بأكملها. وبالتالي ، إذا كان من الممكن تحديد كائن بعيد للغاية على أنه شمعة قياسية ، فإن الحجم المطلق M (اللمعان) لهذا الكائن معروف ويمكن معرفته لمسافات كبيرة.

  • هابل ، إي بي (1937). نهج المراقبة لعلم الكونيات. مطبعة كلارندون. LCCN38011865.
  • كوتنر ، م. (2003). علم الفلك: منظور فيزيائي. صحافة جامعة كامبرج. ردمك 978-0-521-52927-3.
  • ليدل ، أ.ر. (2003). مقدمة في علم الكونيات الحديث (الطبعة الثانية). جون وايلي وأولاده. ردمك 978-0-470-84835-7.
  • فريدمان ، دبليو إل مادور ، بي إف (2010). & quot ثبات هابل & quot. المراجعة السنوية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية. 48: 673-710. arXiv: 1004.1856. بيب كود: 2010 ARA & ampA..48..673F. دوى: 10.1146 / أنوريف-أسترو -082708-101829.

المرفقات

جيمس فيركلير

لست متأكدًا من أنني أتفق مع السيد فيركلير لأن افتراضاته تبدو للوهلة الأولى غير متوافقة مع النموذج الكوني ومسلمة أينشتاين الثانية للنسبية الخاصة *.

يشير مصطلح التحول الأحمر إلى الإدراك البشري للأطوال الموجية الأطول كالأحمر ، والتي تقع في قسم الطيف المرئي ذي الأطوال الموجية الأطول. من أمثلة الانزياح الأحمر أشعة غاما التي يُنظر إليها على أنها أشعة سينية ، أو في البداية ضوء مرئي يُنظر إليه على أنه موجات راديو. لا يعني مجرد تمدد الإشارة الكهرومغناطيسية إلى تردد أقل وقد تستغرق وقتًا أطول لتلقيها أنها تتحرك بسرعة أقل.

عكس الانزياح نحو الأحمر هو التحول الأزرق ، حيث تقصر الأطوال الموجية وتزداد الطاقة. ومع ذلك ، فإن الانزياح الأحمر هو مصطلح أكثر شيوعًا وفي بعض الأحيان يُشار إلى التحول الأزرق على أنه انزياح أحمر سلبي.

غالبًا ما تتم مقارنة هذين النموذجين بكل من صافرة القطار القادمة والمتراجعة أو صفارة الإنذار الإلكترونية على سيارة الطوارئ. مع اقتراب الصوت ، يبدو أنه يرتفع في طبقة الصوت (التحول الأزرق) وعندما يتراجع في المسافة يسقط في طبقة الصوت (الانزياح الأحمر). لا تتغير سرعة الصوت ، لكن الصوت القادم يتجمع معًا بينما الصوت المتراجع يتمدد.

  1. تتحرك الأشياء بعيدًا عن بعضها (أو تقترب من بعضها البعض) في الفضاء. هذا مثال على تأثير دوبلر.
  2. الفضاء نفسه يتوسع مما يؤدي إلى فصل الأشياء دون تغيير مواقعها في الفضاء. يُعرف هذا باسم الانزياح الكوني إلى الأحمر. تُظهر جميع مصادر الضوء البعيدة بشكل كافٍ (بشكل عام أكثر من بضعة ملايين من السنين الضوئية) انزياحًا أحمر يتوافق مع معدل الزيادة في المسافة بينها وبين الأرض ، والمعروف باسم قانون هابل ، بعد إدوين هابل.
  3. انزياح الجاذبية إلى الأحمر هو تأثير نسبي يُلاحظ بسبب حقول الجاذبية القوية ، التي تشوه الزمكان وتؤثر بقوة على الضوء والجسيمات الأخرى.

على الرغم من ثابت هابل

، وهو ثابت هابل الحالي ، يختلف باختلاف الوقت والدقة التجريبية ، لذلك يُنظر أحيانًا إلى مصطلح "ثابت" على أنه تسمية خاطئة.

في النموذج الكوني المقبول على نطاق واسع القائم على النسبية العامة ، يكون الانزياح الأحمر بشكل أساسي نتيجة لتوسع الفضاء: وهذا يعني أنه كلما كانت المجرة بعيدة عنا ، كلما اتسع الفضاء في الوقت الذي غادر فيه الضوء تلك المجرة ، فكلما زاد تمدد الضوء ، زاد انزياح الضوء نحو الأحمر ، وبالتالي كلما بدا أنه يتحرك بعيدًا عنا بشكل أسرع. نظرًا لأنه من غير المعروف عادةً كيف تكون الأجسام المضيئة ، فإن قياس الانزياح الأحمر أسهل من قياسات المسافة المباشرة ، لذلك يتم تحويل الانزياح الأحمر في بعض الأحيان إلى قياس المسافة الخام باستخدام قانون هابل.

نجد ذلك ، λ = c / ν ، أين ج ثابت وثابت ، وسرعة الضوء مستقلة عن الحركة النسبية للمصدر. إذا كان التردد ν أقل ، فإن الموجة λ تكون أكبر ولديك انزياح أحمر حيث تمتد قمم موجة الضوء إلى الخارج. وهكذا فإن سرعة الضوء لم تتغير ، فقط طول موجته.

يرجى أيضًا أن تضع في اعتبارك أنه في عام 1997 ، كان Saul Perlmutter وفريقه يحللون مستعر أعظم 42 من النوع Ia ، الشمعة القياسية المفضلة والمختارة ** ، بفضل استخدامه الجديد للأجهزة المزدوجة المشحونة (CCD's) ، عند الانزياحات الحمراء حول z

0.5 وإيجاد نتيجة غريبة: يبدو أن تمدد الكون خاضع لسيطرة ثابت كوني ، أو بشكل عام "طاقة مظلمة" تنتشر في كل الفضاء ، مما يشير إلى أن التوسع الكوني كان في الواقع يتسارع - وهو ما لا يتناسب مع النماذج المعروفة لـ الفيزياء. أعلنوا هذا الدليل المذهل للثابت الكوني في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في يناير 1998. نظرًا لأن كل من فريق بيرلماتر وفريق بريان ريتش - بما في ذلك الحائز على جائزة آدم ريس - أعلنوا بشكل مستقل عن نتائج مطابقة في مؤتمرات في بداية العام ، وبحلول نهاية العام ، قبل معظم المجتمع العلمي هذه النتائج غير العادية.

عندما بدأ بيرلماتر وآخرون المشروع ، اعتقدوا أن أي إجابة توصلوا إليها ستكون مثيرة: إذا كان الكون يتباطأ بشكل طفيف بسبب التأثيرات الصغيرة ولكن طويلة المدى للجاذبية ، فإنهم سيعرفون أن الكون محدود وسينتهي بكبير. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكنهم إثبات أن الكون من المحتمل أن يكون لانهائيًا في المكان والزمان ، وأن نظرية التضخم سيكون لها تنبؤ ناجح. لا يمكن لفريق بيرلماتر أن يتخيل النتيجة الفعلية ، مفاجأة تقدم لغزًا جديدًا للفيزياء الأساسية. هذا هو نوع الاستنتاج للمشروع الذي بدوره يبدأ العديد من المشاريع الجديدة. سوف يستمتع Saul Perlmutter et al الآن بمحاولة اكتشاف السبب وراء تسارع الكون. منذ عام 1999 (حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2011) يعمل بيرلماتر مع زملائه في العديد من المشاريع الجديدة ، بما في ذلك تطوير تلسكوب فضائي جديد يمكنه إجراء قياس أكثر دقة لتاريخ توسع الكون و على حدود الطاقة المظلمة.

لا تزال سرعة ج يظل كما هو ، على الرغم من افتراس الطاقة المظلمة ، حيث يكون الانزياح الأحمر هو z

* الافتراض الثاني للنسبية الخاصة - سرعة الضوء ج هو ثابت ، مستقل عن الحركة النسبية للمصدر.

** الشمعة القياسية: الشمعة القياسية هي فئة من الأجسام الفيزيائية الفلكية ، مثل المستعرات الأعظمية أو النجوم المتغيرة ، التي لها لمعان معروف ، أو منحنى لمعان معروف بمرور الوقت ، بسبب بعض الخصائص المميزة التي تمتلكها فئة الأجسام بأكملها. وبالتالي ، إذا كان من الممكن تحديد كائن بعيد للغاية على أنه شمعة قياسية ، فإن الحجم المطلق M (اللمعان) لهذا الكائن معروف ويمكن معرفته لمسافات كبيرة.

  • هابل ، إي بي (1937). نهج المراقبة لعلم الكونيات. مطبعة كلارندون. LCCN38011865.
  • كوتنر ، م. (2003). علم الفلك: منظور فيزيائي. صحافة جامعة كامبرج. ردمك 978-0-521-52927-3.
  • ليدل ، أ.ر. (2003). مقدمة في علم الكونيات الحديث (الطبعة الثانية). جون وايلي وأولاده. ردمك 978-0-470-84835-7.
  • فريدمان ، دبليو إل مادور ، بي إف (2010). & quot ثبات هابل & quot. المراجعة السنوية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية. 48: 673-710. arXiv: 1004.1856. بيب كود: 2010 ARA & ampA..48..673F. دوى: 10.1146 / أنوريف-أسترو -082708-101829.

شكرا لردكم.

منذ توضيح هذه النقطة ، أدركت أن تفكيري كان معيبًا على الأقل في سياق مثال عملي المحدد! ما زلت أفكر في هذا.

حيسيد

كل الناس الذين يعتقدون أنهم يفهمون السرعة الثابتة للضوء مخطئون. ماكسويل وآينشتاين مخطئون.

التوقيت المحلي هو حل رياضي لديناميكية مفترضة خطأ.

معادلات ماكسويل ، في أحسن الأحوال ، قريبة من وصف الإشارة المكتشفة ، وليس الإشارة المنتشرة.

ينطبق تأثير دوبلر على موجات الوسائط. التأثير متماثل. بمعنى آخر ، إذا وضعنا صافرة القطار في المحطة ، ونحن في القطار. سنسمع نفس التحول.

لكن إذا حاولنا القيام بذلك بالضوء. نحصل على تأثير مختلف. يعتمد تأثير الحركة على الطرف الذي يتحرك. إذا كان الباعث يتحرك ، فسيؤثر على الكاشف بطريقة معينة.ولكن إذا كان الكاشف يتحرك ، فله تأثير مختلف.

هذا لأن الضوء متقطع. إنه ليس مستمرًا ولا يتناوب.

دعني أرسم لك صورة لهذه الحركة. ارسم نقطة على بعض الورق. الآن ارسم نصف قطر يتجه شرقًا من النقطة وارسم نصف قطر متجهًا غربًا من النقطة. اجعل نصف القطر حوالي بوصة طويلة. تمثل هذه النقطة المنظر النهائي للهوائي ثنائي القطب. يمثل نصف القطر مدى امتداد المجال الكهربائي من الهوائي. يتم تحديد طول نصف القطر من خلال مدة الإثارة. مع ثنائي القطب ، هذه المدة هي 1/2 فترة. على سبيل المثال. إذا كان تردد الإرسال 300 ميجا هرتز. الطول الموجي هو 1 متر. 1/2 WL طوله 1/2 متر. الفترة هي 3 ثوان نانو. 1/2 فترة 1.5 نانو ثانية. وخلال تلك الـ 1.5 نانو ثانية ، ينمو نصف القطر الكهربائي 0.5 متر بعيدًا عن الهوائي. سينمو الحقل على ارتفاع حوالي 30 سم لكل نانوثانية من الإثارة. يوجد الآن العديد والعديد من أنصاف الأقطار حول النقطة ، وليس اثنين فقط. في نهاية تلك الفترة 1/2 ، وذلك النمو بمقدار 1 قدم لكل نانو ثانية. كل أنصاف الأقطار هذه مكسورة ومقطعة. عندما يحدث ذلك ، فإن كل أنصاف الأقطار تطير عند ج. طول ومدة الاضطراب الكهربائي تطير الآن عبر الفضاء. هذا الطول من الباعث لا يتغير. مهما كانت السرعة التي يتحرك بها الباعث ، فإن طول الحقل المنبعث لا يتغير. الشيء الوحيد الذي يتغير مع حركة الباعث. هو وقت التأثير المستهدف ، وليس مدة التأثير ، التي تأتي من الطول المنبعث. لذلك ، مع تحرك الباعث ، فإن الشيء الوحيد الذي تغير هو توقيت التأثير ، أو ما يسمى بالمرحلة.

لدينا أطوال ثابتة ، مثل الأسهم ، تنبعث من مصدر ، بغض النظر عن سرعة المصدر. عندما يتحرك الباعث ، تتغير المسافة بين المصدر والهدف ، مما يتسبب في وقت مختلف. عندما يصل هذا الطول. الانبعاث هو مصدر فوري ونقطة مع الموقع والوقت.

الامتصاص مختلف تمامًا. هذا هو السبب في أن تأثير السرعة النسبية ليس متبادلاً ، مثل موجات الصوت أو الوسائط. عندما يصطدم هذا الطول المنبعث بهوائي RX ، فإنه سيحدث تيارًا لمدة 1/2 فترة. وبعد ذلك ، يستغرق هذا التيار المستحث نصف فترة أخرى للاسترخاء والاستجابة لهذا الحافز. سوف تكتشف مدة WL كاملة.

مع حركة الامتصاص. ستتغير المرحلة بسبب التغيير في المسافة بين الهوائيات. ولكن ، يمكن لسرعة الامتصاص أيضًا تغيير مدة الكشف ، مما يؤدي إلى تغيير التردد المكتشف. لا يمكن تغيير التردد إلا بحركة الامتصاص. لأن التردد. هي المدة التي تم الكشف عنها.

الانبعاث فوري ولا يستغرق وقتًا. لكن الامتصاص يستغرق 1/2 فترة. وأي حركة ماصة خلال هذا الوقت قد تؤثر على وقت الكشف.

بعد انبعاث نصف القطر ، يستغرق الأمر فترة 1/2 أخرى لتنمو حقل آخر ليتم انبعاثه. خلال هذا الوقت ، لا يوجد شيء ينبعث. خلال الوقت الذي يتم فيه استرخاء جهاز الامتصاص ، لا يوجد تحريض موجي.

هذا ليس تفسيرا كاملا. يوجد أيضًا مجال مغناطيسي ، وهناك الميكانيكا الحالية في الباعث والممتص. الذي لا يفهمه الغالبية أيضًا. يُساء فهم التيار إلى حد كبير أيضًا.

موجات الوسائط لها مدة انبعاث ، والضوء ليس كذلك. مدة الامتصاص فقط.

هذا وصف للديناميكية. ستتطلب الميكانيكا مزيدًا من الشرح ، وستحتاج إلى فهم حقيقي للديناميكيات الحالية. ولكن يتم تدريس الرياضيات الحالية فقط في مدارسنا. يتم تجاهل جسدية التيار هذه. لا يتدفق تيار سريع التغير إلى أسفل السلك ، بل يدور حول السلك. لا يحتوي فقط على مكون تدفق محوري ، بل يحتوي على مكون تدفق شعاعي. يمكننا فصل وكسر المجال من الشحنة. مع قلب سريع للشحنة.

يمكن للمرء أن يثبت ما قلته ببعض معدات المختبرات الإلكترونية. بدلاً من تغذية الجيب في نقطة التغذية ، قم بتغذية جيب دقيق كامل الموجة مصحح في نقطة التغذية. لن ترى أي اختلاف في الإشارة المستلمة.

يجب أن يوضح لك هذا أن الموجة لا تتناوب ، وأنها متقطعة. قم بتغذية نصف جيبية دقيقة في نقطة التغذية وشاهدها واحدة تلو الأخرى في RXer.

دعنا نعود إلى الواقع. مع العلم.

من المرجح أن يحدث التحول الأحمر في ضوء النجوم بسبب الجاذبية وليس السرعة. يمكن للجاذبية أن تغير وتيرة التذبذب ، ليس بسبب تغير الوقت ، ولكن بسبب تغير مسافة التذبذب. يتغير معدل التشنج اللاإرادي لساعتك ، وليس معدل الوقت.

نحن موجودون في عالم ميكانيكي. ليست هناك حاجة إلى الرياضيات / المعلومات. كل شيء تلقائي. لم يتم اتخاذ قرارات. فقط الحياة لها خيار.


سرعة الضوء ثابتة؟

قواعد منتدى CFI

يتم تشغيل منتدى CFI من قبل مركز التحقيق ، وهو منظمة تعليمية ودعوية غير ربحية. يدعم المنتدى اهتمامات CFI من خلال إنشاء مجتمع عبر الإنترنت من المؤيدين والمستفسرين المهتمين في مجالات اهتمام CFI ، والتي يمكن وصفها عمومًا بأنها تقدم مشروع التنوير ، وتعزيز النظرة العلمية القائمة على الأدلة والقيم الإنسانية.

(مقدمة) هناك قواعد للمشاركة في هذا المنتدى ، وهناك متطوعون و / أو مشرفون ومسؤولون يعملون في CFI تتمثل مهمتهم في فرض هذه القواعد ، والمساعدة في المحادثة ، ودعم عمل المنتدى ، على النحو الذي يرونه مناسبًا. الوسطاء لديهم السلطة الوحيدة لاتخاذ مثل هذه القرارات. قراراتهم المتعلقة بسياسة المنتدى ليست مفتوحة للتصويت بين أعضاء المنتدى ، وليست مفتوحة للنقاش المطول. أولئك الذين يبحثون عن مناقشات غير خاضعة للإشراف يجب أن يتطلعوا إلى المنتديات غير الخاضعة للإشراف على Usenet والويب. في رأي CFI ومديري المنتدى التابعين لها ، ومع ذلك ، فإن الأماكن الأكثر ملاءمة وإثمارًا للمناقشة والاستعلام عبر الإنترنت ، خاصة فيما يتعلق بالموضوعات التي تركز عليها CFI ، هي تلك الأماكن التي يتم الإشراف عليها بشكل جيد.

(1) أدوار المشرفين / المشرفين: يتحمل المشرفون (الذين يشملون المسؤولين في ما يلي) لمنتدى CFI مسؤولية فرض قواعد المنتدى المدرجة هنا. كما أنهم مخولون للعمل من أجل تحسين الرفاهية العامة للمنتدى ومجتمعه. لذلك ، يجب أن تدرك أنه يُسمح للمشرفين باتخاذ جميع الإجراءات الضرورية والمناسبة ، بما في ذلك تحرير أو حذف منشورات المشكلة وحظر أعضاء المشكلة. الوسطاء يجيبون عن أفعالهم الرسمية على زملائهم المنسقين والموظفين في CFI. بشكل عام ، سيحاول الوسطاء تقديم تحذير عادل بشأن السلوك الذي قد يتطلب إجراءً منهم ، إما في المنتدى أو عبر البريد الإلكتروني أو الرسائل الخاصة. في جميع الأوقات ، يعد عدم الاستجابة لتحذيرات الوسطاء والاستجابة لها سببًا للحظر من المنتدى.

سيستخدم الوسطاء الأحرف الزرقاء للتمييز بين المشاركات الرسمية (التحذيرات ، وما إلى ذلك) التي يرسلونها في المنتدى من المشاركات التي يتم إجراؤها بصفتهم غير رسمية كأعضاء زملاء.

لاحظ أن الوسطاء قد لا يكونون على علم بجميع الأنشطة التي تحدث في المنتدى. إذا كان هناك شيء تشعر أنه يحتاج إلى اهتمام الوسيط ، فالرجاء إرسال رسالة خاصة موجزة أو بريد إلكتروني يتضمن وصفًا للمشكلة وعنوان URL للمنشور أو الموضوع المرتبط. قد تتأخر قرارات الوسيط بشأن أي موضوع ، ربما لعدة أيام.

(2) أدوار الأعضاء: منتدى CFI مفتوح لأي شخص يرغب في الالتزام بقواعد المنتدى. نرحب بالمناقشة المنطقية والنقاش والخلاف ، طالما أنها في روح موضوعية من الاستفسار ولا تتسبب في التشويش كما هو موضح أدناه في الأقسام الخاصة بسلاسل المشكلات والمشاركات والأعضاء.

(3) تخضع سلاسل الرسائل والمشاركات الخاصة بالمشكلة للتعديل أو الحذف أو الإغلاق أو الإغلاق لمزيد من المناقشة. قرار ترك أي سلسلة رسائل مفتوحة ومتاحة يعود لتقدير المشرفين ، بصفتهم المشرفين المسؤولين عن عمل المنتدى. يخضع الأعضاء الذين يعيدون بدء المحادثات في سلاسل الرسائل المغلقة أو المقفلة للتحذير و / أو الإنهاء ، لكونهم "أعضاء مشكلة". بعض الأمثلة على سلاسل الرسائل والمشاركات تتبع في (أ) - (ح):

(أ) البريد العشوائي غير مسموح به في منتدى CFI وسيتم حذفه على الفور. يجب على الأعضاء الجدد تجنب نشر الروابط الترويجية ، حيث من المحتمل أن يُنظر إليهم على أنهم بريد عشوائي.

(ب) المشاركات المكررة أو المتعددة حول نفس الموضوع عرضة للحذف. يرجى محاولة إبقاء المواضيع على الموضوع ، ومحاولة إبقاء المواضيع في سلاسل نشطة بدلاً من بدء مواضيع جديدة. سيقوم المشرفون بدمج سلاسل الرسائل ذات الموضوعات المتشابهة وتقسيم سلاسل الرسائل الضالة.

(ج) لا يُسمح بنشر المواد المحمية بحقوق النشر إلا وفقًا لقواعد "الاستخدام العادل". يجب على الأعضاء عدم نسخ مقالات كاملة بموجب حقوق النشر إلى المنتدى ، ولكن بدلاً من ذلك يقتبسون بضع جمل ويقدمون رابطًا.

(د) لا يسمح بنشر الرسائل الخاصة أو رسائل البريد الإلكتروني أو غيرها من المراسلات دون إذن من المؤلفين.

(هـ) "التصيد" غير مسموح به. يتضمن ذلك نشر رسائل مهينة أو تحريضية بقصد إغراء استجابة شديدة السخونة ، بالإضافة إلى السلوك الذي يعتبر في حكم الوسطاء جدليًا أو عدوانيًا أو مثيرًا للفتن دون مبرر بقصد إطالة النقاش من أجل مصلحته بدلاً من الترويج والدفاع. ، أو نقد فكرة أو وجهة نظر معينة.

(و) لا يُسمح بالمواضيع والمشاركات التي يرى الوسطاء أنها غير مهذبة أو مبتذلة أو بذيئة أو غير حضارية أو بطريقة أخرى تخرب الأداء الجيد للمنتدى أو مهمة CFI. الاستفسار المجاني ممكن فقط إذا حافظنا على الكياسة. لن يسمح بإساءة استخدام أعضاء المنتدى. على وجه الخصوص ، لن يُسمح بإساءة استخدام الوسطاء لأداء مسؤولياتهم. سيتم تحديد ما يشكل إساءة من قبل الوسطاء على أساس كل حالة على حدة ، ولكن بشكل عام يرقى إلى أي تعليقات عنصرية أو متحيزة جنسياً أو مثلي الجنس أو تهديد أو مضايقة أو أي تعليقات مسيئة أو مبتذلة أو مهينة بشكل شخصي. تشمل الإساءة ما يسمى خطاب الكراهية والكلمات القتالية.

بشكل عام ، الخطاب التحريضي أو الزائدي أو الانفعالي المفرط هو علامة على القزم ويجب تجنبه في منتدى CFI. هذا المجتمع موجود ، أولاً وقبل كل شيء ، لتعزيز الاستفسار. لا يزدهر التحقيق في جو من الخطاب الساخن أو التشهير المتبادل أو الاتهامات. يجب أن تبقى الخلافات ، قدر الإمكان ، على القضايا المطروحة وألا تصبح مفرطة في الطابع الشخصي. لنأخذ مثالاً واحداً فقط ، فإن الإشارة إلى افتقار الشخص إلى المؤهلات العلمية عند مناقشة القضايا العلمية أمر موضوعي ، ولكن الإشارة إلى المعتقدات السياسية لشخص ما ليست كذلك. نظرًا لأنها تخاطر بالتحول إلى حروب مشتعلة ، فإن سلاسل المنتديات أو المشاركات المسيئة تخضع للتعديل أو الحذف الفوري.

(ز) الخيوط والمشاركات التي تعطل تدفق المحادثة من خلال كونها خارج الموضوع ، أو التي تمت كتابتها في آراء الوسطاء لزيادة عدد المشاركات أو غير ذات صلة بمهمة CFI ومنتدىها. مسموح. هم عرضة للقفل أو التعديل أو الحذف.

(ح) سيتم اعتبار سلاسل الرسائل التي تتكون من نشر متكرر لنفس التعليقات أو المعلومات أو الروابط دون تطوير ذي مغزى أو مناقشة سريعة الاستجابة شكلاً من أشكال إرسال الرسائل غير المرغوب فيها أو التصيد ويمكن قفلها أو حذفها وفقًا لتقدير المشرفين.

(4) أعضاء المشكلة عرضة للحظر أو الحذف. قرار السماح لأي عضو بالنشر هو بالكامل لتقدير مديري المنتدى ، بصفتهم مشرفين مسؤولين عن عمل المنتدى. ما يشكل عضو مشكلة يعود لتقدير الوسيط. بعض الأمثلة على أعضاء المشكلة تتبع في (أ) - (هـ):

(أ) الأعضاء الذين يشاركون بانتظام في نشر المشكلات.

(ب) الأعضاء الذين ينخرطون بانتظام في سلوك مسيء أو شرير أو تخريبي أو يظهرون نمطًا من السلوك العدائي والعدائي وغير المتعاون مع الوسطاء و / أو العضوية.

(ج) الأعضاء الذين يقومون بحذف واسع النطاق أو متكرر لوظائف سابقة دون سبب وجيه. يؤدي حذف المشاركات السابقة إلى تعطيل تدفق المواضيع ، ويجعل من الصعب أو المستحيل متابعة المناقشات السابقة. يجب على الأعضاء الذين يرغبون في إزالة أكثر من عدد صغير جدًا من المنشورات ، أو المنشورات التي مضى عليها أكثر من بضعة أيام ، مناقشة هذا الأمر مع الوسطاء عن طريق البريد الإلكتروني أو الرسائل الخاصة قبل القيام بذلك. سيتم استيعاب الحالات المعقولة. بينما يُسمح للأعضاء بشكل غير متكرر بحذف مشاركات المشكلة ، فإن عمليات الحذف على نطاق واسع دون سبب وجيه قد تؤدي إلى تحذير أو حظر ، وفقًا لتقدير المشرفين على المنتدى.

(د) الأعضاء الذين يستخدمون أكثر من اسم مستخدم واحد في المنتدى. يسمح للأعضاء باسم مستخدم واحد. "دمى الجورب" (أسماء مستخدمين متعددة تخفي شخصًا واحدًا) غير مسموح بها وسيتم حظرها أو حذفها. سيتم اعتبار الأعضاء الذين ينخرطون في مثل هذا السلوك أعضاء مشكلة ويكونون هم أنفسهم عرضة للتحذير أو الحظر.

(هـ) لا يُسمح للأعضاء الذين تم حظرهم أو حذفهم من المنتدى بإعادة التسجيل بأسماء مستخدمين مختلفة. قد تؤدي عملية إعادة التسجيل هذه إلى الحذف الفوري للحساب الجديد وحذف جميع الوظائف الجديدة المرتبطة.

(5) في رأي CFI ولأغراض هذا المنتدى ، يجب تفسير "الإنسانية" على نطاق واسع. أي شخص يعرّف نفسه على أنه إنساني يجب أن يؤخذ في الاعتبار. لا يتم تشجيع المناقشات حول أي من أعضاء المنتدى هم إنسانيون ، كما أن استمرار التشهير والمضايقة لأعضاء المنتدى الذين يصفون أنفسهم بأنهم إنسانيون يعتبرون في ضوء ذلك إعاقة لمهمة CFI ورسالة منتدى CFI.

(6) يجوز للمستخدمين التعبير عن عدم موافقتهم على قرارات أو إجراءات الوسطاء ، ولكن يمكن مناقشة الخلافات والانتقادات وما شابه ذلك في منتدى القضايا والشكاوى فقط. (يجب عليك قراءة التعليمات الموجودة في الجزء العلوي من هذا المنتدى قبل تقديم شكاوى هناك). أي مناقشات من هذا القبيل لا تجري داخل منتدى I & amp C تعتبر خارج الموضوع ، وبالتالي فهي عرضة للنقل أو الإغلاق أو الحذف ، وفقًا لتقدير المنسقين.

(7) تخضع قواعد المنتدى هذه للمراجعة والتحديث في أي وقت ، حسب الاقتضاء.


المركز الوطني للملاحة الجوية وإدارة الفضاء

هناك خصائص خاصة للضوء يمكننا الاستفادة منها لفهم حتى الأشياء التي تبعد ملايين ومليارات السنين الضوئية. في هذا القسم نستكشف بعض هذه الخصائص وكيف يمكننا استخدامها لفهم كوننا. في القسم السابق من هذه الوحدة ، قيل لك أن المواد شديدة الحرارة الناتجة عن انفجار المستعر الأعظم تطلق أشعة سينية وأشعة جاما. الأشعة السينية وأشعة جاما هي في الحقيقة مجرد ضوء (إشعاع كهرومغناطيسي) يحتوي على طاقة عالية جدًا.

ما هو الإشعاع الكهرومغناطيسي (EM)؟

النطاق الكامل لطاقات الضوء ، بما في ذلك الضوء الذي يمكننا رؤيته والضوء الذي لا يمكننا رؤيته ، يُطلق عليه اسم المجال الكهرومغناطيسي. وتشمل ، من أعلى طاقة إلى أدنى: أشعة جاما ، والأشعة السينية ، والأشعة فوق البنفسجية ، والبصرية ، والأشعة تحت الحمراء ، والميكروويف ، وموجات الراديو.

لأن الضوء هو شيء ينبعث منه ، أو يشع منه ، يمكننا تسميته إشعاعًا. لهذا السبب نتحدث كثيرًا عن الأشعة السينية - إنها نفس الشيء مثل قول ضوء الأشعة السينية. عندما نشير إلى الطيف الكامل للضوء ، يمكننا تسميته بالإشعاع الكهرومغناطيسي.

نظرًا لأننا لا نستطيع رؤية سوى الضوء المرئي ، فإننا في وضع غير مؤات لأن الكون ينبعث منه ضوءًا نشطًا في جميع الطاقات المختلفة.

للضوء ألوان مختلفة لأن طاقاته مختلفة. هذا صحيح سواء كنا نتحدث عن الضوء المرئي باللونين الأحمر والأزرق ، أو الأشعة تحت الحمراء (IR) وضوء الأشعة السينية. من بين جميع الألوان في الطيف المرئي ، يكون الضوء الأحمر هو الأقل نشاطًا والأزرق هو الأكثر نشاطًا. ما وراء النهاية الحمراء للجزء المرئي من الطيف يكمن ضوء الأشعة تحت الحمراء والراديو ، وكلاهما له طاقة أقل من الضوء المرئي. فوق النهاية الزرقاء للطيف المرئي تكمن الطاقات الأعلى للأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأخيراً أشعة جاما.

ما هي الوحدات المستخدمة لتوصيف الإشعاع الكهرومغناطيسي؟

الطول الموجي هو المسافة بين قمتين للموجة ، ويمكن قياسه بوحدة أساسية من الأمتار (م) (مثل السنتيمتر أو الأنجستروم). التردد هو عدد دورات الموجة لتمرير نقطة ما في الثانية. الوحدة الأساسية للتردد هي الدورات في الثانية ، أو هيرتز (هرتز). غالبًا ما تُقاس الطاقة في علم الفلك بوحدات الإلكترون فولت أو eV أو مضاعفاتها (مثل كيلو إلكترون فولت أو 1000 إلكترون فولت).

الطول الموجي والتردد يرتبطان بسرعة الضوء (ج) ، وهو ثابت أساسي. تتناسب الطاقة أيضًا بشكل مباشر مع التردد (ثابت التناسب هو ثابت بلانك ، h) ويتناسب عكسياً مع الطول الموجي. كان ماكس بلانك هو الذي أظهر أن الضوء أحيانًا يتصرف كجسيم من خلال إظهار أن طاقته (E) ، مقسومة على تردده (عادةً ما يشار إليها باستخدام الحرف اليوناني n) هي ثابتة. بما أننا نعلم أن التردد يساوي سرعة الضوء (ج) مقسومًا على الطول الموجي (الحرف اليوناني l) ، فإننا نعرف أيضًا العلاقة بين الطاقة وطول الموجة. يمكن أن تعطي الطاقة (أو الطول الموجي أو التردد) للضوء أدلة مهمة حول كيفية إنتاج الضوء ، وهذا التوصيف لانبعاث الضوء هو الذي يسمح لنا بفهم الأشياء في الكون البعيد.

نظرًا لأن الضوء يمكن أن يتصرف مثل جسيم وموجة ، فإننا نقول إن الضوء له ثنائية الموجة والجسيم. نسمي جسيمات الضوء الفوتونات. تميل الفوتونات منخفضة الطاقة (مثل الراديو) إلى التصرف مثل الموجات ، بينما تتصرف فوتونات الطاقة الأعلى (أي الأشعة السينية) أكثر مثل الجسيمات. هذا فرق مهم لأنه يؤثر على الطريقة التي نبني بها أدوات قياس الضوء (التلسكوبات!).

أنت على دراية بالضوء بأشكال عديدة ، مثل ضوء الشمس الذي تراه كل يوم. لكن كيف يتم إنشاء هذا النور؟ علاوة على ذلك ، كيف يمكننا استخدام خصائص الضوء لفهم الأشياء في الكون؟

مراقبة النجوم المتفجرة وبقاياها في طاقات مختلفة

من المفيد إجراء ملاحظات متعددة للأجسام الفلكية لأنها تصدر ضوءًا من طاقات مختلفة. يمكن لبقايا المستعرات الأعظمية أن تطلق الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية وموجات الراديو والأشعة السينية. يمكن لكل ملاحظة لبقايا المستعر الأعظم أن تعطينا معلومات مختلفة عنها.

دعونا نفحص سديم السرطان ، إنه فريد من نوعه لأنه يحتوي على واحد من عدد قليل من النجوم النابضة التي يمكن ملاحظتها عند العديد من الطاقات المختلفة.

شوهد إنشاء سديم السرطان في يوليو عام 1054 م عندما سجل علماء الفلك الصينيون وأعضاء قبيلة أناسازي الأمريكية الأصلية ظهور نجم جديد بشكل منفصل. على الرغم من أنه كان مرئيًا لبضعة أشهر فقط ، إلا أنه كان مشرقًا بدرجة كافية بحيث يمكن رؤيته حتى أثناء النهار! في القرن التاسع عشر ، سجل صياد المذنبات الفرنسي تشارلز ميسييه كرة غامضة من الضوء بالقرب من كوكبة الثور. تبين أن هذه الكرة الغامضة ليست مذنبًا بعد كل شيء ، ولكنها بقايا نجم ضخم شهد موته المتفجر قرونًا من قبل الصينيين والأناسازي.


موقع سديم السرطان (داخلي) في مجرة ​​درب التبانة.

يعتقد العلماء الآن أن سديم السرطان هو بقايا نجم تعرض لانفجار مستعر أعظم. انهار قلب النجم وشكل نجمًا نيوترونيًا مغناطيسيًا سريع الدوران ، وأطلق طاقة كافية لتفجير الطبقات السطحية للنجم في الفضاء بقوة قنبلة بقوة 10 28 ميغا طن أو مائة مليون رأس نووي. يقع النجم النيوتروني أو النجم النابض في السحابة الغامضة للغازات المنبعثة ، ويواصل توليد نبضات شبيهة بالضوء يمكن ملاحظتها في الطاقات الراديوية والبصرية والأشعة السينية.كان سديم السرطان أحد المصادر الأولى للأشعة السينية التي تم تحديدها في أوائل الستينيات عندما تم إجراء أول ملاحظات في علم الفلك بالأشعة السينية.


هل يؤثر التحول الأحمر في Big Bang على تردد كل من موجات الضوء والفوتونات الفردية؟ - الفلك

إذا امتدت موجة الجاذبية المسافة بين مرايا ليجو ، ألا تمدد أيضًا الطول الموجي لضوء الليزر؟

في حين أنه من الصحيح أن الموجة الثقالية تتمدد وتضغط على الطول الموجي للضوء في الذراعين من أي وقت مضى حتى قليلا، نعم هو كذلك ليس تؤثر على حقيقة أن الحزم ستقطع مسافات مختلفة حيث تغير الموجة طول كل ذراع. والشيء الوحيد الذي يهم LIGO هو المسافة التي تقطعها العوارض في كل ذراع قبل أن يتم دمجها مرة أخرى.

تم تصميم LIGO بحيث طالما أن المسافة التي تقطعها أشعة الليزر هي نفسها تمامًا في كلا الذراعين ، فسوف يقومون برحلاتهم في نفس الوقت تمامًا. عند إعادة تجميع الحزم ، تتداخل الحزم تمامًا مع بعضها البعض. بمعنى آخر ، يلغي كل منهما الآخر ولا يخرج ضوء من الجهاز. عندما يحدث هذا ، نعلم أن مقياس التداخل ومكوناته مستقرة والكون هادئ.

فجأة ، تمر موجة جاذبية! ماذا حدث؟

تتسبب موجة الجاذبية في تغيير طول كل من أذرع ليجو بطريقة معاكسة ، أي عندما تطول إحدى الذراعين ، يصبح الآخر أقصر. ثم يتحولون - الذراع الأطول تصبح الذراع الأقصر والذراع الأقصر تصبح الذراع الأطول. يحدث هذا التذبذب المعاكس في الطول طالما أن الموجات تمر ، حيث يزداد طول إحداها بينما الأخرى أقصر ، ثم العكس ، وهكذا ، حتى تتبدد الموجات.

أثناء حدوث ذلك ، تشق أشعة الليزر طريقها عبر مقياس التداخل غير مدركة لحقيقة أن المسافة التي يتعين عليها قطعها قبل الالتقاء مرة أخرى تتغير. وبالتالي ، فإن الشعاع الذي ينتقل عبر ذراع أطول يستغرق وقتًا أطول قليلاً للعودة إلى نقطة الاندماج مقارنةً بالشعاع الموجود في الذراع الأقصر ، مما يعني أنه عندما يلتقيان مرة أخرى ، فإن موجاتهم لن تؤدي بالضرورة إلى إلغاء بعضها البعض. بدلاً من ذلك ، يمرون من خلال بعضهم البعض ، أحيانًا يلغون ، لكن في أوقات أخرى يجمعون معًا لجعل الضوء أكثر إشراقًا. تمر الموجات ذهابًا وإيابًا (* تتداخل مع *) مع بعضها البعض حيث يتغير طول الذراعين ، مما يتسبب في حدوث تداخل ضوئي يتراوح تمامًا بين التدمير الكامل والبناء تمامًا. بمعنى آخر ، بدلاً من أن يخرج شيء من مقياس التداخل ، يظهر وميض من الضوء.

في حين أن هذا يبدو وكأنه فوضى ، فهو ليس كذلك. في الواقع ، أثناء مرور موجة الجاذبية ، يتغير نمط التداخل الناتج نفسه بالتزامن مع تغير أطوال الذراعين. بالنظر إلى نمط التداخل المتغير ، تقوم أجهزة كمبيوتر LIGO بفك شيفرة الكيفية التي يجب أن تتغير بها أذرع مقياس التداخل نفسه على مدار وقت مرور الموجة لإنشاء الأنماط التي تظهر. بهذه الطريقة الأنيقة ، تتسبب الأوقات المتغيرة لوصول أشعة الليزر من كل ذراع في نمط تداخل متغير يخون التغيرات في أطوال الذراعين التي تسببها موجة الجاذبية!

هذا النمط المتغير من أشعة الليزر المنحرفة التي يتم ملاحظتها وتسجيلها على مدار الوقت الذي تستغرقه موجة الجاذبية لتمريرها يخبرنا بأمرين: 1. كم تغير طول الذراعين أثناء رحلات الأشعة الضوئية و ، 2. التردد الذي عنده ، أو مدى سرعة تغير الأطوال (أطول ثم أقصر ثم أطول ، إلخ) استجابة لموجة الجاذبية. يمكن أن تخبرنا هذه المعلومات عن سبب نشوء موجة الجاذبية في المقام الأول.

هذا هو السبب في أن الأطوال الموجية للضوء ليس لها تأثير على نمط التداخل المهم للغاية. إن تأثيرات تغيرات الطول في الذراعين تفوق بكثير أي تغيير في الطول الموجي لليزر ، لذلك يمكننا فعليًا تجاهله تمامًا.

كيف سيعرف LIGO أن إشارة في البيانات جاءت بالفعل من حدث في الفضاء؟ هل يمكنك أن تكون متأكدًا بنسبة 100٪ ، حتى عندما تقيس مختبرات متعددة نفس الاهتزاز؟

يستخدم LIGO العديد من التقنيات للتنقيب في ضجيج الضوضاء الاهتزازية لتأكيد اكتشاف الموجات الثقالية. بعض هؤلاء هم:

  • قياس جميع مصادر الضوضاء المعروفة (مثل الزلازل والرياح وأمواج المحيط وحركة المرور والأنشطة الزراعية وحتى الاهتزازات الجزيئية في مرايا LIGO & # 39) باستخدام مقاييس الزلازل ومقاييس المغناطيسية والميكروفونات وأجهزة الكشف عن أشعة جاما ، ثم تصفية الاهتزازات التي تسببها هذه مصادر من بياناتنا.
  • البحث عن إشارات متطابقة ومتزامنة من أجهزة كشف متعددة في جميع أنحاء العالم (LIGO ، Virgo ، GEO600). هذا يستبعد مصادر الضوضاء المحلية لكاشف معين. كلما زاد عدد الكاشفات التي تشعر بالاهتزاز نفسه في نفس الوقت & quot (احتساب وقت السفر بين الكاشفات) ، كلما تأكدنا أكثر من أن مصدر الاهتزاز لم يكن محليًا.
  • المقارنة المستمرة للإشارات الصادرة من مقاييس التداخل بالأنماط النظرية لموجات الجاذبية الناتجة عن الظواهر المعروفة (هذه الأنماط مشتقة مباشرة من معادلات النسبية العامة).
  • مقارنة وقت وصول حدث موجة جاذبية محتمل مع حدث كهرومغناطيسي (EM) شاهدته مراصد EM.

لقد أثبتت هذه الأساليب نجاحها بشكل كبير. ولعل الأهم من ذلك ، أن التقنية الأخيرة المذكورة أعلاه قد تم استخدامها لأول مرة في أغسطس 2017 عندما اكتشف LIGO أول زوج من النجوم النيوترونية المندمجة. تزامن وقت وصول موجات الجاذبية مع انفجار قصير لأشعة غاما تم اكتشافه بواسطة مرصد مداري. في غضون عشرات الدقائق ، تم دمج البيانات من LIGO و Virgo وكاشفات أشعة جاما وتم تحديد مصدر الحدث في رقعة صغيرة جدًا من السماء. في غضون ساعات قليلة ، قام علماء الفلك ، بتصوير المجرات بشكل منهجي في تلك البقعة من السماء ، برصد جسم جديد شبيه بالنجوم في مجرة ​​تبعد 130 مليون سنة ضوئية ، وهي المرة الأولى التي يلاحظ فيها علماء الفلك الكهرومغناطيسي حدوث موجة ثقالية.

كاختبار إضافي لقدرات LIGO & # 39s ، كان تقدير LIGO & # 39s للمسافة إلى هذا الحدث (المعلومات المشفرة أيضًا في نمط التداخل) في اتفاق شبه كامل مع التقديرات التي حصل عليها علماء الفلك الكهرومغناطيسي بشكل مستقل. قدم هذا دليلًا لا يمكن دحضه على أن ليجو يكتشف حقًا موجات الجاذبية من مناطق بعيدة في الكون. ستزداد ثقتنا فقط مع عدد الاكتشافات لدينا ، خاصةً مع ملاحظة المزيد أيضًا من قبل شركائنا الكهرومغناطيسية.

كل ما يقال ، تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد جهاز قياس دقيق بنسبة 100٪. في LIGO ، نود أن نكون متأكدين بنسبة تزيد عن 99.9999٪ من أن الإشارة لم تكن ناجمة عن بعض الضوضاء الأرضية قبل أن نعلن عن اكتشاف حقيقي للعالم.

لماذا تحتاج إلى إنشاء فراغ للحصول على بيانات دقيقة؟

هناك سببان رئيسيان وراء حاجة LIGO للعمل في فراغ أصلي:

1. لتقليل اهتزازات الصوت. الموجات الصوتية هي اهتزازات جزيئات ، عندما ترتد عن العوائق ، تتسبب في اهتزاز أشياء أخرى (مثل طبلة الأذن). نظرًا لأن الإشارات التي يحتاج ليجو إلى الشعور بها حساسة للغاية ، فحتى بعض الجزيئات التي ترتد عن مرايا ليجو يمكن أن تسبب اهتزازات يمكن أن تحاكي أو تخفي إشارة موجات الجاذبية. هذا هو سبب بذل الكثير من الجهد للتخلص من أكبر قدر ممكن من الهواء باستخدام نظام الفراغ LIGO & # 39 s. نظرًا لأن الصوت لا يمكن أن ينتقل في الفراغ (لا توجد جزيئات تعني عدم وجود صوت) ، فإن بيئة الفراغ LIGO & # 39s تمنع الموجات الصوتية من إحداث اهتزازات في المرايا. يوفر الفراغ بيئة فائقة الهدوء وخالية من الجزيئات تقريبًا حيث يمكن للكاشف العمل و & # 39 & # 39 & # 39 ؛ الاستماع & # 39 لموجات الجاذبية.

2. لتقليل تشتت الضوء. يستخدم LIGO أشعة الليزر لقياس المسافة بين المرايا المعلقة (نسميها & quottest masses & quot). لسوء الحظ ، يمكن أن يتشتت ضوء الليزر وينكسر و (يحتمل) امتصاصه بواسطة الجزيئات. حتى القليل من جزيئات الأكسجين أو النيتروجين في مسار أحد أشعة الليزر LIGO & # 39s يمكن أن تتسبب في تبعثر الحزمة وإنشاء & # 39 وميض & # 39 يمكن أن يحاكي إشارة موجة الجاذبية. فكر في النجوم المتلألئة. تتلألأ النجوم لأن الضوء القادم من النجم يرتد حوله حيث يصادف جيوبًا من الهواء متفاوتة الكثافة في غلافنا الجوي (بسبب اختلاف درجات الحرارة ومستويات الرطوبة). تتشتت الفوتونات نفسها وتنعكس وتنكسر أثناء انتقالها إلى عينك ، والتي ترى التأثير على أنه وميض. في فراغ الفضاء ، لا تومض النجوم لأنه لا يوجد غلاف جوي يعيق الفوتونات. لذلك إذا كانت أنابيب حزمة LIGO & # 39s تحتوي على هواء بداخلها ، فإن الفوتونات الموجودة في حزم الليزر سترتد حولها (في جوهرها ، وميض) ، مما يجعل من المستحيل بالنسبة لنا التمييز بين وميض موجة الجاذبية من مجرد ضوء منتشر. للتخلص من هذه المشكلة ، تحتوي أنابيب LIGO & rsquos المفرغة من 8 إلى 10 مرات على ذرات وجزيئات أقل من فراغ الفضاء! هذا يضمن أن أي اهتزازات ملحوظة في ضوء الليزر لا تنتج عن تشتت الذرات أو الجزيئات في أنبوب الحزمة.

كيف تمنع المرايا من اكتشاف اهتزازات الأرض؟

يستخدم LIGO استراتيجيتين أساسيتين لحماية أجهزة الكشف من الاهتزازات الأرضية. يشار إليها باسم & ldquoPassive & rdquo و & ldquoActive & rdquo أنظمة عزل الاهتزاز. يحتوي كل واحد على العديد من المكونات ، لكن الأساسيات بسيطة جدًا.

بندول أساسي & quadquad & quot يوضح التخميد السلبي من خلال التعليق

عزل الاهتزاز السلبي

يمنع نظام LIGO & rsquos لعزل الاهتزاز السلبي الاهتزازات من الوصول إلى المرايا (وأقصى الكتل & quot) التي تعكس شعاع الليزر ، والتي تخبرنا بما إذا كانت موجة الجاذبية قد مرت أم لا. يقوم بذلك باستخدام بعض مفاهيم الفيزياء الأساسية إلى حد ما: مبادئ البندول ، وقانون القصور الذاتي.

البندولات هي عوازل اهتزاز ممتازة. جرب هذا في المنزل: باستخدام الصورة الموجودة على اليسار كدليل ، اربط أربع غسالات ثقيلة معًا في خط ، كل واحدة مفصولة بطول متساوٍ من الخيط (هذا مشابه لـ LIGO & # 39s & quotquad & quot (أي 4 قطع) تعليق) . أمسك الخيط في الأعلى وقم بهزه سريعًا ذهابًا وإيابًا بكمية صغيرة (أنت تحاكي الاهتزازات من البيئة المحيطة بـ LIGO). لاحظ أن الكتلة الأدنى (في LIGO هذه هي كتلة الاختبار) تتحرك قليلًا جدًا ، إن وجدت ، مقارنة بالكتلة العلوية. وذلك لأن كل جزء في البندول يمتص الاهتزاز الذي يشعر به من الأعلى ويمنعه من الانتقال إلى المقطع أدناه. وبهذه الطريقة ، يقوم هذا النظام & quot؛ بعزل & & quot؛ الكتلة السفلية من & quot؛ الضوضاء & quot التي قمت بإنشائها فوقها.

الآن ، هناك عامل آخر يمكن أن يؤثر على مدى بقاء الكتلة السفلية بينما تهز القمة: أوزان الأشياء التي ربطتها معًا في البندول. هذا هو المكان الذي يكون فيه قانون القصور الذاتي مفيدًا. ينص قانون القصور الذاتي على أنه كلما كان الشيء أثقل ، زادت الطاقة اللازمة لتحريكه (حاول دفع دراجة صعودًا مع وجود شخص أو بدونه!). للاستفادة من هذا التأثير ، فإن كل & # 39 عقدة & # 39 (الترباس أو الغسالة في نظام التعليق المنزلي الخاص بك) في سلسلة التعليق الرباعية LIGO & # 39s هي كتلة ضخمة في حد ذاتها تمتلك الكثير من القصور الذاتي. ببساطة عن طريق القصور الذاتي ، يمكن لكل كتلة أن تمتص الاهتزازات القادمة من الأعلى وتمنعها من الوصول إلى الكتلة الموجودة بالأسفل مباشرة. قد يتسرب القليل إلى الكتلة أدناه ، ولكن بعد ذلك يمتص القصور الذاتي الكثير من تلك الاهتزازات ويمنعها من الوصول إلى الكتلة التالية ، وهكذا دواليك. والنتيجة هي أن كل كتلة لاحقة في السلسلة تكون أكثر استقرارًا من الكتلة المذكورة أعلاه.

ما مدى فعالية هذا حقا؟ في نظام تعليق LIGO & # 39 ، تقلل هذه العملية أي اهتزازات موجودة في الجزء العلوي من التعليق 100 مليون مرة أصغربحلول الوقت الذي يصلون فيه إلى كتلة الاختبار! نعم ، هناك طرق أخرى في نظام التعليق الرباعي وجدها مهندسو LIGO لتقليل الاهتزازات. ولكن يتم تحقيق ذلك في جزء كبير منه من خلال العمليات المذكورة أعلاه.

عزل الاهتزاز النشط

بقدر ما هو جيد ، لا يزال نظام & quotPassive & quot في حد ذاته غير جيد بما يكفي لتمكين LIGO من اكتشاف موجات الجاذبية. للوصول إلى هذا المستوى ، يتم احتواء النظام السلبي نفسه في نظام عزل & quotActive & quot. كما يوحي الاسم ، فإن العزل النشط هو عملية يتم من خلالها اكتشاف عدد من أجهزة الاستشعار في مقاييس تداخل LIGO & # 39 وبالقرب منها الاهتزازات من البيئة (الرياح والزلازل وحركة المرور وما إلى ذلك) وإرسال إشارات التغذية الراجعة إلى المشغلات التي تحرك نظام العزل السلبي فعليًا لإلغاء أكبر عدد ممكن من الاهتزازات قبل أن تؤثر حتى على النظام الخامل. إنه نفس المبدأ الأساسي الذي تعمل به سماعات إلغاء الضوضاء. لا يمكن لهذا النظام النشط إزالة جميع الاهتزازات ، ومع ذلك ، فإن القليل الذي يصل إلى نظام التعليق الرباعي يتم الاهتمام به بواسطة نظام العزل السلبي الموصوف أعلاه.

تعمل أنظمة العزل النشطة والسلبية معًا على إبقاء مرايا LIGO & rsquos ثابتة تمامًا ومهيأة لاكتشاف موجات الجاذبية. بشكل مثير للإعجاب ، كل هذا الجهد جعل مقاييس التداخل LIGO & # 39s أكثر أجهزة القياس حساسية على الإطلاق.

لمزيد من المعلومات حول كيفية عمل أنظمة العزل هذه ، اقرأ عزل الاهتزاز.

كيف يستخدم LIGO البيانات التي يجمعها؟

في عام 1916 ، تنبأ ألبرت أينشتاين بوجود موجات الجاذبية في نظريته عن النسبية العامة. وحتى 14 سبتمبر 2015 ، استنتجنا فقط أنهم موجودون. اليوم ، قام LIGO بعمل اكتشافات كافية لتعرف دون أدنى شك ، أن موجات الجاذبية حقيقية! كلما زادت الاكتشافات التي يقوم بها LIGO ، زادت الأسئلة التي سيساعدها في الإجابة عن الفيزياء والكون بشكل عام. نظرًا لأن كل مصدر لموجات الجاذبية يلعب دورًا فريدًا من نوعه ، فإن أول شيء نتعلمه هو ما هو الحدث المذهل في الكون الذي ولد الموجة. ال معروف الاحتمالات هي:

  • دمج (التحام) الثقوب السوداء ، أو النجوم النيوترونية ، أو اندماج نجم نيوتروني مع ثقب أسود
    • نشأت موجات الجاذبية التي اكتشفها مرصد ليجو في 14 سبتمبر 2015 عن اندماج ثقبين أسودين ضخمين. بعد أقل من عامين ، في 17 أغسطس 2017 ، اكتشف ليجو اصطدام النجوم النيوترونية. هذان الحدثان على وجه الخصوص ، صنع التاريخ العلمي.

    وهناك دائمًا احتمال أن نكتشف شيئًا ما يمكننا شرحه حتى الآن.

    ستزيد نتائج LIGO & rsquos بشكل كبير من قاعدة المعرفة لعلماء الفلك الذين يراقبون الطيف الكهرومغناطيسي (على سبيل المثال ، موجات الراديو ، الأشعة تحت الحمراء ، الأشعة السينية ، أشعة جاما). في بعض الحالات ، قد تحتوي بيانات LIGO & rsquos على أجزاء أساسية من المعلومات اللازمة للإجابة على هذه الأسئلة الكبيرة:

    • كم عدد النجوم النيوترونية والثقوب السوداء الموجودة في مجرة ​​نموذجية؟
    • كيف يتم إنشاء الأنظمة الثنائية التي تحتوي على هذه الكائنات في المقام الأول ، وكم مرة تصطدم؟
    • هل هذه الأنظمة هي مصدر دفقات أشعة جاما القصيرة المرصودة والغامضة التي نراها غالبًا؟ (قدم اكتشاف LIGO & # 39s للنجوم النيوترونية المتصادمة في أغسطس 2017 دليلًا واضحًا على أن بعض انفجارات أشعة جاما القصيرة على الأقل ناتجة في الواقع عن اصطدام النجوم النيوترونية.)
    • كيف & quotlumpy & quot هي انفجارات السوبرنوفا والنجوم النيوترونية؟
    • هل تؤثر الثقوب السوداء حقًا على المكان والزمان بالطريقة التي تتنبأ بها نظرية أينشتاين؟
    • هل يمكن لموجات الجاذبية أن تخبرنا بأي شيء عن اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم؟

    بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من أن LIGO سيبحث عن موجات الجاذبية التي تسببها الظواهر الفلكية ، فإن بيانات LIGO & # 39 ستساهم أيضًا في مجتمعات الفيزياء والهندسة الأوسع وستساعد في الإجابة على الأسئلة الأساسية للفيزياء ، مثل:

    • ما هي خواص موجات الجاذبية؟
    • هل النسبية العامة هي النظرية الصحيحة للجاذبية؟
    • هل النسبية العامة صالحة في ظل ظروف الجاذبية الشديدة؟
    • هل الثقوب السوداء في الطبيعة هي الثقوب السوداء للنسبية العامة؟
    • كيف تتصرف المادة تحت شدة الكثافة والضغط؟

    أخيرًا وليس آخرًا ، يقدم LIGO بالفعل مساهمات خارج علم الفلك والفيزياء الفلكية من خلال تطوير المعرفة في المجالات التالية:

    • قياس الكم / قياس الزمكان عالي الدقة
    • البصريات / البصريات الكمومية / أنظمة الليزر
    • علوم وتكنولوجيا الفضاء
    • الجيولوجيا والجيوديسيا
    • علوم وتكنولوجيا المواد
    • المبردة والالكترونيات المبردة
    • الحوسبة
    • طرق في الفيزياء النظرية
    • أدت الكيمياء (اكتشاف LIGO & # 39s للنجوم النيوترونية المتصادمة إلى فهم جديد تمامًا لأصول العناصر الثقيلة في الجدول الدوري ، والإجابة على سؤال طويل الأمد حول كيفية تشكل هذه العناصر بالكميات التي نلاحظها في الكون بشكل عام. )

    على الرغم من أن LIGO صُمم للاستماع إلى ظاهرة مراوغة واحدة لا يمكن اكتشافها تقريبًا ، إلا أن تأثيرها الأوسع على العلم كان كبيرًا بالفعل.

    كم مرة يمكن لموجات الجاذبية التي يمكن أن يكتشفها ليجو أن تمر عبر الأرض؟

    لا أحد يعرف حتى الآن. يُعتقد أن موجات الجاذبية القوية نادرًا ما تحدث بدرجة كافية لدرجة أن LIGO لم يكتشف أيًا منها في سنوات تشغيله الأولى بين عامي 2002 و 2010. ومع ذلك ، بعد ترقية رئيسية استغرقت 4 سنوات لإكمالها ، اكتشف ليجو أول موجة جاذبية له في 14 سبتمبر 2015، في غضون أيام من تشغيل الكاشف الجديد والمحسن. بعبارة أخرى ، في غضون أيام قليلة ، أنجز LIGO شيئًا لم يتحقق في 8 سنوات من التشغيل السابق! هذا يبشر بالخير لعمليات الكشف في المستقبل.

    في المتوسط ​​، خلال أول جولتي مراقبة ، تم إجراء اكتشافات LIGO & # 39 بمعدل مرة كل شهرين ، وهذا قبل أن نصل إلى ما يسمى & quot؛ حساسية التصميم & quot (والتي نتوقع أن نصل إليها في عام 2020). تشير عمليات الكشف الأحد عشر المؤكدة التي تم إجراؤها حتى الآن إلى أن هذه الأنواع من الأحداث شائعة نسبيًا. بمجرد أن تصل كواشف LIGO & # 39s إلى أقصى درجات حساسيتها ، يمكن أن تكتشف موجات الجاذبية بمعدل واحد أسبوعيًا. الطريقة الوحيدة لتنقيح تقديرات عدد المرات التي تمر فيها موجات الجاذبية القابلة للاكتشاف هي الاستمرار في إجراء عمليات الكشف!

    تحقيقا لهذه الغاية ، من المتوقع أنه في غضون 10 سنوات ، سيتم تشغيل خمسة كاشفات لموجات الجاذبية مثل (بما في ذلك) LIGO في جميع أنحاء العالم. عندما يحدث ذلك ، يجب أن نكون مستعدين لاكتشاف موجات الجاذبية 24 ساعة في اليوم ، 7 أيام في الأسبوع ، 365 يومًا في السنة. من يدري ما ينتظره العديد من العجائب!

    إذا كانت التقديرات الحالية تشير إلى أن النجوم النيوترونية المندمجة تولد موجات ثقالية في مجرة ​​مرة واحدة كل 10000 عام ، فكم عدد الأحداث التي يمكن أن نكتشفها حاليًا كل عام؟

    اكتشف LIGO أول اندماج نجمي نيوتروني في 17 أغسطس 2017 في حدث تم رصده أيضًا في جميع أنحاء العالم من قبل علماء الفلك الكهرومغناطيسي. بمجرد أن يصل LIGO إلى أكثر حالاته حساسية ، يتم دمج حوالي 40 نجمًا نيوترونيًا كل سنة قد يتم الكشف عنها.

    قد تسأل الآن ، فهل هذا ممكن إذا كانت مثل هذه الأحداث نادرة جدًا في مجرتنا؟ & quot

    إذا لم يستطع LIGO استشعار الأحداث التي تحدث خارج مجرتنا (أكثر من 80000 سنة ضوئية) ، فربما يتعين علينا الانتظار طويل جدا الوقت لاكتشاف موجة الجاذبية. لكن أجهزة الكشف المتقدمة LIGO & rsquos يمكنها أن تسمع آلاف المرات أب بعيدًا عن هذا ، مستعدًا للكشف عن موجات الجاذبية التي تنشأ في المجرات بقدر ما مئات الملايين على بعد سنوات ضوئية (نشأ حدث أغسطس 2017 في مجرة ​​تبعد 130 مليون سنة ضوئية).

    من الصعب تقدير عدد المرات التي قد نكتشف فيها أي موجة جاذبية.على الرغم من أننا أكدنا الآن ما يقرب من اثني عشر اكتشافًا ، إلا أننا ما زلنا لا نعرف الكثير عن مصادر موجات الجاذبية التي يمكن اكتشافها بخلاف ما افترضه علماء الفيزياء الفلكية. مصدر واحد نحن أعرف النجوم النيوترونية الثنائية موجودة واكتشفت الآن (نجمان نيوترونيان يدوران حول بعضهما البعض). في أكثر حالاته حساسية ، يمكن أن يكتشف LIGO اندماج النجوم النيوترونية إلى حوالي 650 مليون سنة ضوئية (5 مرات أبعد من حدث أغسطس 2017). بالطبع ، هذا لا يعني أن LIGO فاز بأحداث أكثر قوة على مسافات أكبر بكثير. كان هذا هو الحال مع أول اكتشاف لـ LIGO & # 39 ، تم إنشاؤه بواسطة ثقبين أسودين على بعد حوالي 1.3 مليار سنة ضوئية.

    ما هو مهم حقًا لـ LIGO هو vأولوم من الفضاء & # 39samples & # 39. تترجم مسافة 650 مليون سنة ضوئية من الأرض إلى أ أربعة حجمالخامس مساحة تزيد عن مليار سنة ضوئية مكعبة! يحتوي حجم مليار سنة ضوئية مكعبة على حوالي مليون مجرة ​​من نوع درب التبانة. لذلك ، مع وجود مليون مجرة ​​كاملة لاستكشافها ، نتوقع أن نكتشف (في المتوسط) حوالي 40 عملية اندماج بين النجوم النيوترونية سنويًا بمجرد أن تصل الكواشف إلى حساسية التصميم الخاصة بها.

    إذا أحدثت موجات الجاذبية مثل هذه التغييرات الصغيرة على الأرض ، فلماذا هي مهمة؟

    ربما لن تكون موجات الجاذبية مفيدة في مساعدتنا على فهم العمليات على الأرض ، لكنها ستساعدنا على فهم العمليات التي تحدث في الفضاء الخارجي ، مثل تصادم أزواج من الثقوب السوداء. لقد تعلمنا بالفعل الكثير من اكتشافين فقط من أول اكتشافات لدينا:

    من اكتشافنا الأول للثقوب السوداء المندمجة ، تعلمنا:

    (أ) الثقوب السوداء الثنائية موجودة بالفعل (كانت مجرد نظرية من قبل) ، و

    (ب) توجد أيضًا ثقوب سوداء كتلتها حوالي 30 ضعف كتلة الشمس (يعمل علماء الفلك على فهم كيفية صنع مثل هذه الثقوب السوداء)

    لم تكن أي من هذه الحقائق معروفة قبل اكتشاف LIGO & # 39 لأول مرة.

    من اكتشافنا الأول لدمج النجوم النيوترونية ، تعلمنا:

    (أ) أن مصدرًا واحدًا على الأقل لانفجارات أشعة جاما القصيرة هو دمج النجوم النيوترونية ، و

    (ب) أن النجوم النيوترونية المندمجة هي ، في الواقع ، مسؤولة عن توليد كميات العناصر الثقيلة التي نلاحظها في جميع أنحاء الكون. أدى هذا الاكتشاف الفردي إلى إعادة كتابة القصص الأصلية للعديد من العناصر في الجدول الدوري.

    المعرفة التي يكتسبها علماء الفلك من قياس موجات الجاذبية يمكن أيضًا أن تحسن فهمنا للمكان والزمان والمادة والطاقة وتفاعلاتهم. وبذلك ، يمكننا إحداث ثورة في معرفة الإنسانية وفهم طبيعة الوجود نفسه. أيضًا ، تأثير LIGO & # 39 على العلوم بشكل عام سوف يتجاوز نطاق مجالات علم الفلك والفيزياء الفلكية. لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع ، قم بزيارة لماذا نكتشفها؟ في معرفة المزيد.

    ما أنواع المعلومات التي يمكن أن توفرها موجات الجاذبية؟

    ستوفر موجات الجاذبية اختبارًا لنظرية أينشتاين للنسبية العامة في ظل ظروف الجاذبية القاسية حيث لم يتم اختبارها من قبل. سوف يعطوننا أيضًا مزيدًا من المعلومات حول الشكل الكثيف بشكل لا يمكن تصوره من المادة التي تشكل النجوم النيوترونية. تحتوي النجوم النيوترونية على مادة أكثر من شمسنا المكدسة في كرة بحجم مدينة - عرضها حوالي 10 كيلومترات (6 ميل). هذه الأشياء كثيفة للغاية وخطورتها هائلة لدرجة أن الشخص يزن 150 رطلاً. (68 كجم) على الأرض تزن 21.000.000.000.000 رطل. (9،545،000،000،000 كجم) على نجم نيوتروني! إن المادة المكونة للنجم النيوتروني ، المتجمعة بشكل وثيق ومكثف معًا ، تسمى & quot توليد المادة & quot ، وهي ليست مفهومة جيدًا. سيساعد LIGO في تحسين فهمنا للمادة المتدهورة.

    ستخبرنا موجات الجاذبية أيضًا عن عدد الأجسام الموجودة في الكون مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. سوف يعطوننا نظرة ثاقبة لما يحدث خلال بعض انفجارات الكون الأكثر عنفًا. يومًا ما ، قد تسمح لنا موجات الجاذبية بفهم ما كان يحدث في اللحظات الأولى من الكون عندما كان كثيفًا وساخنًا لدرجة أنه لا يمكن للضوء أن يتحرك. أي فوتونات صدرت خلال تلك الفترة تم امتصاصها منذ فترة طويلة بواسطة بلازما من الأيونات الحارة ، لكن موجات الجاذبية من تلك الحقبة يمكن أن تنتقل مباشرة إلى الأرض مع تدخل ضئيل من المادة في الكون.

    ما هي الاكتشافات التي يأمل LIGO في تحقيقها؟

    كشف LIGO & # 39s التاريخي لعام 2015 عن ثقبين أسودين متصادمين ، واكتشاف التحول النموذجي للنجوم النيوترونية المتصادمة في عام 2017 ، فتح مجالًا جديدًا للفيزياء الفلكية. سواء تم اكتشاف موجات الجاذبية من تصادم الثقوب السوداء ، أو المستعرات الأعظمية ، أو بقايا الإشعاع من الانفجار العظيم ، أو حتى مجرد أصغر عيوب في النجوم النيوترونية فائقة الكثافة التي تدور بسرعة ، فإن مقدار المعرفة الأساسية الجديدة المحتملة عن الكون المتطرف الذي سنكتسبه هائل. والأفضل من ذلك ، كما هو الحال مع أي علم ، أن أفضل المكافآت تأتي من اكتشاف أشياء لم نعرف عنها من قبل ، أو لم نتخيلها أبدًا ، أو ببساطة لا نفهمها. كما هو الحال في كل مرة نظرنا فيها إلى السماء بطريقة مختلفة ، سواء كان ذلك من خلال نظارات الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة السينية أو نظارات أشعة غاما ، فمن المؤكد أننا سنستلهم ما نفتنه ديدن و rsquot نتوقع أن تجد.


    10 إجابات 10

    أولا سرعة الضوء ليست سرعة الضوء ، إنها سرعة السببية. لدى PBS Space Time فيديو رائع حول هذا الموضوع. يسير الضوء بهذه السرعة لأنها بالسرعة التي يُسمح للأحداث بالانتشار فيها في كوننا. اجعل سرعة الضوء لانهائية والآن أصبحت سرعة السببية لانهائية. هذا يعني أن الأحداث التي تحدث هنا يمكن أن تؤثر على أجزاء بعيدة من الكون على الفور. هذا له عواقب وخيمة.

    سرعة الضوء / السببية هي أيضًا نوع من عامل التحويل الشامل بين الكتلة والطاقة ، والمكان والزمان. إذا كانت لا نهائية ، فإن الكتلة والطاقة والفضاء والوقت هي الآن أربعة أشياء منفصلة ، وليست شيئين. هذا أيضا له عواقب وخيمة.

    في كوننا لدينا "زمكان" رباعي الأبعاد. الكون النيوتوني له "فضاء" ثلاثي الأبعاد و "زمن" ذو بعد واحد. سرعة الضوء هي عامل التحويل بين المكان والزمان. إذا كانت لانهائية فلا يوجد تحويل. المكان والزمان هما الآن شيئان مختلفان جوهريًا. هذا له عواقب عميقة على كيفية عمل كوننا ، مثل الجاذبية. على سبيل المثال ، الجاذبية ليست قوة ، لكنها زمكان منحني رباعي الأبعاد. أدى هذا إلى حل العديد من التناقضات الصغيرة في الملاحظات الكوكبية والنجمية. يمكن التعامل مع ذلك بسهولة بالقول إن التناقضات ببساطة لن تكون موجودة في كونك. حسنًا ، لكن علم الفلك هو حقًا أقل المشكلات.

    الكتلة والطاقة أشياء مختلفة. E = mc ^ 2 ، معادلة الكتلة والطاقة ، لن تكون كذلك. هذا له عواقب عميقة وعميقة. لا يقول معادلة الكتلة والطاقة أن الكتلة يمكن تحويلها إلى طاقة ، كما تقول الكتلة هي خاصية للطاقة. لا يوجد شيء اسمه "مادة" ، إنها مجرد شكل خاص من أشكال الطاقة. يعتمد الكثير من عالمنا المادي على هذا. في الكون النيوتوني ، المادة والطاقة أشياء منفصلة. إليك المزيد حول أهمية E = mc ^ 2 من PBS Space Time.

    بما أن المادة والطاقة الآن غير قابلين للتحويل ، سيتم الحفاظ على كل من الطاقة والمادة دائمًا. لن يكون الاندماج ، الذي يحول جزءًا من الكتلة الباقية إلى طاقة ، ممكنًا. لا اندماج ولا حرارة من النجوم. لا حرارة من النجوم ، لا حياة. النجوم تنهار تحت تأثير الجاذبية إلى كتل من المادة تم تسخينها في البداية عن طريق الانهيار التثاقلي ولكنها في النهاية تصبح باردة. تتطلب النجوم النيوترونية (والنجوم العادية) تأثيرات كمية لا توجد في الكون النيوتوني.

    في الكون النسبي ، بسبب معادلة الكتلة والطاقة ، تمتلك الطاقة "كتلة". الصندوق الذي يحتوي على 1 جرام من المادة والآخر يحتوي على 9 × 10 13 جول من الطاقة لهما نفس الكتلة والطاقة ونفس قوة الجاذبية. في الكون النيوتوني ، الأمر ليس كذلك. لا يوجد معادلة للكتلة والطاقة ، لذا فإن الطاقة لا تمارس الجاذبية ولا تشعر بها. لا عدسة الجاذبية. لا ثقوب سوداء. يمكن فقط امتصاص الطاقة وعكسها.

    تظهر سرعة الضوء في العديد من المعادلات ، حتى تلك التي يبدو أنها ليست كذلك. العديد من المعادلات الفيزيائية التي نتعلمها في المدرسة هي في الواقع إصدارات غير نسبية للاستخدام فقط بسرعات نسبية منخفضة. على سبيل المثال ، معادلة الطاقة الحركية: 1/2 م * ت ^ 2 أكثر تعقيدًا بكثير في النسبية وتستخدم سرعة الضوء. جعل سرعة الضوء لا نهائية يغير كل هذا.

    ثم هناك مسألة الوقت. إذا كان الضوء والطاقة والسببية يسافرون بسرعات غير محدودة ، فليس لدينا "ماضي" ولا "مستقبل". كل شيء يحدث في "الحاضر" دفعة واحدة. إذا كانت سرعة الضوء / السببية لانهائية ، فليس لدينا وقت. مرة أخرى ، إليك برنامج PBS Space Time حول أصل الزمن ولماذا سرعة الضوء ضرورية لوجود الوقت.

    ها أنت ذا. لا مكان للزمان. لا يوجد معادلة للكتلة والطاقة. لا اندماج. لا نجوم. لا وقت. سيكون الكون النيوتوني مختلفًا جدًا جدًا جدًا.

    هذه مجرد نظرة عامة واسعة. تتغير العديد والعديد من المعادلات اليومية ، أو يجب اشتقاقها بطريقة مختلفة جذريًا. لم أتطرق أيضًا إلى نقص ميكانيكا الكم التي تقضي على كل شيء من الترانزستورات إلى النجوم (مرة أخرى). هناك المزيد حول ذلك في الفيزياء. لكي يعمل كونك ويكون متسقًا سيتعين عليك إعادة هندسة جزء كبير من الواقع حتى يظل العالم المجهري يعمل كما هو الآن.

    بدلا من ذلك تترك عالمك على مستوى القرن الثامن عشر من التفاهم. النجوم تتألق ، هناك وقت وسببية ، لا يعرفون كيف ولماذا ، ولا تحتاج إلى شرح ذلك. تسمح العلاقة الخطية بين السرعة والطاقة الحركية لسفن الفضاء بتكنولوجيا أبسط بكثير.

    أو أنك لا تدع أي شخص لديه خلفية فيزيائية جيدة يلعب. :)

    نظرًا لأننا لسنا متأكدين تمامًا من حجم كوننا حقًا ، نظرًا لأن سرعة الضوء لا تسمح لنا إلا بالمراقبة حتى الآن ، فقد تكون سماء الليل مشرقة بشكل مذهل ، مع امتداد ضوء النجوم في كل اتجاه قبالة إلى ما لا نهاية.

    في الأساس نحن ننظر إلى كون بدون تأثيرات نسبية. لا السفر عبر الزمن. ومع ذلك ، إذا لم تزداد كتلة الجسم مع سرعته ، فيمكن أن يكون لدينا بعض النظريات المثيرة للاهتمام حول السفر إلى الفضاء ، ولكن لا يوجد شيء في متناول تقنيتنا في المائة عام القادمة أو نحو ذلك. أيضًا ، نظرًا لأن الضوء ينتقل إلى أي مكان على الفور ، يمكننا التواصل عبر أي مسافة بدون تأخير ، لذلك سيكون الإنترنت سعيدًا :)

    الاختلاف الأكبر هو أن الكيمياء كلها ستعتمد على سرعتك الحالية.

    في ميكانيكا نيوتن ، لديك ما يسمى "تحول جاليلي". يصف هذا كيفية تغيير الإطارات المرجعية. على سبيل المثال ، إذا كنت أقف في طائرة ، يمكنني إلقاء كرة قدم لك بسهولة ، على الرغم من أننا نتحرك بسرعة كبيرة جدًا. لست بحاجة إلى التفكير في سرعة الطائرة ، وتحديد مكانك ، ثم توجيه كرة القدم إلى المكان الذي ستكون فيه خلال ثانيتين. أنا فقط أتظاهر أن الطائرة بلا حراك ورمي الكرة إليك. يعمل هذا لأن قوانين الحركة لا تتغير عند تطبيق تحول جاليلي.

    في كون غير نيوتوني ، مثل الكون الذي نعيش فيه ، فإن التحول الغاليلي ليس دقيقًا تمامًا. عندما تقترب من سرعة الضوء ، فإنك تحتاج إلى "تحويل لورينتز". هذا له نفس المفهوم ، مما يجعل الطائرة تبدو على الرغم من أنها ثابتة ، لكنها تعمل بنسبية خاصة.

    نصل الآن إلى معادلات ماكسويل. هذه تصف الكهرباء والمغناطيسية. الآن ، على عكس قوانين الحركة ، تتغير هذه التغييرات في ظل تحول غاليلي ، ولكن ليس في ظل تحول لورنتز. في عالمنا ، يعمل المحرك الكهربائي بشكل متماثل بغض النظر عما إذا كان ثابتًا أو يتحرك بسرعة كبيرة على متن طائرة ، لأن كوننا يستخدم تحويل لورنتز. في الكون النيوتوني ، باستخدام التحول الغاليلي ، ستعمل الكهرباء بشكل مختلف في الحالتين.

    الآن ، ما هي آثار ذلك؟ حسنًا ، قم بتغيير القوة النسبية للكهرباء والمغناطيسية ، وسوف يتغير حجم الذرة. سيتغير ثابت البنية الدقيقة أيضًا ، لذلك ستبدأ جميع العناصر في امتلاك خواص كيميائية مختلفة.

    • مصنع تحدث فيه بعض الخطوات الحاسمة بسرعة عالية ، حيث يمكن أن يحدث تفاعل كيميائي لم يكن ليحدث لولا ذلك.
    • حد لسرعة السفر الآمن في الفضاء الخارجي. يمكنك الإسراع باستمرار ، ولكن في النهاية ستصل إلى سرعة لا تعمل بها العمليات الكيميائية في جسمك.
    • سيطور الجيش مكملات من شأنها أن تسمح لسفنهم بالسفر بسرعة أكبر ، عن طريق استبدال البروتينات التي لم يعد بإمكان جسمك إنتاجها.
    • حضارة غريبة ، تسافر عبر نفس الفضاء مثلنا ، ولكن بسرعة مختلفة ، قد تكون مبنية على كيميائها المختلفة. لذلك ستكون التجارة صعبة للغاية ، إن لم تكن مستحيلة.
    • ستكون الكواكب الأقرب إلى نجمها ، والتي تمتلك نطاقًا واسعًا من السرعات المطلقة في جميع أنحاء مدارها ، أقل ترحيبًا بكثير. ستحتاج الحياة هناك للبقاء على قيد الحياة في نطاق واسع من الكيمياء الممكنة.

    إذا كان كونك مقيدًا ولكن سرعة الضوء غير محدودة ، فعليك أن تقلق بشأن ما يحدث عندما يضرب الضوء الحافة ، وهو ما يحدث على الفور بالطبع. وماذا يفعل ذلك للحفاظ على الطاقة؟ إذا لم يكن مقيدًا ، فعليك أن تقلق بشأن مفارقة أولبيرز.

    سيتعطل علم الفلك وعلم الكونيات إلى حد كبير بسبب عدم القدرة على رؤية الماضي البعيد وبسبب نقص الانزياح الأحمر (أفترض أنه لن يكون هناك تحول أحمر ، لأن صيغة التحول إلى اللون الأحمر تعتمد على نسبة سرعة الانكماش إلى سرعة الضوء).

    محاولة الوصول إلى هذا من زاوية مختلفة عن كل تلك القائمة على الفيزياء الرائعة والتركيز على نقطتين من جانب اللعبة:

    أ) بافتراض أننا نتمسك بـ "تجاهل الآثار المجهرية" (بمعنى أن أشياء مثل أجهزة الكمبيوتر وما يرتبط بها من أشياء) ، أعتقد أن الماسحات الضوئية أكثر واقعية في عالمك من العديد من أكوان ألعاب الفيديو الأخرى (بمعنى أن سيكون المسبار بالقرب من الأرض قادرًا على اكتشاف سفينة كبيرة بالقرب من المشتري في الوقت الفعلي مقابل تأخير متعدد الدقائق لا يظهر عمومًا في معظم ألعاب الفيديو) على الرغم من أنني سأكون على استعداد لتصحيح افتراضاتي لوجود ماسح ضوئي في النظام الشمسي لا يزال من غير المحتمل أن تكون قادرًا على اكتشاف الأشياء في نظام شمسي مجاور بسبب قوة الإشارة التي تسقط مع مربع المسافة (على الرغم من أنني يمكن أن أرى بعض الأشياء المثيرة للاهتمام مع المرايا إذا كان الضوء ينتقل بسرعة غير محدودة)

    ب) وبالمثل ، يبدو أن الأسلحة القائمة على الليزر مرغوبة أكثر (ودروع القوة أكثر أهمية). إذا كان للضوء سرعة محدودة وكان الفضائيون في مجرة ​​على بعد 10 سنوات ضوئية يريدون إعلان الحرب من خلال إطلاق انفجار ليزر هائل ، فلا يزال الأمر يستغرق 10 سنوات حتى يحدث ذلك وهو أمر غير مهم بالنسبة لمعظم الألعاب إذا كانت سرعة الضوء غير محدودة ، إذن أتوقع أنه إذا لم تكن الدروع موجودة دائمًا ، فإن الحرب تنتقل إلى MAD على مستوى المجرة. على الرغم من أنني سأكون على استعداد للاعتراف مرة أخرى أنني لا أعرف ما إذا كان الليزر المتماسك تمامًا لا يفقد فعاليته على تلك المسافة.

    ج) من ناحية الصواريخ ، بالنسبة للصواريخ المأهولة ، لا أعتقد أن الكثير من التغييرات (بافتراض أننا نتجاهل التأثيرات الدقيقة مرة أخرى) ما زلت تريد الحد من قوى G التي يتحملها الطيارون / الركاب البشريون. بالنسبة للطائرات بدون طيار ، يمكنك مرة أخرى بناء سلاح خارق عن طريق أخذ قطعة كبيرة من الصخور ، وتعزيزها سريعًا على كوكب العدو ، وحتى لو تمكن نظام الماسح الضوئي من اكتشافه ، نظرًا لأنه لا يزال هناك نوع من تأخير رد الفعل ، ما لم يكن كوكب العدو دائمًا على منحرف ، أتوقع أنهم سيواجهون يومًا سيئًا.

    عند السرعات المنخفضة (منخفضة بما في ذلك السرعة التي تتحرك بها النجوم والكواكب فيما يتعلق ببعضها البعض) لن ترى أي تغييرات في الأساس. تعتبر قوانين نيوتن مطابقة جيدة بما فيه الكفاية حيث استغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن نحتاج إلى النسبية.

    الاختلاف الرئيسي في الكون الأكبر هو أنه لن يكون هناك شيء مثل الثقوب السوداء ، سيكون من الممكن دائمًا (على الرغم من أنه قد يكون من الصعب جدًا) الهروب.

    ستعمل الصواريخ وما شابهها تمامًا كما تفعل الآن ، ولم نحاول أبدًا تسريع أي شيء إلى النقطة التي تبدأ فيها النسبية في أن تكون مشكلة. ستبدو الأبراج مختلفة لأنها ستعكس المواقع الحالية في السماء ولكن هذا الأمر مهم فقط للأشخاص الذين يبحثون بالتفصيل.

    يجب عليك أيضًا التفكير في تأثير الجاذبية على الضوء ، على سبيل المثال ، هل ستظل لديك عدسة الجاذبية؟ إذا كان لديك ، فلا يزال من الممكن أن يبدو الثقب الأسود كما يلي:

    لكنك ستحتاج إلى التفكير في كيف يمكن للجاذبية أن تثني شيئًا يتحرك بسرعة غير محدودة.

    إذا حاولت فقط إلقاء نظرة على ما يحدث لقوانين ماكسويل للكهرومغناطيسية في الحد مع اقتراب سرعة الضوء من اللانهاية ، فإن إحدى المشكلات في نظرية ماكسويل أن جميع الموجات الكهرومغناطيسية يتم إنتاجها عن طريق الشحنات المتسارعة ، ولكن إذا نظرت إلى صيغة Larmor التي مشتق من قوانين ماكسويل ، عندما تقترب c من اللانهاية ، يجب أن تقترب القدرة المشعة بواسطة شحنة متسارعة من الصفر ، لذلك يجب ألا تكون هناك موجات كهرومغناطيسية قابلة للقياس على الإطلاق في هذا الكون.

    قد يكون البديل الذي قد ترغب في التفكير فيه هو استخدام شيء مثل نظرية الأثير المضيء القديمة التي كان الفيزيائيون يميلون إلى افتراضها قبل تجربة ميشيلسون مورلي التي أسفرت عن نتائج غير متوافقة معها. في هذه النظرية ، يُفترض أن الموجات الكهرومغناطيسية هي نوع من الموجات الصوتية في الفضاء المنتشر في الوسط ، الأثير المضيء. يُفترض أن قوانين ماكسويل لا تثبت تمامًا إلا في الإطار الباقي للأثير ، وفي إطارات أخرى يجب تعديلها عن طريق تحويل إحداثيات غاليلي. على سبيل المثال ، تمامًا كما هو صحيح أن جميع الموجات الصوتية في الهواء تنتقل بنفس السرعة في إطار بقية الهواء ، ولكن ليس كما تم قياسها في إطار مراقب يتحرك بالنسبة للهواء ، فإن الشيء نفسه ينطبق على الأثير : المراقب الذي يتحرك بسرعة v بالنسبة إلى الأثير سيقيس موجات الضوء لتنتقل بسرعة v + c في اتجاه واحد و vc في الاتجاه المعاكس.

    أحد الافتراضات هنا هو أنه من الممكن إنشاء نوع من المسطرة المادية التي لا يتم ملاحظتها لتقلص الطول عندما تتحرك بالنسبة إلى المراقب ، والساعات التي لا يتم ملاحظتها تخضع لتمدد الوقت عند التحرك بالنسبة إلى المراقب. ربما يستلزم ذلك أن يتم تماسكهم معًا بواسطة قوى غير كهرومغناطيسية ، حيث سيتعين على التركيب المجهري للمادة أن يتغير في عالم غير نسبي. لكن لاحظ أن هناك نموذجًا كميًا غير نسبي للبنية الذرية يعتمد على معادلة شرودنجر وهو ثابت في إطار تحويل إحداثيات نيوتن (مما يعني أن المساطر والساعات التي تم تحديد هيكلها بواسطة هذه القوانين لن تخضع لأي تقلص في الطول أو تمدد زمني. ) ، لذلك يمكنك أن تفترض أنك إذا كنت تريد فقط أن يكون الكون الخاص بك "نيوتونيًا" في المقاييس الكلية ولكن تسمح له بأن يكون كميًا على المقاييس الدقيقة. على الرغم من أنني لا أعرف أي نسخة غير نسبية من الفيزياء النووية ، فهذا يعني أن النجوم تشع فقط بسبب مجموعة من التفاعلات الكيميائية والإشعاع الحراري (بافتراض أنها تتشكل في حالة ساخنة) ، وفي هذه الحالة ستبرد. بسرعة أكبر - قام الفيزيائي ويليام طومسون (أو "اللورد كلفن") مرة بحساب الحد الأعلى لحوالي 20 مليون سنة من الحرارة لشمس غير نووية.

    إذا افترضت أن كونك قديم بشكل لا نهائي كما هو الحال في نظرية الحالة المستقرة ، بدلاً من الحالة الحالية التي نتجت عن توسع الفضاء منذ الانفجار العظيم كما هو الحال في علم الكونيات النسبية العامة ، فستواجه أيضًا مشكلة مع أولبر. المفارقة ، التي تقول أنه في عالم به نجوم لا نهائية موزعة في جميع أنحاء الفضاء والإشعاع يخضع لقانون التربيع العكسي ، يتوقع المرء أن تضيء سماء الليل بأكملها بغض النظر عن الاتجاه الذي ينظر إليه المرء. نظرًا لأن الحالة المستقرة تسمح بتكوين مادة جديدة ، فربما يمكنك افتراض أن الكون كان فارغًا ثم "تم تمهيد" عملية تكوين المادة منذ عدد محدود من السنوات ، ثم إذا جمعت ذلك مع فكرة أن الضوء ينتقل في سرعة محدودة كما في نظريات الأثير ، من شأنها أن تفسر السماء المظلمة.

    أما بالنسبة للجاذبية ، فيمكنها فقط اتباع الصيغة النيوتونية ، والتي تكون نتائجها أبسط قليلاً في الحساب من النسبية (لاحظ أنه إذا تم دمجها مع نظرية الأثير للكهرومغناطيسية ، فلن تتأثر الموجات الكهرومغناطيسية بالجاذبية ، على عكس النسبية ، لذلك لن يكون هناك ثقوب سوداء أو عدسات الجاذبية). والأجسام الكبيرة في مثل هذا الكون ستطيع الحركية النيوتونية وقوانين الاصطدامات النيوتونية ، حتى لو أطاعت إدارة الجودة غير النسبية على المستوى الجزئي ، بسبب مبدأ المطابقة. هذا يعني أنه إذا كان لديك صاروخ يستخدم كمية ثابتة من الطاقة الكامنة لكل وحدة زمنية لقذف العادم للخلف بمعدل ثابت ، فإن سرعته ستتغير أيضًا بمعدل ثابت كما هو موضح في إطار أي مراقب بالقصور الذاتي (تسارع ثابت) في إطارهم). لذلك ، بهذا المعنى ، سيكون صحيحًا كما قلت إن "تكلفة الطاقة للتسريع لا تعتمد على السرعة" (على الأقل إذا كنت تنظر إلى تكلفة الطاقة للمراقبين على متن الجسم المتسارع ، كما تم قياسها في قصورهم الذاتي اللحظي إطار الراحة في أي لحظة) ، وأيضًا أنه "لا يوجد حد للسرعة النسبية بين جسمين" لأن السرعة في إطار المراقب يمكن أن تصبح كبيرة بشكل تعسفي طالما أن الصاروخ يحتوي على وقود كافٍ (لذلك ، يمكن للصاروخ أن يتفوق على الموجات الضوئية بالطريقة نفسها التي يمكن بها للطائرة كسر حاجز الصوت - من المفترض أن يؤدي ذلك إلى نوع من "الازدهار" الكهرومغناطيسي على غرار إشعاع شيرينكوف). هذا على النقيض من النسبية ، حيث على الرغم من أن مراقبًا على متن الصاروخ سيقيس تسارعًا مناسبًا ثابتًا ، فإن تسارع الإحداثيات المقاس بواسطة مراقب بالقصور الذاتي سينخفض ​​باستمرار مع اقتراب الصاروخ من سرعة c في إطار المراقب.


    شاهد الفيديو: مؤتمر الاختراق البيولوجي الافتراضي 2020 - كل ما تعلمته (شهر اكتوبر 2021).