Điểm tham chiếu tiêu chuẩn để đo tốc độ là gì?


8

Tốc độ, như chúng ta biết, không tồn tại mà không có điểm tham chiếu trước. Sau đó, chúng tôi nói rằng điểm tham chiếu hoàn toàn không di chuyển và tốc độ được đo liên quan đến điểm tham chiếu.

Điểm tham chiếu tiêu chuẩn khi xác định tốc độ của các vật thể trong thiên văn học là gì? Trái đất?

Câu trả lời:


4

Khung còn lại để đo tốc độ và vận tốc (thiên văn) phụ thuộc vào bối cảnh và mục đích.

Một khung địa tâm, dựa trên khối tâm của Trái đất có thể phù hợp với các vật thể trên quỹ đạo quanh Trái đất.

Khung tham chiếu nhật tâm, tập trung vào Mặt trời, thường được sử dụng khi mô tả đường vận tốc tầm nhìn của các vật thể thiên văn, nhưng thông thường hơn, khung barycentric ở tâm khối lượng mặt trời được sử dụng. Ví dụ, đây là cách các phép đo vận tốc hướng tâm của các ngôi sao chủ ngoại hành tinh hoặc các thành phần của các nhị phân che khuất sẽ được trích dẫn. Nó cũng sẽ thích hợp cho chuyển động của các vật thể trong hệ mặt trời.

Bạn,V,W

Trung tâm Thiên hà cũng có thể được sử dụng làm khung tham chiếu cho chuyển động của các thiên hà trong nhóm địa phương của chúng ta. ví dụ như khi nói về chuyển động của thiên hà Andromeda.

Cuối cùng, chúng ta có thể xác định một tiêu chuẩn nghỉ ngơi vũ trụ - khung đứng yên di chuyển của dòng Hubble - sử dụng các phép đo chính xác của nền vi sóng vũ trụ (CMB). Nói cách khác, chúng ta có thể xác định chuyển động đặc biệt của mình đối với dòng Hubble bằng cách quan sát chữ ký doppler lưỡng cực trong CMB.


6

Khi Einstein nhận ra và giống như bạn phát biểu chính xác, bạn thực sự không thể tự đo tốc độ của một vật thể vì nó phải được đo tương đối so với thứ khác.

Kết quả là logic, nếu bạn đặt câu hỏi "X di chuyển nhanh như thế nào?" , bạn sẽ phải xác định rằng bạn muốn tốc độ đối với một đối tượng khác vì chuyển động không thể đo được nếu không có điểm tham chiếu.

Vài ví dụ:

  • Nếu bạn hỏi Trái đất di chuyển nhanh như thế nào so với trục của chính nó, trung tâm của Trái đất sẽ là điểm tham chiếu của bạn.
  • Nếu bạn muốn biết Trái đất quay quanh Mặt trời nhanh như thế nào, Mặt trời sẽ là điểm tham chiếu của bạn.
  • Nếu bạn muốn biết khoảng cách của Mặt trăng từ Trái đất tăng nhanh như thế nào, Trái đất sẽ là điểm tham chiếu của bạn.
  • Nếu bạn muốn biết tốc độ của hệ mặt trời của chúng ta trong dải ngân hà, trung tâm của Dải Ngân hà sẽ là điểm tham chiếu của bạn.

điểm tham chiếu "chuẩn"

Nếu không có điểm tham chiếu nào được đưa ra, có thể giả định rằng "điểm tham chiếu chuẩn" là vị trí của người quan sát. Trong các lĩnh vực của thiên văn học, đó sẽ là vị trí của nhà thiên văn học.

Cần lưu ý rằng nhà thiên văn học cũng có thể đang thực hiện một nhiệm vụ không gian bên ngoài bầu khí quyển của Trái đất, hoặc anh ta / cô ta có thể sử dụng kính viễn vọng trên quỹ đạo Trái đất. Do đó, "Trái đất" nói chung không thể được coi là một điểm tham chiếu tiêu chuẩn cho thiên văn học bởi vì, tùy thuộc vào độ chính xác của các phép đo và vị trí của (ví dụ) kính viễn vọng, giả sử "Trái đất" có thể dẫn đến các phép đo không chính xác.

BIÊN TẬP

Như @TidalWave đã nhận xét chính xác , cũng có Khung tham chiếu thiên thể quốc tế (ICRS) có thể giúp bạn tìm các điểm tham chiếu, tính toán khoảng cách, v.v. theo hệ thống tham chiếu thiên thể, đã được Liên minh thiên văn quốc tế (IAU) chấp nhận thiên văn học định vị. Nguồn gốc của ICRS nằm ở barycenter của hệ mặt trời.

Gói lại:

Nếu không có điểm tham chiếu nào được xác định và nếu chúng ta có thể giả định rằng nhà thiên văn học hoạt động theo các quy tắc và định nghĩa của Liên minh Thiên văn Quốc tế (sẽ là trường hợp thông thường, nếu không phải là trường hợp lý tưởng), Khung Tham chiếu Thiên thể Quốc tế cung cấp cho bạn "tiêu chuẩn" điểm tham chiếu "tại trung tâm của nó (là barycenter của hệ mặt trời).

Trong những trường hợp hiếm hoi mà việc tuân thủ IAU không thể được giả định (điều gì đó "có thể" xảy ra trong các lĩnh vực nghiệp dư), phải giả định rằng điểm tham chiếu là điểm quan sát.


1
Phần cuối cùng là một chút xem xét các tiêu chuẩn được thông qua IAU, cộng với việc không thể xác định tốc độ của một người bằng cách di chuyển với điểm tham chiếu. Bạn cũng có thể muốn đề cập đến Khung tham chiếu thiên thể quốc tế (ICRS) để trả lời phần cuối của câu hỏi. Tất cả đều ở đó ...;)
TildalWave

Chà, khi thực hiện các phép đo bức xạ nền vi sóng vũ trụ, người ta phải trừ đi các khoảnh khắc lưỡng cực liên quan đến chuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo quanh Trái đất, chuyển động của Trái đất do nó quay quanh mặt trời và chuyển động do mặt trời về trung tâm của thiên hà. Tôi sẽ tưởng tượng rằng điều này sẽ luôn luôn cần phải là một bước bất cứ khi nào các quan sát có độ chính xác cao (từ kính viễn vọng trong không gian) được làm từ các vật thể ở xa. Xem: ned.ipac.caltech.edu/level5/March05/Scott/Scott2.html
Astromax

@astromax Chính xác. Đó là lý do tại sao tôi nói không đúng khi coi Trái đất là điểm tham chiếu tiêu chuẩn.
e-sushi

@astromax Đúng như vậy, mặc dù vì lý do học thuật , chúng ta có thể rút gọn tất cả để xác định Khung tham chiếu quán tính , tất nhiên có thể khác nhau tùy thuộc vào bạn và đối tượng quan sát phổ biến của bạn sẽ mô tả thời gian và không gian một cách đồng nhất, theo phương vị và theo cách độc lập với thời gian cho cả hai. Vì vậy, có, đối với bức xạ nền, những gì bạn nói là hoàn toàn chính xác.
TildalWave
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.