Pergunte a Ethan No. 12: Distâncias no Universo
Este pedaço de céu é a constelação de baleia. Aqui observamos um conjunto de galáxias que foram usadas para observar os vícios alimentares de galáxias jovens enquanto elas crescem. Cada um dos pequenos pontos é uma galáxia, como era de três a cinco bilhões de anos após o Big Bang. Eles foram estudados usando as ferramentas VLT e SINFONI. Mapas coloridos mostram o movimento do gás nas galáxias. O gás azul se move em nossa direção em relação à galáxia como um todo, o gás vermelho é removido. essas cores permitem aos astrônomos descobrir se as galáxias estão girando como discos ou se movendo de maneira diferente.A luz acredita que se move mais rápido do que qualquer outra coisa, mas está enganada. Não importa a rapidez com que a luz se mova, ela sempre descobre que a escuridão já apareceu lá antes e está esperando por ela.
- Terry Pratchet
O leitor pergunta:Quando eles dizem sobre um objeto que está a 13,8 bilhões de anos-luz de distância, isso significa a distância atual do objeto, qual a distância quando a luz do objeto foi em nossa direção ou a distância percorrida pela luz?
De fato, devido à expansão do universo, essas três opções devem ser muito diferentes.
Desejo que todos tenham aderido à mesma definição. Infelizmente, essas três distâncias são realmente diferentes e nem todos usam a mesma distância, descrevendo a distância do objeto. Faça uma analogia simples.
Imagine dois lances de escada lado a lado. Você está de pé em um, seu amigo no outro. Ele fica mais baixo e segura uma bola nas mãos. Seu amigo joga uma bola para você a uma certa velocidade, leva um certo tempo para viajar até você e, se você conhece esses dois valores, pode calcular a distância até um amigo. Digamos que a bola voou a uma velocidade de 10 metros por segundo, voou 1 segundo e você está a 10 metros do seu amigo. (Suponha, por simplicidade, que a gravidade não atue na bola). [Aproximadamente. trans.: e resistência do ar; mas é melhor imaginar que você está de pé em viajantes, e a gravidade não vai incomodá-lo].
Agora complicamos a tarefa e colocamos você e seu amigo em escadas rolantes que se deslocam em direções opostas - você está subindo e cada uma está descendo. Digamos que a velocidade de cada um seja 2,5 m / s.E nem tudo é tão simples.
Se o seu amigo jogar a bola a uma velocidade de 10 m / s, e você começar a uma distância de 10 metros, a bola levará mais de um segundo para avançar e, após a sua chegada, você não estará a 10 metros um do outro. No baile, serão necessários 1,3s e, a essa altura, você estará a uma distância de 17 metros.Se você estiver a uma distância de 10 metros um do outro no momento em que a bola voa para você, significa que você começou a uma distância de 6 metros e a bola levou 0,8 s para ir.Mas se a bola levou exatamente 1 segundo para o caminho, significa que, ao arremessar, você estava a uma distância de 8 metros, e agora você está a uma distância de 13 metros.Para simplificar, arredondei todos os valores.
O ponto é que, se você estiver a alguma distância e se mover em relação um ao outro, não será tão fácil determinar a distância - eles terão três valores diferentes:- A distância em que dois objetos estavam quando o objeto emissor enviou um sinal que o observador recebeu
- A distância em que dois objetos estão localizados quando o observador recebeu um sinal emitido pelo remetente.
- A distância que o sinal teve que percorrer do remetente ao receptor.
Para objetos imóveis, todos os três valores são iguais e, para objetos em movimento, são diferentes. E o universo está apenas se movendo.
Objetos conectados pela gravidade, como planetas no sistema solar, estrelas em uma galáxia e galáxias em um aglomerado, podem ser considerados imóveis em relação um ao outro, a maioria das galáxias é removida uma da outra. Quando olhamos para as extremidades do Universo, olhamos para o passado e vemos a luz do momento em que os objetos estavam mais próximos, quando o Universo se expandiu mais rapidamente, desde os tempos antigos. E, diferentemente do exemplo das escadas rolantes, a taxa de expansão do Universo também muda com o tempo.
Hoje, nosso universo é 13,8 bilhões mais / menos várias dezenas de milhões de anos. O que isso significa para objetos remotos?
Considere o detentor do registro atual, a mais distante das galáxias conhecidas, UDFj-39546284. Quando dizemos que está a 13,42 bilhões de anos-luz de distância, o que queremos dizer?A distância que a luz que viaja percorreu. Para mim, pelo menos, essa é uma maneira razoável de indicar a distância. Em um universo em expansão, anteriormente as distâncias entre os objetos eram menores. À medida que a luz se move do objeto radiante para os nossos olhos, o universo continua a se expandir.O que isso significa para o nosso recordista?- Esta galáxia estava a 1,1 bilhão de anos-luz de nós quando emitiu luz chegando até nós hoje.
- A luz que hoje chega a nós foi emitida quando o Universo tinha apenas 380 milhões de anos, ou seja, 2,7% da idade atual.
- 13,4 , , 13,4 .
- 33 .
E, embora você nunca saiba a que distância um jornalista ou escritor escreve, listei todas as opções possíveis.
Geralmente, as duas últimas opções são usadas - a distância percorrida pela luz ou a distância atual. Podemos assumir que, se a distância em anos-luz é menor que a idade do universo, eles falam sobre o tempo em que a luz viajou e, se houver, sobre a distância atual atual.
Para objetos mais próximos e para objetos conectados pela gravidade, a diferença entre essas opções é muito menor, mas eu ainda gostaria que as pessoas tivessem mais cuidado com as palavras. Se todos indicassem a que distância ele se refere - o que era quando a luz era emitida, o caminho da luz ou a distância atual do objeto, haveria muito menos confusão.
É assim que as distâncias funcionam em um universo em expansão.Source: https://habr.com/ru/post/pt381419/
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