Współrzędne współporuszające się: Różnice pomiędzy wersjami
| [wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
m Bot: Przenoszę 11 linków interwiki do Wikidata, znajdziesz je teraz w zasobie d:q2092045 |
link zew., drobne redakcyjne |
||
Linia 1:
'''Współrzędne współporuszające się''' ([[język angielski|ang.]] ''comoving coordinates'') – pojęcie wprowadzone dla uproszczenia rozważań nad [[Kształt Wszechświata|kształtem]] [[Wszechświat]]a. Drugim pojęciem kluczowym dla zagadnienia jest [[czynnik skali]].
Przyjmuje się, że we współrzędnych współporuszających się Wszechświat jest (pomijając ruchy własne) statyczny. Dzięki temu można skoncentrować się na kształcie przestrzeni (lub, mówiąc bardziej formalnie, na [[Hiperpowierzchnia|hiperpowierzchni]] przestrzennej, przy stałym [[Czas kosmiczny|czasie kosmicznym]]). Wybór takiego układu odniesienia często ułatwia obliczenia, może również pomóc lepiej poznać i zrozumieć niektóre zjawiska. Aby przejść ponownie do rozważań nad rozszerzającym się Wszechświatem, wystarczy pamiętać o czynniku skali.
Linia 6:
== Pojęcia pokrewne ==
Posługując się pojęciem współrzędnych współporuszających się można zdefiniować [[czas kosmiczny]]. W uproszczeniu, dla obserwatora (tak zwanego obserwatora fundamentalnego) znajdującego się w ustalonym punkcie określonym przez współrzędne współporuszające się, jest on taki sam jak czas mierzony lokalnie.
''Odległość współporuszająca się'' jest zatem dystansem jaki dzieli dwa punkty położone w układzie współrzędnych współporuszających się, przy takim samym czasie kosmicznym, mierzonym w obu tych punktach.
== Znaczenie odległości współporuszającej się ==
Odległości współporuszające się, podobnie jak czas kosmiczny, stanowią część składową modelu [[Wielki Wybuch|Wielkiego Wybuchu]].
[[Czas kosmiczny]] i czas mierzony lokalnie przez obserwatora fundamentalnego są takie same. Jednak odległość współporuszająca się nie jest tożsama z odległością (rozumianą jako różnica położeń) przebytą przez cząstkę poruszającą się wolniej niż [[Prędkość światła|światło]].▼
▲współporuszająca się nie jest tożsama z odległością (rozumianą jako różnica położeń) przebytą przez cząstkę poruszającą się wolniej niż [[Prędkość światła|światło]].
Wynika to z tego, że w rzeczywistości [[Wszechświat]] nie jest statyczny. W czasie kiedy cząstka będzie się przemieszczać, Wszechświat zmieni swoje rozmiary, więc cząstka przebędzie odpowiednio dłuższą (w przypadku rozszerzania się Wszechświata) lub krótszą (w przypadku kurczenia się Wszechświata) drogę, niż wynosi odległość współporuszająca się pomiędzy punktem, gdzie cząstka rozpoczęła podróż, a punktem, gdzie ją zakończyła, o ile poruszać się będzie po najkrótszej drodze ([[linia geodezyjna|linii geodezyjnej]]), łączącej te dwa punkty w danej geometrii przestrzeni.
▲"prędkością", wówczas z łatwością możemy otrzymać prędkości galaktyk położonych w pobliżu lub za [[Horyzont cząstek|horyzontem cząstek]], które będą większe od prędkości światła. Na tej podstawie można by powiedzieć, że ''wszechświat rozszerza się szybciej, niż prędkość światła w próżni'', takie stwierdzenie będzie paradoksem, jeśli nie zdefiniujemy poprawnie prędkości. Zatem należałoby powiedzieć:
''galaktyka w pobliżu lub za horyzontem cząstek może mieć prędkość względem obserwatora, zdefiniowaną jako iloraz odległości współporuszającej się i czasu kosmicznego mierzonego przez obserwatora, większą niż prędkość światła''
Jednak zanim zaczniemy szukać na niebie galaktyk o [[Prędkość ucieczki|prędkościach ucieczki]] większych od prędkości światła, musimy wziąć najpierw pod uwagę to, że:
* Galaktyka, widziana przez obserwatora w pobliżu horyzontu cząstek (zakładając, że problemy obserwacyjne da się pokonać), w momencie gdy wyemitowała światło, była jeszcze tak młoda, że istniała w tym czasie dopiero jako nieco bardziej gęsty od innych obszar w niemal jednorodnym
▲* Galaktyka, widziana przez obserwatora w pobliżu horyzontu cząstek (zakładając, że problemy obserwacyjne da się pokonać), w momencie gdy wyemitowała światło, była jeszcze tak młoda, że istniała w tym czasie dopiero jako nieco bardziej gęsty od innych obszar w niemal jednorodnym "bulionie" [[Materia (fizyka)|materii]] i [[Promieniowanie|promieniowania]].
* Galaktyki położone poza horyzontem można będzie obserwować dopiero w przyszłości.
* Jeśli odległość do galaktyki będziemy rozumieli jako odległość przebytą przez foton od galaktyki do obserwatora, wówczas dzieląc ją przez wiek Wszechświata otrzymamy prędkość ''mniejszą'' od prędkości światła w próżni. Tej definicji nie można stosować w stosunku do
== Inne odległości używane w kosmologii ==
*
* odległość współporuszająca się, d<sub>proper</sub>, wynosi <math>\int {c \over a(t)} \;\mbox{d}t</math>
* d<sub>L</sub> [[odległość jasnościowa]]
Linia 68 ⟶ 58:
== Odległości użyteczne w małych skalach ==
W małych, czyli rzędu rozmiaru [[galaktyka|galaktyki]] lub [[gromada galaktyk|gromady galaktyk]] skalach przestrzennych i czasowych, można traktować Wszechświat tak, jakby był statyczny, wtedy odległość przebyta przez cząstkę będzie równa przebytej przez nią odległości współporuszającej się pomnożonej przez [[czynnik skali]] w danym czasie kosmicznym.
== Bibliografia ==
* [http://cdsads.u-strasbg.fr/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1972gcpa.book.....W&db_key=AST Weinberg 1972]
Linia 79 ⟶ 67:
* [http://cdsads.u-strasbg.fr/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1972gcpa.book.....W&db_key=AST definicja Weinberga] odległości współporuszającej się, w jego monografii nazywanej ''proper distance''
* Wolne oprogramowanie: [http://cosmo.torun.pl/GPLdownload/dodec/cosmdist-0.2.0.tar.gz cosmdist-0.2.0] - w wierszu poleceń lub biblioteka [[C (język programowania)|C]] lub [[fortran]], w oparciu o [[GNU Scientific Library|GSL]], dla <math>d_p</math>, <math>d_{pm}</math>, i <math>t</math> jako funkcje zależne od ''z'' i odwrotnych
* {{cytuj stronę | url = http://www.atlasoftheuniverse.com/redshift.html | tytuł = The Distance Scale of the Universe | nazwisko = Powell | imię = Richard | opublikowany = An Atlas of The Universe | język = en | data dostępu = 2013-03-26}}
[[Kategoria:Kosmologia]]
| |||