Jump to content

Rozdzielczość Wszechświata. Dlaczego nigdy nie wyostrzymy odległych galaktyk?


Recommended Posts

Skoro wpływ atmosfery korygujemy optyką adaptatywną, to czy nie można zrobić tego samego w przypadku tych "kwantowych zniekształceń"?

 

Moim zdaniem to trochę inny rodzaj problemu. W optyce adaptatywnej możesz masz obiekt (gwiazda lub generowany sztucznie laserem) będący punktem odniesienia. W oparciu o analizę drgań tego obiektu wprowadzasz korekty.

Jak sądzę, specyfika zjawiska jest też nieco inna - falowanie atmosfery to bardzo dynamiczny proces, korekty są wprowadzane mniej więcej 1000x na sekundę. W opisanym powyżej problemie sytuacja nie zmienia się tak dynamicznie.

Chyba nie ma sensu tego korygować optyką, jeśli już to w postprocessingu.

Jeśli chodzi o problem przedstawiony w powyższym artykule, każdy obiekt posiadający masę znajdujący się na drodze lub w pobliżu drogi światła do teleskopu może wprowadzać zniekształcenia. Punktu odniesienia praktycznie brak i nie można go łatwo wygenerować tak jak to ma miejsce w przypadku atmosfery, która jest bardzo blisko.

W zasadzie nie wiadomo, jak skorygować te zniekształcenia - pewnie nawet mając wiedzę o wszystkich obiektach "po drodze" trudno byłoby z odpowiednią precyzją wprowadzić sensowne korekty.

Chyba żeby podejść do problemu na zasadzie: znajdźmy obiekt Y w bliskim otoczeniu X, którego oczekiwany wygląd dobrze znamy i możemy skonfrontować z otrzymanym obrazem i w ten sposób spróbować wyliczyć korekty dla obiektu X. Ewentualnie wyliczyć korekty na podstawie większej liczby obiektów "znanego typu/znanej struktury" w otoczeniu X. Nie wiem czy takie podejście ma jakikolwiek sens.

 

To tylko takie bardzo luźne przemyślenia. ;)

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Skoro wpływ atmosfery korygujemy optyką adaptatywną, to czy nie można zrobić tego samego w przypadku tych "kwantowych zniekształceń"?

Optyka adaptatywna to technologia korekcji obrazu zaburzonego wyłącznie drganiami atmosfery - za pomocą lasera "tworzy się" na niebie tzw. sztuczną gwiazdę, porównuje jej zaburzony obraz ze wzorcem w pamięci komputera i odpowiednio wygina się lustro, aby oba obrazy się zgadzały. Ze względu na odległość do galaktyk, uzyskanie takiego zaburzonego pianą kwantową obrazy sztucznej gwiazdy jest niemożliwe.

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Właściwie pierwsze pytanie jakie się nasuwa to: jaka jest zależność odległości do danej galaktyki i wielkości teleskopu, po przekroczeniu której już nie wzrośnie rozdzielczość.

 

A także: czy w ogóle dożyjemy teleskopów, które osiągną te limity dla galaktyk z HUDF?

Edited by Alice
Link to post
Share on other sites

Przeczytałem uważniej temat i wygląda na to, że takie podejście też nie ma sensu:

W zasadzie nie wiadomo, jak skorygować te zniekształcenia - pewnie nawet mając wiedzę o wszystkich obiektach "po drodze" trudno byłoby z odpowiednią precyzją wprowadzić sensowne korekty.

Chyba żeby podejść do problemu na zasadzie: znajdźmy obiekt Y w bliskim otoczeniu X, którego oczekiwany wygląd dobrze znamy i możemy skonfrontować z otrzymanym obrazem i w ten sposób spróbować wyliczyć korekty dla obiektu X. Ewentualnie wyliczyć korekty na podstawie większej liczby obiektów "znanego typu/znanej struktury" w otoczeniu X. Nie wiem czy takie podejście ma jakikolwiek sens.

Tzn. może mogłoby mieć w przypadku wyraźnych zniekształceń wprowadzanych przez duże obiekty, ale w przypadku śladowych ilości materii, o praktycznie losowym rozkładzie chyba nic nie da się zrobić - właściwie jakby ktoś po prostu zblurował obraz.

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Spokojnie, ludzie pokonają i ten problem (związany z rozdzielczością) przy pomocy komputerów kwantowych :)

 

A w jaki sposób, JaLe? Bo jeśli zjawiska te są niedeterministyczne (a zjawiska kwantowe z natury są niedeterministyczne), to komputer kwantowy w niczym tu nie pomoże niestety...

Link to post
Share on other sites

A jak wyniesiemy dwa teleskopy, które będą naświetlały ten sam obiekt (lecz znajdują się po przeciwnych stronach Ziemi), to można przyjąć, że fotony przebyły nieco odmienne drogi. Dwa obrazy muszą się nieco różnić między sobą w szczegółach. Może istnieje jakiś sposób, aby z "obu dróg" zrobić selekcję polegającą na wycinaniu/usuwaniu niepasujących do siebie elementów, a pozostawić tylko te, których źródło pochodzi z tego samego obszaru? Chodzi mi o to, że jak fotografujemy np. odległą gwiazdę, to obraz będzie sumą rzeczywistego obrazu i "śmieciowych fotonów", które akurat znalazły się na tej samej drodze. Sygnał na obu fotkach będzie taki sam, natomiast śmieciowe fotony będą się różniły. Może kiedyś będziemy w stanie dokonać takiej selekcji i poprawimy obraz działając przeciwko temu problemowi.

Link to post
Share on other sites

Chodzi mi o to, że jak fotografujemy np. odległą gwiazdę, to obraz będzie sumą rzeczywistego obrazu i "śmieciowych fotonów", które akurat znalazły się na tej samej drodze. Sygnał na obu fotkach będzie taki sam, natomiast śmieciowe fotony będą się różniły. Może kiedyś będziemy w stanie dokonać takiej selekcji i poprawimy obraz działając przeciwko temu problemowi.

 

No właśnie w tym problem, że nie będzie tak jak piszesz, bo tak naprawdę nie będzie żadnych "śmieciowych" fotonów. Wszystkie fotony będą tymi ze źródła, tyle że będą one "porozrzucane dookoła"...

Link to post
Share on other sites

"Jednak na ułamek sekundy te cząstki mają energię, a tym samym - zgodnie ze słynnym równaniem E = mc2 - masę."

 

NIEPRAWDA !!

Energia to nie to samo co masa. Energię można zamienić w masę. Bardzo istotna różnica.

 

Polecam najnowszą książkę Ledermana "Dalej niż boska cząstka" :-)

Link to post
Share on other sites

Rzeczywiście cytowane zdanie jest jakby nadgorliwe. Tak czy siak wszystko cokolwiek istnieje (nawet na moment), nawet jeden kwant, zakrzywia przestrzeń - mieliśmy cały wątek o tym i tu był "finalizowany". Polecam post Behlura_Olderysa:

 

http://astropolis.pl/topic/51254-ile-wazylo-swiatlo-pedzace-obecnie-w-przestrzeni-kosmicznej/page-4?do=findComment&comment=597082

 

 

Tym bardziej zakrzywia jak ma masę jak te wirtualne cząstki co się pojawiają na chwilę. Tylko czy ten wpływ jest istotny, może się bilansuje ? :)

 

 

Pozdrawiam

Edited by ekolog
Link to post
Share on other sites

Alice, Ekolog,

 

Zawsze warto sięgać do źródła. W tym wypadku jest ono tu: http://arxiv.org/pdf/1510.04996.pdf. Tekst ma jedną stronę - naprawdę warto zajrzeć. Są tam odpowiedzi na Wasze pytania:

 

Właściwie pierwsze pytanie jakie się nasuwa to: jaka jest zależność odległości do danej galaktyki i wielkości teleskopu, po przekroczeniu której już nie wzrośnie rozdzielczość.

 

No, ta zależność jest naprawdę skomplikowana - znajdziesz ją w linkowanym wyżej artykule.

 

 

A także: czy w ogóle dożyjemy teleskopów, które osiągną te limity dla galaktyk z HUDF?

 

Autorzy twierdzą, że efekt da się zauważyć już w danych z teleskopu Jamesa Webba, (który wkrótce powinien zastąpić teleskop Hubble'a) podczas obserwacji obiektów o z=6. W takim przypadku obraz dyfrakcyjny powinien być rozmyty o dodatkowe 8%.

Niektóre z galaktyk z HUDF miały z rzędu 10 z tego co pamiętam i tam efekt ten powinien być większy.

 

 

 

Tym bardziej zakrzywia jak ma masę jak te wirtualne cząstki co się pojawiają na chwilę. Tylko czy ten wpływ jest istotny, może się bilansuje ? :)

 

Autorom artykułu wychodzi własnie, że się "nie bilansuje".

 

 

 

 

Optyka adaptatywna to technologia korekcji obrazu zaburzonego wyłącznie drganiami atmosfery - za pomocą lasera "tworzy się" na niebie tzw. sztuczną gwiazdę, porównuje jej zaburzony obraz ze wzorcem w pamięci komputera i odpowiednio wygina się lustro, aby oba obrazy się zgadzały. Ze względu na odległość do galaktyk, uzyskanie takiego zaburzonego pianą kwantową obrazy sztucznej gwiazdy jest niemożliwe.

 

W optyce adaptatywnej można też wykorzystywać jasną "normalną" gwiazdę zamiast sztucznej (o ile takowa znajduje się odpowiednio blisko fotografowanego obiektu.

W przypadku obserwacji bardzo odległych obiektów, nie będziemy mieć "referencyjnych" punktówych obiektów.

Co więcej, w przypadku turbulencji mamy do czynienia z pewnymi "strukturami" o skończonym czasie istnienia. Najpierw obserwujemy zatem jak wygląda to zaburzenie, a później niwelujemy jego wpływ na dawany obraz. W przypadku "piany kwantowej" w ogóle tego nie będzie. Tak więc nawet jeśli daleko daleko byłoby jakieś punktowe źródło światła, to i tak obserwacja tego, jak jego obraz został zaburzony przez "pianę kwantową" nie pozwoliłaby nam na poprawienie obrazu innego obiektu.

 

 

Trzeba w końcu pamiętać, że ta teoria jest jak na razie tylko "luźnym pomysłem", który niekoniecznie musi być prawidłowy. W końcu na razie nie mamy jeszcze teorii kwantowej grawitacji... Jeśli jednak pojawią obserwacje efektu opisywanego w tym artykule, to z pewnością będą one sporym przełomiem w naszym rozumieniu świata.

  • Like 3
Link to post
Share on other sites

Chciałbym zwrócić uwagę na pewne zagadnienie związane z tą kwantową pianą, mianowicie:

https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_catastrophe

Po polsku:

 

Z obserwacji astrofizycznych przewiduje się gęstość energetyczną próżni na poziomie mikrodżuli na metr sześcienny (10^-9).

Tymczasem przewidywania kwantowej teorii pola, która stoi właśnie za tą "kwantową pianą" która oddziaływaniem grawitacyjnym ma zakłócać tor lotu fotonów,

daje wartości ponad STO rzędów wielkości większe (10^113). Jest to największa dysproporcja przewidywań do obserwacji, jaka pojawiła się w fizyce.

Dlatego podchodziłbym - co najmniej - z ostrożnością do tego typu przewidywań.

Pozdrawiam!

  • Like 5
Link to post
Share on other sites

 

A w jaki sposób, JaLe? Bo jeśli zjawiska te są niedeterministyczne (a zjawiska kwantowe z natury są niedeterministyczne), to komputer kwantowy w niczym tu nie pomoże niestety...

Rach, ciach -zamek kwantowy :) To czy deterministyczne czy nie nie ma znaczenia. Komputer kwantowy znajdzie rozwiązanie.

Link to post
Share on other sites

Jale,

 

Rach, ciach -zamek kwantowy :) To czy deterministyczne czy nie nie ma znaczenia. Komputer kwantowy znajdzie rozwiązanie.

 

Być może kiedyś znajdziemy rozwiązanie tego problemu (o ile w ogóle ten problem istnieje, jak słusznie zauważył Behlur_Olderys). Tyle, że niespecjalnie widzę tu rolę akurat komputera kwantowego. Komputer kwantowy to nie jest "idea" pozwalająca na rozwiązanie problemów, które wydają się fundamentalnie nierozwiązane. Ideą komputera kwantowego jest znacznie efektywniejsze (czyt. szybsze) rozwiązywanie zadań obliczeniowych.

 

Tu (jeśli w ogóle problem istnieje), problemem nie jest złożoność obliczeniowa algorytmu, który mógłby pomóc odzyskać obraz bez zniekształceń, ale sama niepewność co do tego, co do nas przychodzi. Rozwiązaniem mogłaby tu być nowa metoda radzenia sobie z problemem, a metod nie znajduje komputer, tylko człowiek. No, chyba że masz na myśli hipotetyczną (przynajmniej jak na razie) ASI (Artificial SuperInteligence), tyle że to nie ma bezpośredniego związku z ideą komputera kwantowego.

 

Link to post
Share on other sites

Jale,

 

 

Być może kiedyś znajdziemy rozwiązanie tego problemu (o ile w ogóle ten problem istnieje, jak słusznie zauważył Behlur_Olderys). Tyle, że niespecjalnie widzę tu rolę akurat komputera kwantowego. Komputer kwantowy to nie jest "idea" pozwalająca na rozwiązanie problemów, które wydają się fundamentalnie nierozwiązane. Ideą komputera kwantowego jest znacznie efektywniejsze (czyt. szybsze) rozwiązywanie zadań obliczeniowych.

 

Tu (jeśli w ogóle problem istnieje), problemem nie jest złożoność obliczeniowa algorytmu, który mógłby pomóc odzyskać obraz bez zniekształceń, ale sama niepewność co do tego, co do nas przychodzi. Rozwiązaniem mogłaby tu być nowa metoda radzenia sobie z problemem, a metod nie znajduje komputer, tylko człowiek. No, chyba że masz na myśli hipotetyczną (przynajmniej jak na razie) ASI (Artificial SuperInteligence), tyle że to nie ma bezpośredniego związku z ideą komputera kwantowego.

 

 

A echo odpowiadało, zamek kwantowy, zamek kwantowy - wiesz li człowieku na czym polega jego idea ? I dlaczego komputer kwantowy oparty na tego rodzaju rozwiazaniach "liczy" szybciej ?

Link to post
Share on other sites

Chciałbym zwrócić uwagę na pewne zagadnienie związane z tą kwantową pianą, mianowicie:

https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_catastrophe

Po polsku:

 

Z obserwacji astrofizycznych przewiduje się gęstość energetyczną próżni na poziomie mikrodżuli na metr sześcienny (10^-9).

Tymczasem przewidywania kwantowej teorii pola, która stoi właśnie za tą "kwantową pianą" która oddziaływaniem grawitacyjnym ma zakłócać tor lotu fotonów,

daje wartości ponad STO rzędów wielkości większe (10^113). Jest to największa dysproporcja przewidywań do obserwacji, jaka pojawiła się w fizyce.

 

Dlatego podchodziłbym - co najmniej - z ostrożnością do tego typu przewidywań.

Pozdrawiam!

To jest, moim zdaniem, najważniejsze spostrzeżenie w tym wątku.

Link to post
Share on other sites

 

A echo odpowiadało, zamek kwantowy, zamek kwantowy - wiesz li człowieku na czym polega jego idea ?

 

Nie wiem, albo znam tę ideę pod inną nazwą. Możesz mnie oświecić w tej kwestii.

 

 

Wiem natomiast, że proponowane komputery kwantowe służą do rozwiązywania tych samych problemów, co komputery klasyczne i wiem, na jakiej zasadzie odbywają się tam obliczenia oraz dlaczego (dla pewnej klasy problemów) komputer kwantowy radzi sobie z nimi nieporównywalnie szybciej niż komputer klasyczny. A problemu tego rozmycia o którym mowa jest w wątku znanymi nam metodami rozwiązać się nie da.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Przelot ISS z ogniskowej 2350 mm
      Cześć, po kilku podejściach w końcu udało mi się odpowiednio przygotować cały sprzęt i nadążyć za ISS bez stracenia jej ani razu z pola widzenia. Wykorzystałem do tego montaż Rainbow RST-135, który posiada sprzętową możliwość śledzenia satelitów.
      Celestron Edge 9,25" + ZWO ASI183MM. Czas ekspozycji 6 ms na klatkę, końcowy film składa się z grup 40 klatek stackowanych, wyostrzanych i powiększonych 250%.
      W przyszłości chciałbym wrócić do tematu z kamerką ASI174MM, która z barlowem 2x da mi podobną skalę, ale 5-6 razy większą liczbę klatek na sekundę.
      Poniżej film z przelotu, na dole najlepsza klatka.
        • Like
      • 57 replies
    • Big Bang remnant - Ursa Major Arc or UMa Arc
      Tytuł nieco przekorny bo nie chodzi tu oczywiście o Wielki Wybuch ale ... zacznijmy od początku.
       
      W roku 1997 Peter McCullough używając eksperymentalnej kamery nagrał w paśmie Ha długą na 2 stopnie prostą linie przecinajacą niebo.
       
      Peter McCullough na konferencji pokazał fotografię Robertowi Benjamin i obaj byli pod wrażeniem - padło nawet stwierdzenie: “In astronomy, you never see perfectly straight lines in the sky,”
        • Like
      • 16 replies
    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 21 replies
    • MARS 2020 - mapa albedo powierzchni + pełny obrót 3D  (tutorial gratis)
      Dzisiejszej nocy mamy opozycję Marsa więc to chyba dobry moment żeby zaprezentować wyniki mojego wrześniowego projektu. Pogody ostatnio jak na lekarstwo – od początku października praktycznie nie udało mi się fotografować. Na szczęście wrzesień dopisał jeśli chodzi o warunki seeingowe i udało mi się skończyć długo planowany projekt pełnej mapy powierzchni (struktur albedo) Marsa.
        • Like
      • 131 replies
    • Aktualizacja silnika Astropolis - zgłaszanie uwag
      Dzisiaj zaktualizowaliśmy silnik Astropolis do najnowszej wersji (głównie z powodów bezpieczeństwa). Najpoważniejsze błędy zostały już naprawione, ale ponieważ aktualizacja jest dosyć rozbudowana (dotyczy także wyglądu), drobnych problemów na pewno jest więcej. Bez was ich nie namierzymy. Dlatego bardzo proszę o pomoc i wrzucanie tu informacji o napotkanych problemach/błędach.
        • Thanks
      • 247 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.