Frage:
Ist es möglich, das Supernova-Ereignis desselben entfernten Sterns zweimal zu sehen?
0xFFF1
2015-03-15 08:52:50 UTC
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Normalerweise erfordern relativistische Zeitdilatationseffekte, dass sich etwas in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Die Hochgeschwindigkeitsanforderung kann jedoch stattdessen durch eine Hochdistanzanforderung ersetzt werden. Wenn Sie von einem entfernten Ort wegreisen, können Sie ältere entfernte Ereignisse beobachten, als wenn Sie zu einem entfernten Ort reisen.

Ich denke, dies bedeutet, wenn Sie eine Supernova beobachten, die sich in genau der richtigen Entfernung befindet, während sich die Erde während ihrer Umlaufbahn vom Ereignis entfernt, und dann ein halbes Jahr warten, bis sich die Erde in der Umlaufbahn bewegt In der entgegengesetzten Richtung fegen Sie ein weiteres Stück Raum aus der Raumzeit, das auch das Supernova-Ereignis enthält. Sie sollten in der Lage sein, die Entfernung anzupassen, für die dies funktioniert, indem Sie auf unterschiedliche Geschwindigkeitsunterschiede während der Umlaufbahn warten oder einen Satelliten nach oben senden, um mehr Kontrolle über die Geschwindigkeitsunterschiede und Wartezeiten zu haben.

Haben wir fotografierte Beweise dafür? Dieselbe Supernova explodiert zweimal, indem die Zeitdilatationseffekte kleiner Geschwindigkeitsunterschiede über große Entfernungen sorgfältig genutzt werden.

Sechs antworten:
Cort Ammon
2015-03-15 09:01:03 UTC
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Sie können nicht ganz in die Zeit zurückblicken, es sei denn, Sie können einem Photon entkommen. Wenn Sie darüber nachdenken, ist das beobachtete Ereignis durch die Freisetzung von Photonen gekennzeichnet, die eine kugelförmige Form bilden. Sobald Sie sich in der Kugel befinden, können Sie das Ereignis beobachten. Sobald Sie sich jedoch im Inneren befinden, können Sie nur noch schneller als die Wellenfront der Photonen nach draußen gelangen. Wenn Sie nicht nach draußen kommen, können Sie es nicht wieder beobachten.

Wir können es jedoch besser machen. Mit Gravitationslinsen können wir eine Supernova aus mehreren Winkeln gleichzeitig betrachten!

http://newscenter.berkeley.edu/2015/03/05/distant-supernova-split-four-ways -von-Gravitationslinse /

Ich habe das damals falsch verstanden.Vielleicht ist nur die relative Bewegung des beobachteten Ereignisses von Bedeutung, wenn Sie Informationen über entfernte Ereignisse erhalten?
Es ist sehr wichtig zu bestimmen, wann Ereignisse eintreten, und gleichzeitig.Dies sind jedoch Themen, die zwei verschiedene beobachtende Parteien diskutieren.In diesem Fall haben Sie eine beobachtende Gruppe, die versucht, durch das Universum zu rennen, sodass nur Ereignisse in einer Reihenfolge angezeigt werden.
Wie im Artikel erwähnt, ermöglicht die Gravitationslinse auch das Betrachten einer Supernova aus mehreren Winkeln * zu * * unterschiedlichen * * Zeiten * (in diesem Fall mit Intervallen in der Größenordnung von Jahrzehnten), was Ihrem ersten Absatz widerspricht.Mit anderen Worten, die Wellenfront kann viel komplizierter aussehen als "kugelförmig".
Dies wirft die interessante Frage auf, welche Form die Photonenhülle hat, nachdem sie die Gravitationslinse passiert hat.Anscheinend wird es so "gefaltet", dass es mehrmals durch uns hindurchgeht.Aber bleibt es nach dem Falten in Verbindung?Sind einige unserer Beobachtungen darauf zurückzuführen, dass ein "umgekehrter" Teil der Photonenschale an uns vorbeizieht, sodass wir topologisch gesehen "auf der Außenseite" der deformierten Schale landen?Und wie ist das im Einklang mit einer Anzahl von Bildern?
@HenningMakholm Nun, wenn es zwei (oder mehr) Geodäten aus dem Nova-Ereignis für uns gibt, warum sollten sie überhaupt gleich lang sein?Auch wenn * ich * gleichzeitig aus zwei Blickwinkeln beobachte, ist der Begriff der Gleichzeitigkeit relativistisch bedeutungslos, abgesehen von meiner persönlichen Position, in der beide Strahlen durch verschiedene Punkte im Raum gehen ...
@Hagen: Ich leugne die Fakten nicht und frage mich nur, wie die Erklärung für diese Fakten auf dem Photonenschalenbild aussieht.
Guter Ruf an die Sphäre, @EmilJeřábek.Ich nannte es "kugelförmig", um die Topologie von Hand wegzuwinken, aber du hast mich erwischt!Wenn der Raum so verzerrt ist, dass sich diese Hülle überschneidet, bricht meine Wortwahl zusammen.Was das "Umkehren" oder irgendetwas angeht, funktioniert die Shell nicht ganz so.Die technisch "richtigste" Version dieser Shell ist eine Region, deren Ereignisse "nach der Supernova kausal sequenziert" werden können, aber diese Formulierung hilft der Intuition nicht viel.Es führt jedoch zu ordentlichen Tricks.Überlegen Sie, ob Sie 3 Versionen derselben Nova sehen ...
..sie konnten genug Informationen bekommen, um herauszufinden, wo die Nova war und wie lange es her ist.Wenn Sie dann wüssten, dass es einen Gravitationslinseneffekt gibt, der das Licht auf einem noch längeren Weg biegt, können Sie vorhersagen, wo und wann es wieder am Nachthimmel erscheinen würde.Dies würde zu dem Anschein führen, dass Sie "die Zukunft vorhergesagt" haben, aber in Wirklichkeit waren die Informationen bereits beim ersten Betrachten angekommen.Alles was du getan hast war es zu verarbeiten.
Soweit ich weiß, ist bei herkömmlichen Objektiven die Zeit, die Licht benötigt, das von einem bestimmten Punkt auf einem Objekt ausgeht, um seinen entsprechenden Brennpunkt zu erreichen, unabhängig von dem genauen Weg dorthin.Die Pfadlängen variieren, aber die kürzeren Pfade verbringen mehr Zeit in einem Material, in dem sich das Licht langsamer bewegt.Ein solches Verhalten würde jedoch für eine Fresnellinse nicht zutreffen;Jeder disjunkte Ring hätte eine andere Brennzeit.Haben Gravitationslinsen ähnliche Diskontinuitäten?
Ich müsste meine Fakten überprüfen, aber ich glaube, dass die Reisezeit des Lichts wegabhängig ist.Mit einer herkömmlichen Linse ist es ein bisschen schwierig, aber betrachten Sie das Doppelspaltexperiment, das zeigt, dass Photonen, die unterschiedliche Wege nehmen, in unterschiedlichen Phasen an der Objektivoberfläche ankommen.Dies erfordert entweder, dass das Licht unterschiedliche Laufzeiten durch jeden Spalt nimmt, oder dass die Photonen die Frequenz auf dem Weg ändern.Ich würde jedoch nicht erwarten, dass Gravitationslinsen Diskontinuitäten im Fresnellinsenstil aufweisen.Diese besonderen Diskontinuitäten ergeben sich aus Diskontinuitäten in der Geometrie.
+1 "Wenn du nicht nach draußen kommst, kannst du es nicht wieder beobachten."- Großartige Erklärung
Kyle Kanos
2015-03-15 09:06:09 UTC
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Sie werden die Explosion nicht zweimal sehen, das verstößt ziemlich gegen die Regeln von SR und Referenzrahmen. Mit viel Glück können wir jedoch das Licht des Restes ein zweites Mal sehen (vielleicht mehr). Sorta ​​p>

Es gibt Dinge, die als leichte Echos bezeichnet werden. Dies ist eine Analogie zu den üblichen akustischen Echos, mit denen wir alle vertraut sind. Wenn dies geschieht, beobachten wir das Licht, wie es war (ohne Absorptionseffekte), als der Stern explodierte. Und es basiert ausschließlich auf der Geometrie der Dinge in der Nähe der Supernova und unseres Planeten.

Angenommen, der gelbe Fleck im Bild unten (von der verlinkten Wiki-Seite) ist die Supernova.

enter image description here

Wir sehen normalerweise das mit A bezeichnete Licht. Wenn sich jedoch eine Staubwolke auf der rechten Seite befindet (an beiden Biegungen in Pfaden B und C), dann nimmt das Licht den weiten Weg und kommt viel später zu uns.

Was wir sehen, ist ziemlich schön:
enter image description here
(Lichtecho von SN1987A, Quelle)

Die konzentrischen Ringe sind verräterische Zeichen des Lichtechos. Die Lichtkurve aus den Echos kann uns etwas über den Resttyp (z. B. Typ I oder Typ II und alle Unterklassen) und einige Merkmale der staubigen Umgebung (aufgrund von Absorptionen) erzählen. P. >

[Können Enten] (http://en.wikipedia.org/wiki/Echo#Duck.27s_quack) ein leichtes Echo erzeugen?
@tpg2114 Nur wenn sie in einer Staubwolke schweben, wenn sie in die Supernova gehen.MythBusters konnte diesen Teil des Mythos nicht nachbauen, wenn ich mich richtig erinnere.
Dies ist eindeutig die Antwort.Aus der Quelle, die Sie verlinken: _ "Ein Bonus ist, dass Astronomen angesichts der besonderen Natur der Gravitationslinse innerhalb der nächsten fünf Jahre eine Supernova-Wiederholung einstellen können. Dies liegt daran, dass Licht verschiedene Wege um und durch eine Gravitationslinse nehmen kann.zu unterschiedlichen Zeiten auf der Erde ankommen. Die Computermodellierung dieses Linsenclusters zeigt, dass die Forscher vor 50 Jahren und vor 20 Jahren die Gelegenheit verpasst haben, den explodierenden Stern zu sehen, aber die Bilder der Explosion werden sich wahrscheinlich in einigen Jahren wieder wiederholen. "_
QuadmasterXLII
2015-03-15 19:55:09 UTC
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Eine Supernova wurde im Laufe von 20 Jahren viermal beobachtet! Dies betraf nicht die Erdumlaufbahn. Stattdessen nahm das Licht der Supernova 4 verschiedene Wege von seiner Quelle zur Erde, wobei sich die Wege aufgrund der Schwerkraft der Galaxienhaufen zwischen der Supernova und der Erde bogen. Da die Länge dieser Pfade um bis zu 20 Lichtjahre variierte, dauerte es bis zu 20 Jahre länger, bis das Licht auf einigen Pfaden uns erreichte.

http://www.nytimes.com/2015/ 03/06 / Wissenschaft / Astronomen-beobachten-Supernova-und-finden-sie-beobachten-Wiederholungen.html? _R = 0

Dies ist so ziemlich genau die gleiche Antwort [die Cort geschrieben hat] (http://physics.stackexchange.com/a/170467/25301) 11 Stunden vor dieser.
Sie haben Recht, ich habe seine Antwort beim ersten Mal falsch verstanden.
TheEnvironmentalist
2015-03-15 17:53:53 UTC
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Ganz einfach ausgedrückt, um ein Ereignis zweimal zu betrachten, beide Male in absoluter Echtzeit (ohne Berücksichtigung der Zeit, die das Licht benötigt hat, um Sie direkt vom Ereignis aus zu erreichen), müssten Sie den Photonen entkommen, was eine schnellere Folge bedeutet. Wenn Sie bereit sind, weniger als Echtzeit zu akzeptieren, ist dies absolut möglich, obwohl dies immer weniger praktisch ist, da Sie beim Versuch, die beiden Anzeigen zu trennen, mehr Verzögerung hinzufügen rechtzeitig. Zum Beispiel könnten Sie:

  • einen riesigen Spiegel verwenden: Wenn Sie 7,5 Kilometer vom Ereignis entfernt positioniert wären, mit einem Weltraumteleskop und Ihnen bewaffnet Wenn Sie einen großen Spiegel in einer Entfernung von 17987540 km positionieren, sehen Sie das Ereignis mit bloßem Auge etwa 25 Mikrosekunden (25.0173071 Mikrosekunden), nachdem es passiert ist, und Ihr Teleskop sieht es etwa 2 Minuten später (119.999975s) durch den Spiegel reflektiert.

  • Verlangsamen Sie das Licht: Wenn Licht durch ein Material mit einem großen Brechungsindex wandert (technisch jedes Material bei einem Brechungsindex größer als 1), wird es wird verlangsamt. Wenn Sie ein Material mit einem ausreichend großen Brechungsindex zwischen Ihnen und dem Ereignis verteilt haben, jedoch nur auf einer Seite (treffen Sie Ihre Wahl, es gibt kein Recht oder Links im Raum), können Sie sehen, dass sich das Ereignis zuerst im Material umschaut und dann erneut durchschauen. Tatsächlich nutzte die Harvard-Physikerin Lene Hau diese Methode 1999, um neben dem Licht zu radeln und es an sein Ziel zu bringen. Leider wäre ihre Methode im Weltraum sehr schwierig anzuwenden, wo schwankende Temperaturen und große Entfernungen die Verwendung von herkömmlichem Material auf der Erde verhindern würden.

  • Lagern Sie die Bild: Die nächstmögliche und praktischste Lösung besteht darin, das Ereignis einfach vor der Kamera zu speichern. Es gibt auch eine Anzahl chemischer Prozesse, die Bilder auf ähnliche Weise reproduzieren, obwohl eine Digitalkamera (oder ein Weltraumteleskop) in der Regel ein weitaus besseres Bild liefert.

Kurz gesagt, es gibt gute Gründe, warum Wissenschaftler Kameras (häufig Weltraumteleskope) verwenden.

Vectornaut
2015-03-17 05:57:55 UTC
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Ich denke, dies bedeutet, wenn Sie eine Supernova beobachten, die sich in genau der richtigen Entfernung befindet, während sich die Erde während ihrer Umlaufbahn vom Ereignis entfernt, und dann ein halbes Jahr warten, bis sich die Erde im Gegenteil bewegt Richtung, Sie fegen ein weiteres Stück Raum aus der Raumzeit, das auch das Supernova-Ereignis enthält.

Dies ist eine großartige Denkweise, und wenn Sie sie drehen In der Umgebung sehen Sie die Antwort auf Ihre Frage.

Nehmen wir der Einfachheit halber vor, die Supernova tritt an einem einzelnen Punkt in der Raumzeit auf. Das Licht der Supernova wandert entlang des vorderen Lichtkegels dieses Punktes aus.

In der Zwischenzeit, einige tausend Lichtjahre entfernt, rasen Sonne und Erde durch Raum und Zeit. Da beide massive Objekte sind, sind ihre Weltlinien zeitliche Kurven. Die Weltlinie der Erde dreht sich um die Sonne, wie unten skizziert.

Menschen auf der Erde werden die Supernova an dem Punkt in der Raumzeit sehen, an dem die Erde durch den vorderen Lichtkegel der Supernova geht. Hier ist eine wichtige geometrische Tatsache: In einer flachen Raumzeit kann keine zeitliche Kurve mehr als einmal durch einen bestimmten vorderen Lichtkegel verlaufen. Egal wie seltsam und kurvig die Weltlinie der Erde aussieht, sie kann nicht passieren zweimal durch den vorderen Lichtkegel der Supernova, so dass die Menschen auf der Erde nur eine Chance haben, das Feuerwerk zu sehen.

Spacetime diagram of a supernova seen from our solar system

Wie QuadmasterXLII und Cort Ammon hervorgehoben haben, ist die Situation so anders in gekrümmter Raumzeit. Wenn die Raumzeit verzerrt ist, kann eine zeitliche Kurve viele Male durch einen bestimmten vorderen Lichtkegel verlaufen.

Die erwähnten "Lichtechos" Kyle Kanos können sogar in flachen Raumzeiten auftreten: Sie treten auf, wenn das Licht der Supernova auf ein reflektierendes Objekt trifft, wie eine Staubwolke. Das Licht, das auf die Staubwolke trifft, streut in alle Richtungen und bildet einen zweiten Lichtkegel. Jetzt können Menschen auf der Erde zweimal Licht von der Supernova sehen: einmal, wenn die Erde durch den vorderen Lichtkegel der Supernova geht, und einmal, wenn sie durch den vorderen Lichtkegel des Streuereignisses geht.

Ist das deine eigene Zeichnung?Ich liebe es!Erinnert mich irgendwie an die Batman-TV-Serie der 1960er Jahre.
@WetSavannaAnimalakaRodVance Ja, ich habe es in Inkscape geschafft.Alles, was handgezeichnet aussieht, wurde auf einem Zeichentablett gemacht.Ich freu mich, dass es dir gefällt!Ich werde die Fernsehanimation der 1960er Jahre als Backup-Karriere im Auge behalten.
Christopher McGowan
2015-03-17 10:02:43 UTC
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Ähnlich, aber bei Bedarf wiederholbarer als Quadmasters Antwort:

Nachdem Sie die Supernova gesehen haben, schauen Sie sich einfach ein Schwarzes Loch irgendwo "zur Seite" an ( nicht entlang der Linie zwischen der Supernova und Ihnen) und kompensieren Sie die Verzerrung.

Ein Schwarzes Loch biegt wie eine Linse Licht, das sich nahe genug bewegt, um von seiner Schwerkraft beeinflusst zu werden (in unserem Fall wollen wir es sich beugen und passieren, ohne auf den Ereignishorizont zu stoßen). Die Hypotenuse eines Dreiecks ist nie ganz so lang wie die Summe der beiden anderen Seiten. Stellen Sie sich also die Photonen der ursprünglichen Betrachtung entlang der Hypotenuse und das Schwarze Loch als den rechten Winkel vor (obwohl dies nicht erforderlich ist) muss ein rechter Winkel sein).

Mit dem Schwarzen Loch können Sie Photonen von der Supernova betrachten, die gleichzeitig mit Ihrer ursprünglichen Beobachtung emittiert wurden ... und diese haben sich viel weiter bewegt, also haben sie sich bewegt Ich werde später für Ihre Bequemlichkeit ankommen.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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