Wszechobecny ruch, predkosc

[skuter202]

29 minut temu, Rybi napisał:

Zawracam uwagę, że we Wszechświecie ruch w przestrzeni nie może się odbywać z prędkością większą niż "c" (STW).

Jednak nie dotyczy to ekspansji Wszechświata,

 

wszystko sie zgadza

,chyba ze przy wielkim wybuchu nadano materii predkosc wieksza od c to zapewne rodzi kolejne pytania

Edytowane 28 Kwietnia 2018 przez skuter202

[JSC]

Też mnie naszło na "chłopską filozofię".

W wiki piszą , ze obiekty oddalające się maja mniejszą jasność od tych zbliżających się https://pl.wikipedia.org/wiki/Relatywistyczny_efekt_Dopplera - na chłopski rozum mi pasuje - zagęszczenie fotonów będzie mniejsze lub większe - no chyba , że nie zrozumiałem i o co innego tam chodzi.

Nie rozumiem jednak, dlaczego gwiazdy położone od nas dalej są słabsze od tych położonych bliżej, skoro próżnia nie pochłania światła?

[Piotrek Guzik]

10 minut temu, JSC napisał:

Nie rozumiem jednak, dlaczego gwiazdy położone od nas dalej są słabsze od tych położonych bliżej, skoro próżnia nie pochłania światła?

Ale Ty poważnie o to pytasz, czy tylko sobie żartujesz?

[JSC]

Wiem, ze natężenie promieniowania spada z kwadratem odległości i jest to związane z wielkościa kątową lub katem jako takim, powierzchnią - prawo Lamberta - nie wnikajmy - wiadomo w czym rzecz.. Ale jesli przyjąć, ze leci do nas jeden foton z kierunku prostopadłego, to nie powinno miec znaczenia z jakiej odległości - tak czy owak powinniśmy wyłapać jeden foton.

 

 

Edytowane 2 Lipca 2018 przez JSC

[Piotrek Guzik]

12 minut temu, JSC napisał:

Wiem, ze natężenie promieniowania spada z kwadratem odległości i jest to związane z wielkościa kątową lub katem jako takim  - prawo Lamberta - nie wnikajmy - wiadomo w czym rzecz.. Ale jesli przyjąć, ze leci do nas jeden foton z kierunku prostopadłego, to nie powinno miec znaczenia z jakiej odległości - tak czy owak powinniśmy wyłapać jeden foton.

Ok. No to od początku :).

 

Z dobrym przybliżeniem możemy założyć, że gwiazda emituje światło izotropowo (tzn. w każdym kierunku tyle samo). Jasność jest proporcjonalna do liczby fotonów padających na jednostkę powierzchni. To co mierzy (pośrednio) detektor (np. matryca w aparacie), to liczba fotonów, które padają na obiektyw z danego kierunku. Energia pojedynczego fotonu określa nam jego "kolor".

Liczba fotonów przypadających na jednostkę powierzchni spada z kwadratem odległości od gwiazy, bo powierzchnia na którą się rozkładają rośnie z kwadratej tej odległości. Po prostu im dalej jesteśmy od źródła światła, tym bardziej "rozproszone" są fotony. To właśnie dlatego im jesteś dalej od źródła światła, tym słabsze się ono wydaje (mniej fotonów z tego źródła trafia akurat w Twój obiektyw).

Jeśli rozważasz pojedynczy foton, to im jesteś dalej od źródła światła, tym mniejsze szanse, że trafi on akurat w Twój obiektyw. 

 

[JSC]

Zaznaczyłem na wstepie, ze bedzie mowa o "chłopskim rozumie" - tak wiec prosze o mocne nerwy

 

Czyli zakładamy, ze fotony nie biegną po prostej (pomińmy na razie kwestie zakrzywień grawitacyjnych i pochłaniania przez przeszkody)? Gwiazdy sa punktowe, więc powinniśmy mieś prostopadły do oka "sznureczek fotonów".

 

Edytowane 2 Lipca 2018 przez JSC

[Piotrek Guzik]

3 minuty temu, JSC napisał:

Czyli zakładamy, ze fotony nie biegną po prostej (pomińmy na razie kwestie zakrzywień grawitacyjnych i pochłaniania przez przeszkody)?

Biegną po prostej. Tak jak tu:

 

[JSC]

Ale rozważmy  co sie dzieje w jednym punkcie na czerwonej linii na ponizszym rysunku.

 

 

Foton sie nie podzieli wraz ze wzrostem pola.

 

Edytowane 2 Lipca 2018 przez JSC

[Piotrek Guzik]

6 minut temu, JSC napisał:

Ale rozważmy  co sie dzieje w jednym punkcie na czerwonej linii na ponizszym rysunku.

 

Foton sie nie podzieli wraz ze wzrostem pola.

Ale jeśli mierzymy jasność, to mierzymy "jak gęsto padają fotony", a nie właściwości jednego fotonu. 

[ZbyT]

foton się nie podzieli ale ze wzrostem odległości zacznie ich docierać do obserwatora coraz mniej

najpierw 100 na sekundę, potem 10 na sekundę, 1 na sekundę, 1 na 10 sekund, 1 na 100 sekund itd.

widać, że w pewnym momencie przestaniemy widzieć gwiazdę bo poniżej pewnej ilości fotonów nasz mózg odpowiednio to zinterpretuje

na fotografii długoczasowej trwającej np. 5 minut fotony się zarejestrują nawet gdy jest tylko 1 na 10 sekund

 

pozdrawiam

[Miszuda]

8 minut temu, JSC napisał:

Ale rozważmy  co sie dzieje w jednym punkcie na czerwonej linii na ponizszym rysunku.

 

 

Foton sie nie podzieli wraz ze wzrostem pola.

 

Nie podzieli się, ale pod uwagę trzeba wziąć to, że gwiazdy to nie są punkty. Każda z nich to realny, rozległy i kulisty obiekt, o danych rozmiarach. Tak więc nie widzimy ich (no prawie ) jako punkty, a bardzo malutkie plamy. Im dalej dana gwiazda znajduje się, tym mniejszą plamką jest - więc obserwujemy nie pojedynczy foton, a wiązkę fotonów o coraz mniejszym rozproszeniu. To raz.

Dwa, jak zaznaczyłeś, próżnia nie pochłania energii, ale chmury pyłu i wodoru już tak. A konkretniej nie pochłaniają a rozpraszają. Stąd również wynika osłabienie światła - tzw. poczerwienienie.

[Piotrek Guzik]

4 minuty temu, Miszuda napisał:

Dwa, jak zaznaczyłeś, próżnia nie pochłania energii, ale chmury pyłu i wodoru już tak. A konkretniej nie pochłaniają a rozpraszają. Stąd również wynika osłabienie światła - tzw. poczerwienienie.

Jeśli już piszemy o ekstynkcji międzygwiazdowej, to warto w kontekście powyższej dyskusji zaznaczyć, że to poczerwienienie to nie zmiana właściwości poszczególnych fotonów, tylko wynik tego, że "niebieskie" fotony rozpraszają się bardziej niż "czerwone" fotony, w zwiazku z czym z pierwotnej puli dociera do nas więcej tych bardziej czerwonych.

[JSC]

22 minuty temu, Miszuda napisał:

Nie podzieli się, ale pod uwagę trzeba wziąć to, że gwiazdy to nie są punkty. Każda z nich to realny, rozległy i kulisty obiekt, o danych rozmiarach. Tak więc nie widzimy ich (no prawie ) jako punkty, a bardzo malutkie plamy. Im dalej dana gwiazda znajduje się, tym mniejszą plamką jest - więc obserwujemy nie pojedynczy foton, a wiązkę fotonów o coraz mniejszym rozproszeniu. To raz.

 

No tak - i to jest chyba wytłumaczenie "chłopskiemu rozumowi" - to co jest punktowe w optyce nie jest punktowe w całej fizyce.

Edytowane 2 Lipca 2018 przez JSC

[Piotrek Guzik]

6 minut temu, JSC napisał:

No tak - i to jest chyba wytłumaczenie "chłopskiemu rozumowi" - to co jest punktowe w optyce nie jest punktowe w całej fizyce.

Tylko że brak punktowości nie ma w tej dyskusji znaczenia. Gdyby gwiazda była źródłem punktowym, jej jasność zmieniałaby się tak samo!

[JSC]

21 minut temu, Piotrek Guzik napisał:

Tylko że brak punktowości nie ma w tej dyskusji znaczenia. Gdyby gwiazda była źródłem punktowym, jej jasność zmieniałaby się tak samo!

Gdyby miała rozmiar jednego fotonu to chyba nie? (Pomijajac przesunięcie ku czerwieni).

Edytowane 2 Lipca 2018 przez JSC

[astrokarol]

4 minuty temu, JSC napisał:

Gdyby miała rozmiar jednego fotonu to chyba nie?

Gwiazda nawet gdyby była nieskończenie mała ale nadal wysłała by sygnał (fotony) zmieniała by jasności tak samo. Dlaczego ? Bo fotony rozpraszają się wokół a im dalej tym większe odległości między nimi i dociera ich co raz to mniej.

[Piotrek Guzik]

3 minuty temu, JSC napisał:

Gdyby miała rozmiar jednego fotonu to chyba nie?

Co to znaczy rozmiar jednego fotonu?

 

Mówimy tu o obiekcie, który świeci izotropowo, czyli energia którą emituje rozprasza się równomiennie "dookoła".

Jeśli znajdujemy się w odległości R od tego źródła światła, to "ilość światła którą złapiemy" wynosi: F*S/(4πR²), gdzie F to moc źródła, a S to powierzchnia naszego odbiornika (np. źrenicy). Im dalej od źródła będziemy się znajdować, tym mniej fotonów będzie wpadać do naszego oka w jednostce czasu. Jeśli dwa takie same obiekty będą znajdować się w dwóch różnych odległościach od nas, to "złapiemy" większą część światła od tego obiektu, który będzie bliżej nas niż od tego dalszego.

 

Wyobraźmy sobie punktowe źródło światła - jeśli nasze oko znajdzie się kilka milimetrów od tego źródła światła, to "złapie" dużą część emitowanych przez nie fotonów. Jeśli oddalimy się od tego źródła na dużą odległość, to bardzo mała część fotonów trafi do naszego oka.

[Miszuda]

Coś takiego zrobiłem, mam nadzieję, że zrozumiałe będzie

Każdy "promień" może symbolizować pojedynczy foton światła.

[Piotrek Guzik]

12 minut temu, Miszuda napisał:

Coś takiego zrobiłem, mam nadzieję, że zrozumiałe będzie

Każdy "promień" może symbolizować pojedynczy foton światła.

 

Jeśli chcemy modelować źródło światła, które nie jest punktowe, to pasowałoby jeszcze zauważyć, że z każdego punktu tego ciała fotony "wylatują" w każdym kierunku. Przecież do oka obserwatora docierają fotony z każdego elementu powierzchni obiektu, zwróconego w jego stronę.

 

Dużo łatwiej pokazać jak działa zależność jasności od odległości, jeśli założymy, że źródło światła jest jednak punktowe.

[Miszuda]

Teraz, Piotrek Guzik napisał:

Jeśli chcemy modelować źródło światła, które nie jest punktowe, to pasowałoby jeszcze zauważyć, że z każdego punktu tego ciała fotony "wylatują" w każdym kierunku. Przecież do oka obserwatora docierają fotony z każdego elementu powierzchni obiektu, zwróconego w jego stronę.

 

Dużo łatwiej pokazać jak działa zależność jasności od odległości, jeśli założymy, że źródło światła jest jednak punktowe.

Myślę, że bez niepotrzebnego mieszania w głowie ten przykład jest jednak intratny. Oczywiście, to co mówisz jest prawdą, nie mniej nie do każdego wzory przemawiają i nie każdy potrafi wzór przekształcić w wyobraźni na realną sytuację.

[JSC]

Foton "ponoc" nie ma rozmiaru i tu tkwi problem. Założmy do rozważań jeden foton. On musiałby sie podzielić na mniejsze, albo rozciagnąć powierzchniowo, aby uzyskać efekt zmniejszenia jego jasności.

Sam schemat "łopatologiczny" jest zrozumiały dla wszystkich - tak działa rzutnik, tak ogladamy film w kinie - im dalej ekran tym większey obraz i słabszy obraz, ale w pewnym momencie stajemy przed "punktem" jaki by on nie był.

 

EDIT

Widze, ze ni tylko ja sie nad tym zastanawiam  https://www.salon24.pl/u/autodafe/65187,jak-wielki-jest-foton

Edytowane 2 Lipca 2018 przez JSC

[Piotrek Guzik]

16 minut temu, JSC napisał:

Foton "ponoc" nie ma rozmiaru i tu tkwi problem. Założmy do rozważań jeden foton. On musiałby sie podzielić na mniejsze, albo rozciagnąć powierzchniowo i obserwować byśmy musieli tylko jego część, aby uzyskać efekt zmniejszenia jego jasności.

Ale foton nie zmienia jasności. Zmienia się tylko szansa, że akurat ten foton zarejestrujemy.

 

Zmiana jasności wraz z oddalaniem się od źródła wynika z tego, że mamy coraz mniejszy strumień fotonów padający na jednostkę powierzchni. Jeśli zejdziesz to poziomu fotonów, to po prostu im będziesz dalej od źródła, tym rzadziej będziej rejestrował fotony.

 

 

[Behlur_Olderys]

Przypominam tylko, że nawet punktowe źródło światła rozsiewa fotony na wszystkie strony w sposób zasadniczo losowy, więc nie lecą one "gęsiego" tylko jakby takim rozproszonym, bezładnym tłumem

[Adam_Jesion]

Mam wrażenie, że problem pojęciowy wynika z intuicyjnej analogii do piksela. Foton to nie piksel. Jasność rejestrowanego "obrazu" (czy to w oku, czy w kamerze) wynika z ilości fotonów padających na daną powierzchnię w funkcji czasu. Jeżeli będzie ich za mało, to w ogóle nic się nie zarejestruje.

[JSC]

Godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Przypominam tylko, że nawet punktowe źródło światła rozsiewa fotony na wszystkie strony w sposób zasadniczo losowy, więc nie lecą one "gęsiego" tylko jakby takim rozproszonym, bezładnym tłumem

To wiele wyjasnia, niemniej jednak one poruszaja sie po liniach prostych. Jesli przeprowadzimy prostą od punktu do punktu, to po tej prostej powinno przelatywać w jednostce czasu statystycznie tyle samo fotonów z daleka jak i z bliska, nie ma innej mozliwości.

Z tym, ze rozwazamy tu hipotetyczne "bardzo" punktowe źródło, którym gwiazda w porównaniu do fotona pewnie nie jest, chociażby oglądana z odległości milionów lat świetlnych, jak juz zapewne  słusznie tu zauważono.

Edytowane 2 Lipca 2018 przez JSC