Doppelsternsystem

4.8 Doppelsternsystem

Hintergrund und eigentliche Erklärung

Binary -Systeme sind für die spezielle Relativitätstheorie wichtig für mindestens zwei Gründen : Licht Konstanz Argument und auf abnorme Aberration bei bewegten Quelle .
Eine weitere indirekte Beobachtung , die die Ausbreitung von Licht wurde erstmals im Jahre 1913 von De Sitter vorgeschlagen .
Mehr als 50% aller Sterne bilden als mehrere Sternsysteme betrachtet werden, sind einige von ihnen nahe genug, um mit leistungsstarken Teleskopen erkennen.
De Sitter grundlegende Idee war, dass , wenn zwei Sterne umkreisen einander sind , und wir beobachten sie aus der Ebene ihrer gegenseitigen Umlaufbahn , die Sterne werden manchmal werden sich in Richtung der Erde schnell , und manchmal weg . Nach einer Theorie Emission dieses Orbital Komponente der Geschwindigkeit sollten addiert oder subtrahiert werden von der Geschwindigkeit des Lichts. Als Ergebnis über lange Zeitspanne notwendig, das Licht , um die Erde zu erreichen, müsste die Ankunftszeiten des Lichts von Annäherung und Rückzug Quellen sehr unterschiedlich sein.
Wenn eine Lichtquelle eine Geschwindigkeit von u hat , in Richtung der positiven X-Achse sagen - nach dem ballistischen Theorie die Geschwindigkeit des Lichts in der gleichen Richtung emittiert wird, c + u, wobei c die Geschwindigkeit von Licht, das von eine ruhende Quelle . Angesichts solcher und einen Beobachter in einem großen Abstand D in der Ebene , Licht durch die Sterne von den Punkten A emittiert wird beobachtet , in Übereinstimmung mit der Theorie von Ritz, nach einer Zeit D / ( c + u) und Licht von B nach emittiert die Zeit D / ( cu ) .

Abbildung 4.16 Binary Sterne-System

Sein T Hälfte Umlaufzeit des Sterns ( seinem Weg wird als kreisförmig) , so dass der zeitliche Abstand zwischen den beiden Beobachtungen ist T +2 uD/c2 .
Wenn der Stern geht in der zweiten Hälfte seiner Periode von B nach A, dann die beobachtete Zeitintervall T-2uD/c2 .
Nun, wenn 2uD/c2 ist von der gleichen Größenordnung wie T, dann , wenn die ballistischen Theorie wahr wäre, wäre es unmöglich , die Beobachtungen in Übereinstimmung mit den Keplerschen Gesetzen zu bringen. Bei allem spektroskopische Doppelsterne 2uD/c2 ist nun in der Tat nicht nur von der gleichen Größenordnung wie T , aber wahrscheinlich in den meisten Fällen sogar noch viel größer. Man nimmt z. B. u = 100 km / sec, T = 8 Tage, = 33 Jahre ( dh eine Parallaxe von 0,1 " ) , dann hat man ungefähr T-2uD/c2 ≈ 0 . Alle diese Dimensionen sind für einen Auftrag mit die bekanntesten spektroskopische Doppelsterne .
Die Existenz der spektroskopischen Doppelsterne und der Umstand , dass ... in den meisten Fällen die beobachtete Radialgeschwindigkeit vollständig wird vertreten durch die Kepler- Bewegung ist somit ein starker Beweis für die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.
Die De Sitter Argument prognostiziert das Aussehen der stellaren Geist und der Verzerrung der Umlaufbahnen der Doppelsterne .
Einige neue Theorien darauf hin, die Änderungen der Geschwindigkeit Licht durch das interstellare Medium . Dieses Medium wird zu handeln, um die Geschwindigkeit des Lichts Konstante für Ferngespräche zu machen. Der Effekt wird auf der Lichtfrequenz verwandt , so dass für sichtbares Licht unabhängig von der Anfangsgeschwindigkeit der Beobachter die gleiche Lichtgeschwindigkeit im interplanetaren Medium messen.
Die Experimente bei Röntgen-und Gammastrahlen ( Brecher , 1977) gemacht , mit einem Aussterben Abstand viel größer zeigt, dass die Lichtgeschwindigkeit ist , unabhängig von der Quelle speed " .

vorgeschlagene Erklärung
Das Internet ist eine große Quelle von Informationen, so dass ich mit einem neuesten Nachrichten über binäre Systeme beginnen : , , haben Astronomen des Space Science Laboratory Mullard ( MSSL ) zusammen mit einem Kollegen in Finnland eine stellare binären System, in dem die beiden Sterne sind entdeckt umkreisen einander alle 5 Minuten . Eine separate Gruppe in Rom machte diese Entdeckung auch unabhängig zur gleichen Zeit . Dieses Objekt stellt den Rekord als schnellste bekannte binäre und schlägt den bisherigen Rekordhalter um 5 minutes " .
Für jede experimentiert Astronom diesem Zeitraum sollte einige Probleme der Interpretationen , weil es ganz unmöglich, solche realen Perioden haben ist , das wird eine enge Abstand zwischen Sternen und Umlaufgeschwindigkeit bedeuten größer als 10000 km / Stunde.
Wie Neugier , ist es sehr seltsam, wie visuell und in der Nähe der Erde Doppelstern hat Perioden der Revolution in Bereich von Zehntel Jahren und weit weg binären Systemen ( spektroskopische oder verdunkelt ) niedriger Periode der Revolution präsentiert , in der Regel Zeiträume von wenigen Tagen oder sogar noch kleiner. Eine statistische Untersuchung über das Thema wird zeigen, etwas seltsam. Wahrscheinlichkeit eines Sterns um einen kleineren Zeitraum haben wird direkt an die Entfernung zur Erde stehen.
Die vorgeschlagene Erklärung Start aus zeitlichen Aberration Phänomene bereits im vorherigen Kapitel. Betrachten wir ein binäres System und lassen Sie uns sehen, wie allgemeines Beispiel passend zu diesem besonderen Fall ist .
Um die Diskussion zu vereinfachen der zentrale Stern gilt als relativ zum Beobachter auf der Erde liegt und die anderen Komponenten dreht sich auf einem Kreis wie in Abb. 4.17. Ergänzende laßt uns überlegen, dass Photonen auf beiden Sternen erzeugt werden, aufgrund der atomaren Prozesse , mit dem gleichen , , geboren " Geschwindigkeiten c . Das Zusammenspiel dieser Photonen mit interplanetaren Medium während der Fahrt bis zu Beobachter vernachlässigt wird.

Abbildung 4.17 Binary Sterne-System

Auf dem Bild der Abstand vom Zentralstern zu Beobachter d und der Abstand zwischen den Komponenten des binären Systems ist r.
Die einzige Information, als zuverlässig in der tatsächlichen Astronomie von binären System empfangen und auf diesen Informationen , die gesamte Theorie bauen auf den Zeitraum eines solchen binären System in Zusammenhang stehen.
Aber stellen Sie die gemessene Zeit der binären System verlässliche Informationen ?
Um den Zeitraum von binären System zu etablieren betrachten wir eine Uhr auf den Stern, S und zum Zeitpunkt t = 0 die Position der Sterne ausgerichtet ist relativ zum Beobachter wie in Abb. 4.18.

Abbildung 4.18 Stern P eclipse Sterne S

Ein Photon von P Begleiter während der Finsternis in Richtung des Betrachters emittiert (detail Fall a) nie erreichen den Betrachter O. Dies ist aufgrund der klassischen Zusammensetzung Sterne Geschwindigkeit und Photon Geschwindigkeit und auch der Winkel klein ist, der Abstand d groß ist (Hunderte von Jahr Licht allgemein ) , wird das Photon eine andere Richtung und folgen einen Punkt irgendwo erreichen vor dem Betrachter .

Um durch den Beobachter in O liegen zu fangen, muss das Photon vom Begleiter unter einem Winkel größer als π / 2 wie in Fall b) emittiert werden , und nach der klassischen Zusammensetzung von Geschwindigkeiten , die endgültige Richtung muss parallel mit SPO Linie . Der Winkel ist abhängig von der Schadstoffklasse Orbitgeschwindigkeit Sterne und kann sehr einfach berechnet werden. Aber solche Photonen wird eine modifizierte Geschwindigkeit auf Flugbahn ( c ') haben und diese Geschwindigkeit ist weniger dann , , geboren " Geschwindigkeit (c).
Die benötigte Zeit für das Photon in Punkt O ankommen wird :

Wenn sich der Beobachter in der O Auffassung, dass Photon Geschwindigkeit c , eine fehlerhafte Würdigung des Reisens Zeitreise gemacht werden.
Nach einer halben Periode kommt der Begleiter in entgegengesetzten Standpunkt Umlaufbahn und in diesem Fall ist S Bedeckungsveränderlichen P.
Von einem Teilchenstrahl Sicht aufgrund der Zusammensetzung der Geschwindigkeiten wird die Eclipse beobachtet , nicht , wenn ein Photon parallel mit PSO Richtung emittiert , aber wenn sich ergebenden Geschwindigkeit parallel mit PS , wie in Abb. 4.19 -b gerichtet .

Abbildung 4.19 Star S eclipse Sterne P

Bis hier scheint nichts Besonderes zu erscheinen. Aber was wird die notwendige Zeit für Licht von P reisen, um in diesem Fall O sein?
Für den Bereich von PS (Radius von Orbit ) wird es notwendig sein eine Zeit gleich mit : 

Aber für das Intervall SO Licht wird mit Geschwindigkeit c reisen , aufgrund der Tatsache, dass S stationären auf den Betrachter ist , so gibt es :

Für die zweite Sonnenfinsternis , wird die Übertragung von Informationen bis zu Betrachter mit einem modifizierten und höhere Geschwindigkeit vorgenommen werden. Die Gesamtzeit der ankommenden Informationen Beobachter werden sein:

In der Praxis d >> r und damit ein schöner Effekt erscheinen . Denn ab dem zweiten eclipse die Informationen schneller reisen dann von dem ersten eclipse ein Phänomen der Zeit Aberration erscheinen . Es ist zu vermeiden, um den Begriff sein , Zeit Kontraktion ", weil es nicht eine solche Wirkung . Wenn ein Takt wird schneller oder langsamer wird es bedeutet nicht, eine Zeit Kontraktion oder Zeitdehnung , ist es nur eine Uhr Problem. Hier gibt es das gleiche Problem , die Uhr wird unregelmäßig gehen , bezogen auf unsere Erwartungen . Ich diesen Aspekt hervorzuheben , da nur die Übertragung von Informationen bis zu Beobachter betroffen ist.
Wenn wir annehmen , dass die realen Zeitraum Begleiter Sterne TP ist , wird der Beobachter messen einen kleineren Zeitraum als das reale. Der Unterschied zwischen der realen Zeit und gemessen TP TP ein , mit dem Abstand zu dem binären System und auch mit der relativen Geschwindigkeit der Bewegung binäre Komponenten zu erhöhen. Daher wird es nicht existieren visuell binäres System mit Frist von einer Stunde oder Minuten , aber es wird eine spürbare Prozent spektroskopische oder eclipse Binärdateien mit solchen kleinen Perioden sein .
Nach vorgeschlagene Modell , muss der Umlaufzeit der Sterne in binäre System , in der Regel in der Größenordnung von Jahrzehnten und nur in speziellen Fällen in der Größenordnung von Jahren. Die gemessene Zeit vom Beobachter aus großer Distanz liegt die Geschwindigkeit der Übertragung von Informationen betroffen sind und nicht mit der Realität überein . Alle gemessenen Zeiten der binären Sterne müssen korrigiert werden, um die wahre Zeit der Bewegung zu erhalten.
Bei extremen Fall ist es möglich, für die zweite Sonnenfinsternis haben , eine kleinere Fahrzeit bis zu Beobachter im Vergleich mit dem ersten eclipse Zeit . Aber das sind Sonderfälle.
In realen Fällen gibt es zwei weitere Störfaktoren beeinflussen diesmal Aberration , nämlich Bewegung der primären Sterne und interstellare Materie . Die gleichzeitige Bewegung der primären Sterne können leicht gezählt werden und der zweite Faktor wird bei Fizeau Experiment und in der Optik Buch beschrieben werden.
Das Urteil von de Sitter gemacht ist im Prinzip richtig , aber die Zeit der Bewegung ist nicht korrekt. Wenn in seinem ursprünglichen Beispiel statt einer Frist von 8 Tagen ein Zeitraum von mehreren Jahren oder zehn Jahren berücksichtigt selbstverständlich genommen wird, gibt es kein doppeltes Bild oder eine andere Wirkung.
Dies bedeutet nicht, die beobachteten Flugbahn visuell Doppelsterne entsprechen den realen. Natürlich ist es vage Idee, über Art und Weise bei Doppelsternen zu sprechen. Mit den leistungsstarken Teleskopen muss ein Doppelstern ist unter einem Winkel von wenigen Bogensekunden gesehen, und es ist gut, wenn die Komponenten zerlegbar in Gesichtsfeld sind . In der gleichen Zeit gibt es keine Möglichkeit , einen Stern in den Punkten von de Sitter Kalkül angegeben , genauer gesagt , wenn ein Photonen durch revolvierende Sterns maximale oder minimale Geschwindigkeit relativ zur Erde hat beobachten. Die detaillierte Analyse von binären Sterne werden in eine weitere Studie im Zusammenhang mit der Astronomie gemacht werden , weil es ist ein Problem der Astronomie und nicht Relativitätstheorie.