segern segern
1248
BLOG

Aberracja w oparach relatywistycznego bagna.

segern segern Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 53

Dlaczego aberracja astronomiczna wzbudza tyle kontrowersji?
O co w tym wszystkim chodzi? Ciekawe, że o aberracji w ogóle niewiele się mówi.
Dyskusji na jej temat jest niewiele - tak jakby nikt nie rozumiał aberracji włącznie z
fizykami, a "jedynie słuszna"  interpretacja relatywistyczna jest  mętna jak zeznania recydywisty.
A może aberracja jest zjawiskiem prostym jak budowa cepa  i stąd tak niewiele
o niej się mówi? No, nie wiem...

Poniżej strzępy dyskusji (tekst kolorowy) znalezione w sieci z których wyłania się szereg być może nierozwiązanych jeszcze problemów z aberracją gwiezdną, a więc i ze światłem.
 

                                                            *******************

Podczas obserwacji przez lunetę występuje pewne odchylenie kierunku lunety
od rzeczywistego położenia gwiazdy - jest to tzw. aberracja gwiezdna.
Odkrył to astronom Bradley i wykazał, że kąt odchylenia zależy
od prędkości obserwatora, a nie zależy od prędkości źródła
(gwiazdy).
Było to w XVIII w, a wtedy operowano pojęciem ruchu absolutnego i wszystko pasowało.
Jednak obecnie mamy teorię względności, a ona mówi że istnieje tylko ruch względny,
i nie ma mowy o ruchu absolutnym.
Na pierwszy rzut oka wszystko wygląda dobrze, niestety...
Bradley wykazał również (doświadczalnie), że ruch gwiazdy nie wywołuje aberracji!
Z wnioskuję, że jeśli obecnie w astronomii stosuje się wzory oparte o relatywistykę,
to obliczone współrzędne gwiazd muszą być błędne.
A jeśli są używane wzory klasyczne, to wychodzi jeszcze gorzej -
teoria względności jest wadliwa!


Teoria może mówić wszystko, ale praktyka to weryfikuje.
Rozpatrzmy układ podwójny gwiazd na orbicie kołowej.
1.Gwiazdy są w ciągłym ruchu wokół środka ciężkości.
2.Prędkość względna mierzona między obserwatorem a jedną z tych gwiazd
ciągle się zmienia.
Z 1 i 2 i teorii wzgl. wynika, że kąt aberracji będzie się zmieniał cyklicznie,
a do tego ta druga gwiazdy porusza się zawsze w kierunku przeciwnym,
zatem gwiazd będą 'tańczyły' - aberracje są przeciwnie: alfa i -alfa.
Obserwowana odległość między gwiazdami zmienia się okresowo.
W naszym świecie nie występują aż tak osobliwe efekty optyczne.

Niekoniecznie. Po pierwsze, cały układ może się poruszać. Po drugie, masy składników mogą być różne. Sytuacja, w której wielkości tych aberracji będą w sumie dawać 0 jest bardzo szczególna.

Nic się nie znosi, lecz przeciwnie - np. pierwsza gwiazda odchyla się w prawo,
a druga w lewo, odległość rośnie lub maleje... a powinna być stała na orbicie kołowej,
ustawionej prostopadle do obserwatora.
Dla orbity eliptycznej wystąpią bardziej skomplikowane zniekształcenia,
ale oczywiście tego nie ma gdyż aberracja zależy tylko od prędkości obserwatora.
Prędkość gwiazd po naszej stronie galaktyki v = 250km/s,
gwiazdy po przeciwnej stronie naszej galaktyki poruszają się w kier. przeciwnym: -250km/s,
1. Prędkości względne gwiazd w naszej galaktyce zmieniają się od 0 do 500km/s.
Przyjęcie takich prędkości do obliczeń aberracji daje błędne korekty
dla współrzędnych gwiazd.
2. Prędkość bezwzględna dla Słońca (w układzie promieniowania tła),
to około 350km/s i nie zmienia się (czas obiegu galaktyki to miliony lat).
Bradley używał tylko prędkości orbitalnej ziemi 30km/s.


Aberrację wyznacza się na podstawie ruchu obserwatora, czyli Ziemi (wirowy, dookoła Słońca, ruch US). Uwzględniamy tylko nasz ruch dlatego, ze wynika to z definicji aberracji. To jest nasz wkład w pozorne przesunięcie obrazu gwiazdy i dzięki znajomości tych ruchów możemy dokonać odpowiednich poprawek.

Właśnie - dlaczego ruch Ziemi dookoła Słońca wpływa na aberrację?
Skąd światło gwiazd wie, że Ziemia krąży wokół Słońca?
Ustawmy lunetę na Księżycu - co wtedy będzie powodować aberrację -
ruch Ziemi, ale czy tylko?
Takie rozumowanie jest błędne.
Musimy uwzględnić jeszcze ruch Słońca (+ galaktyki + ...) - bez tego
wszystkie gwiazdy są przesunięte o jednakowy kąt.
Jeśli zrobić model przestrzenny naszej galaktyki,
to wszystko (z wyjątkiem jednej linii prostej) będzie zniekształcone...

Wzory relatywistyczne są przeszkodą,
ale te klasyczne też są złe - nie uwzględniają dylatacji czasu,
a OTW nie robi tego poprawnie... gdyż jest to teoria względności,
więc nie uwzględnia zjawisk bezwzględnych (z wyjątkiem: c = const).
To dotyczy także efektu Dopplera i wielu innych.
Wiem że to wygląda bardzo groteskowo,
ale ta aberracja jednak istnieje... a są i inne takie 'kwiatki'.


Chodzi o to że nie obserwujemy prędkości odległych obiektów,
bo promienie z takich obiektów muszą biegnąć zawsze prosto do nas -
nieważne jak ten obiekt się porusza.


To jest powiązane z aberracją gwiazd, którą od początku błędnie
interpretowano - ruchem Ziemi po orbicie dookoła Słońca,
ignorując kompletnie ruch gwiazd.
A przecież zgodnie z podstawową zasadą fizyki
istotna jest tylko prędkość względna: źródło-odbiornik.

Zatem dlaczego aberracja gwiazd nie zależy od tej prędkości?
Np. Syriusz - tam jest układ podwójny: Syriusz B krąży z prędkością
kilkunastu km/s, może nawet chwilami ponad 20, bo orbita jest mocno eliptyczna.

Kąt aberracji: a =~ v/c, co dla 30 km/s daje 20'',
Syriusz B ma swoją prędkość, powiedzmy 15km/s,
czyli powinien skakać dodatkowo 10'' w cyklu 50 lat, bo taki jest okres orbity.

Inne układy binarne - setki km/s, czyli powinny być obserwowane
już całe minuty aberracji tych gwiazd i w cyklu kilku lat, niekiedy nawet miesięcy!
Ale nic takiego się nie dzieje... jest tylko te 20'',
jakby wszystkie gwiazdy stały, a tylko Ziemia krąży.

No i tak sobie liczą aberrację gwiazd od 200 lat - z prędkości Ziemi na orbicie,
co jest sprzeczne z zasadami fizyki relatywistycznej.

Teraz weźmy Księżyc - jaka powinna być jego aberracja:
30 km/s = 20'', czy też 1km/c = 0.7'' (prędkość Księżyc-Ziemia = 1km)?
Podobnie Wenus, Merkury, itd.

Jak jest powiązany Doppler z aberracją?
Przecież Doppler zależy od kąta pomiędzy prędkością
i kierunkiem promienia światła ze źródła.
Ten kierunek musi być zawsze prosto na źródło (w chwili emisji)...
więc gdzie ta aberracja się podziała?

Wystarczy rozwiązać ten problem prawidłowo,
a wtedy od razu zauważysz skąd się bierze ten redshift
z całego kosmosu - i dlaczego rośnie (statystycznie) z odległością źródła.

                                                             *******************

Przypomnijmy sobie zatem czym jest paralaksa, żeby nie mylić jej z aberracją.


[Image]
Bliższa gwiazda (promień zółty) "zmienia" swe położenie względem
gwiazdy dalszej (promień biały)



Kąt paralaksy mierzymy względem odległych gwiazd.
Im gwiazda bliżej tym większy kąt paralaksy obserwujemy.

Aberracja nakłada się na paralaksę i zaburza jej obraz, powodując anomalne
zmiany kąta paralaksy.



Jak widzimy aberracja w przeciwieństwie do paralaksy
dotyczy wszystkich gwiazd, a maksymalny kąt aberracji
wyznaczamy porównując kąt nachylenia teleskopu w punkcie
b ziemskiej orbity, kiedy to Ziemia ma największą prędkość
poprzeczną, z kątem nachylenia teleskopu w punktach a i c,
kiedy Ziemia ma zerową prędkość poprzeczną.

Przejdźmy teraz do problemów zasygnalizowanych we wpisach
znalezionych w sieci, których autorzy sugerują jakoby stały kąt
aberracji dla wszystkich gwiazd był niezgodny z fizyką klasyczną
czy też bagienną - relatywistyczną.

Poniższy rysunek przedstawia Układ Słoneczny pędzący wokół centrum galaktyki.
Pytanie brzmi: dlaczego zawsze obserwujemy obraz pozorny P1 związany
z prędkoscią Ziemi na orbicie, a nie np. obraz pozorny P2 związany z prędkościa
Układu Słonecznego wokół centrum galaktyki?

Żeby odpowiedzieć na to pytanie należy sobie uzmysłowić, że kąt aberracji mierzymy względem "czegoś", a tym czymś jest położenie gwiazd w teleskopie kiedy obserwujemy gwiazdy z punktu a i c (poprzedni rysunek), a biorąc pod uwagę okres obiegu Układu Słonecznego wokół centrum galaktyki ok. 250 mln lat mamy raczej niewielkie szanse zaobserwować maks. aberrację wiekową która powinna wynosić...(ile?), ponieważ rozpoczynającdziś obserwację dopiero za ok. 60 mln lat Układ Słoneczny będzie miał poprzeczną prędkość równą zero względem obserwowanej gwiazdy.

Aberracja dzienna, roczna, wiekowa, bagienna, stała nie stała...ale jak to wszystko pogodzić z deszczową piosenką serwowaną nam przez fizykę, która twierdzi, że promienie światła docierają prostopadle do Ziemi jak krople deszczu z chmurki?



  I co z tym kątem aberracji wiekowej? Czyżby był większy od kąta aberracji rocznej? No przecież gdyby był większy to nasz deszczyk nie może przecież padać zawsze prostopadle do Ziemi, mamy tu więc sprzeczność, której nie rozwiąże nawet królik wyciągnięty z relatywistycznego bagna. 

A jednak czy rozwiązanie nie jest proste? Wystarczy założyć, że kąt aberracji nie jest zwyczajnym kątem "deszczowym", a kątem pod jakim foton wpada do lunety z prędkością  która nie ma wpływu na kąt aberracji. Zatem to co wpada do lunety ma predkość boczną która jest sumą wzajemnej prędkości poprzecznej źródła i odbiornika (można powiedzieć: absolutnej wzajemnej prędkości poprzecznej źródła i odbiornika) - i to jest jest właśnie to co widzimy w lunecie, a odstępstwa od tego obrazu widoczne w postaci aberracji, to zmiana poprzecznej predkości Ziemi względem absolutnej wzajemnej predkości poprzecznej źródła i odbiornika. Dlatego właśnie obserwujemy stały kąt aberracji mimo, że np. wzajemna predkość gwiazd położonych na przeciwległych krańcach galaktyki wynosi ok 400km/s, a prędkość Układu Słonecznego 220km/s - po prostu położenie gwiazd na nieboskłonie oddaje nam już istniejące wzajemne prędkości i dopiero zmiana poprzecznej prędkości Ziemi staje się widoczna w postaci stałego kąta aberracji. 

Podsumowując, prawdopodobnie widzimy tylko te fotony, których "początek" i "koniec" uderzają dokładnie w ten sam punkt przesuwającego się  poprzecznie teleskopu, co wyjaśnia również brak zmiany kąta aberracji w przypadku napełnienia teleskopu wodą (spowolnienie fotonu i unoszenie go przez wodę)




...a poniższa animacje jako nie spełniająca zasady "początek" i koniec "fotonu" uderzają w ten sam punkt dna teleskopu, są błędne (o żenującej interpretacji relatywistycznej wspominać nie warto)

 

Może jeszcze na koniec przypomnę, że powyższe rozważania zakładają rzecz jasna sumowanie się prędkości źródła i światła emitowanego przez to źródło:

Foton ma predkość poprzeczną v1 równą predkości poprzecznej źródła.
Na odbiorniku predkości v1 I v2 zsumują się, ale prędkości wzajemnej v1+v2
nie da się w prosty sposób określić i dopiero zmiana prędkości wzajemnej
np. w postaci zmiany pędkości poprzecznej Ziemi ujawni aberrację.

 

No i wszystko jasne, pochylony teleskop "łapie" różne fotony w zależności
od prędkości teleskopu:


...a deszczową piosenkę można odesłać do lamusa.

I pomyśleć, że przez 200 lat błędnie interpretowano aberrację gwiezdną.
Nie do wiary. Co w tym czasie robili fizycy? Ach, prawda...taplali się
w relatywistycznym bagnie :o)



1.Tajemnice gwiezdnej aberracji
2.Aberracja w oparach relatywistycznego bagna.
3.Quo vadis Aberracjo?
4.Aberracja gwiezdna - ostateczne rozwiązanie!

segern
O mnie segern

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie