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Aberración temporal

Aberración temporal y Astronomía

Este material es una versión mejorada del texto con respecto al sistema binario de estrellas del libro ,,Relatividad,y otras...”

La corriente y la explicación actual

Las estrellas dobles son importantes para la teoría de la relatividad, al menos, por dos razones: la constancia de la velocidad de la luz y la ausencia de la aberración estelar en el caso del fuente en movimiento .

Sitter propuso en 1913 un estudio de caso para apoyar la teoría de la relatividad restringida y realizó una explicación basada en la constancia de la velocidad de la luz.
Más de 50% de las estrellas conocidos son parte de los múltiplessistemas y algunos de estos sistemas son bastante cerca como para poder ser vistas con la ayuda de los telescopios de gran alcance.
En el caso de los sistemas dobles, entonces cuando dos estrellas orbitan una alrededor del otra,estas se acercan o se alejan sucesivamente acerca de una observador situado en la Tierra.

Si la velocidad de la luz no sería constante, asi como se supone en la teoría balística, tendria que variar   dependiendo del movimiento orbital de la estrella que emite los fotones en cuestión.

La compomente orbital de la velocidad de la estrella debria añadirse a la velocidad de la luz cuando la estrella se mueve en la direcion de la Tierra o que sea deducida de la velocidad de la luz cuando la estrella se aleja de la Tierra .Como resultado, algunos efectos particulares deberia ser destacadas ,para los intervalos de tiempo largos necesarios para que estos fotones puedan alcanzar el observador (decenas o cientos de años luz).


Cuando una fuente de luz es la velocidad U en la dirección del observador (que se encuentra situado en el eje OX) de acuerdo con la teoría balística de la luz, la velocidad de los fotones emitidos en la dirección del observador debe ser C + u, donde c es la velocidad de la luz emitida por una fuente estacionaria.
Teniendo en cuenta un sistema de este tipo y un observador situado a una distancia D del sistema, la luz emitida por la estrella en el punto A llega al observador después de un tiempo D / (c + u), y la luz emitida cuando la estrella está en el punto B llega después de un tiempo D / (c-u).

Figura 4.16 El caso de las estrellas dobles

Si anotamos con T el período de rotación de la estrella (por simplicidad consideramos una órbita circular), el tiempo que transcurre entre dos observaciones es. . Cuando la estrella a través de la otra mitad de la órbita de B a A, el tiempo requerido será: . Si 2uD/c2 es del mismo orden de magnitud que T, y considerar corecta la teoría balistica, movimiento de las estrellas dobles parecerían incompatibles con las leyes de Kepler.

En el caso de las estrellas binarias observadas por medios espectroscópicos, el término no sólo es del mismo orden de magnitud ,pero en ciertos casos t puede ser incluso mayor que T. Si tomamos por ejemplo u = 100 km / s, T = 8 días, el D / c = 33 años (es decir, un paralaje de 0,1 "), entonces tenemos los temporales .

Todos estos valores son bastante comunes para el rango de estrellas dobles observados espectroscópicas. En consecuencia, según De Sitter, la existencia de estas estrellas dobles y el hecho de que en la mayoria de los casos conocidos, el movimiento de las estrellas dobles pueden ser descrito por las leyes de Kepler son un fuerte argumento a favor de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío.

Si la velocidad de la luz no sería constante, según De Sitter, deberia que las orbitas de las estrellas dobles deberian ser distorsionadas y mas aun tener unos imagenes   fantasmas de estas estrellas.
Otras teorías suponen que la velocidad de la luz cambia como el medio interestelar. Este entorno actuaría para estandarizar la velocidad de la luz en distancias interestelares largos. El efecto se correlaciona con la frecuencia de la luz. Los experimentos con rayos X o rayos gamma (Brecher, 1977), teniendo una distancia de grande extinción mostraron que la velocidad de la luz es independiente de la velocidad de la fuente de luz. "
Por otro lado, la aberración estelar ocurre cuando el observador se mueve, pero este fenómeno está ausente cuando la fuente de luz se está moviendo. La ausencia de la aberración estelar cuando la fuente de luz se mueve está certificada por las observaciones de estrellas dobles.

 

La explicación propuesta
Una primera paradoja surge cuando la integración de las estrellas binarias donde la relatividad especial. No hay una explicación coherente para la ausencia de la aberración de la luz cuando la fuente de luz se mueve ....
Si el sistema binario se coloca de modo que el plano orbital del movimiento es perpendicular al sistema binario de observador, cada una de estas estrellas se mueven en direcciones opuestas con respecto al observador. Si de acuerdo con la teoría de la relatividad, el movimiento de la fuente de luz es equivalente al movimiento del observador, si usted tiene la aberración estelar cuando la estrella se está moviendo. En el caso de sistemas binarios, como estrellas al mismo tiempo se mueven en la dirección opuesta, la ubicación aparente de estas estrellas puede también ser movido en la dirección opuesta. Teniendo en cuenta que, en general, el movimiento orbital de las estrellas sufren doble lugar a velocidades superiores a la velocidad orbital de la Tierra, el cambio de las aparentes órbitas de estas estrellas debe ser significativa, alcanzando tamaños de cientos de segundos de arco. En contraste con las predicciones de la relatividad, las estrellas binarias se mueven flagrantemente las predicciones de esta teoría; pero a quién le importa eso ...?
El Internet es una gran fuente de información y me gustaría empezar con nuevas estrellas dobles en el campo (2009), el Space Science Laboratory astrónomos Mullard (MSSL) junto con colegas de Finlandia han descubierto un sistema binario en el que dos estrellas giran alrededor de la otra en 5 minutos. Con independencia de ellos, se midió un grupo de astrónomos en Roma y mismo período de rotación de este sistema. Estas observaciones confirman un récord en relación con el período de rotación de estos cuerpos (el récord anterior era de 10 minutos!).
Por otro lado, el descubrimiento y el estudio de los exoplanetas es un campo de investigación en la última década. Pero aquí se apresuran a presentar sorpresas astrofísicos. Cerrar o por encima de los planetas masivos como Júpiter, con períodos de rotación de un par de días y distancias de la estrella central de 0,1 a 0,5 u son comunes.
De este modo, las simples estadísticas muestran que más del 50% de los exoplanetas conocidos tienen un período de rotación de menos de 50 días (Mercurio tiene un período de 88 días) y menos del 20% tienen un período de menos de 4 días. El problema es que estos planetas tienen masas comparables a Júpiter y los planetas en realidad están clasificadas, Jupiteruri caliente ". Nadie puede explicar cómo estos planetas en órbita alrededor de una estrella en cuatro días, mientras que nuestro sistema solar, Júpiter necesita 12?
En 2009, la NASA lanzó el satélite Kepler aprofundăririi heliocéntrica con el fin de descubrir y estudiar los exoplanetas. Uno de ellos exosisteme solar estudiado, a saber Kepler 11 tiene cinco planetas más grandes que la Tierra. Todos estos cinco planetas son, a distancias menores que el poder de las estrellas "que Mercurio es el sol. Durante este planeta es de entre 10 y 47 días.
Para cualquier astrónomo con un poco de experiencia y un poco de sentido común revolución "tales períodos deben plantear algunas preguntas, porque es poco probable e incluso imposible tener un período de revolución de este tipo de estrellas dobles o exoplanetas. Con estos valores, significaría que estos cuerpos celestes son muy próximos entre sí y más que eso sería enorme velocidad orbital del orden de miles o incluso decenas de miles de km / s
Como curiosidad, es muy extraño que las estrellas binarias cercanas a la Tierra y se puede ver visualmente tener períodos de revolución de decenas de años, mientras que los sistemas binarios distantes (la espectroscópicas observado oa través de eclipses mutuos) tienen períodos de rotación de la orden días o incluso horas. Un estudio estadístico sobre el tema muestra que existe una correlación consistente entre el período de un sistema binario y la distancia al observador.
Si la situación de los planetas exógena es igualmente curioso. Técnica actual permite el descubrimiento de tamaño comparable gigantes planetarios de Júpiter y Saturno, pero no el descubrimiento de pequeños planetas del tamaño de la Tierra o Mercurio. Por supuesto, la evolución de la técnica y el uso de nuevos métodos de detección se traducirá en el descubrimiento de pequeños exoplanetas y, posiblemente, durante su movimiento serán más pequeños que, a pocas horas '.
La explicación propuesta se basa en un nuevo concepto, ya introducidos en el libro de la relatividad, la aberración es decir, temporal.
En resumen, esto significa que un fenómeno que toma un tiempo Dt. en una ubicación espacial particular, suficiente para durar más o menos evidente para un observador situado en otra región del espacio.
Nos ilustran cómo aplicar este efecto cuando las estrellas dobles después de un tratamiento detallado de este efecto para otros casos particulares que se harán en el libro de astronomía.
Con el fin de simplificar el caso, de una estrella se considera estacionaria de observador con respecto a tierra y el otro soporte realiza un movimiento circular, como se muestra en la figura. 4.17.
Además, es necesario considerar que los fotones de luz son generados por procesos atómicos con la misma velocidad inicial (C), ambas estrellas del sistema binario. No tiene en cuenta la interacción de los fotones con la discusión en la distancia interplanetaria cruce entre el sistema binario y el observador.

 

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Figura 4.17 Ejemplo de sistema binario

En el ejemplo elegido la distancia entre la estrella central y el observador es d y la distancia entre los componentes del sistema binario es r
En el actual período de rotación astronomía aparente de las estrellas dobles es sólo información confiable que recibimos del binario y en la que basar su Sitter explicación.
Pero qué tan confiable es el valor aparente de la época de un sistema binario?
Considere la posibilidad de una estrella central reloj S y el tiempo t = 0 la posición de la estrella secundaria está perfectamente alineado con relación al observador O ubicado en la planta como se muestra en la figura. 4.18.


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Figura 4.18 Steua P eclipsando la estrella S

Un fotón emitido por P compañero durante Eclipse en la dirección del observador O (caso detalle) nunca será capturado por el observador O. Esto es porque después de la composición de la velocidad del fotón de la velocidad orbital de la estrella, dirección de movimiento del fotón sale la dirección PO un ángulo; aunque este ángulo es pequeño debido a las enormes distancias (decenas o cientos de años luz), el fotón se sigue otra dirección y llegará a un punto en alguna parte delante del observador.
Para alcanzar el observador situado en A, el fotón debe ser emitida por el compañero P en un ángulo mayor de π / 2 como se ve en el caso de b), y después de componer la velocidad de fotones clásica de la velocidad orbital, la dirección de la estrella Su última línea debe ser paralela a la SPO.
Ángulo de emisión depende de la velocidad orbital de la estrella y se puede calcular de manera muy sencilla. Sin embargo, un fotón tales viajará a una velocidad inferior a la velocidad de la luz clásica (c).
El tiempo necesario para que un fotón de alcanzar el observador O es:
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Si el observador O considerará fotón se mueve con velocidad c, un error de tiempo de tránsito hasta el observatorio.
Después de un ciclo de media, la órbita compañero alcanza la posición opuesta en este caso eclipsa P.
Desde el punto de vista de velocidad corpuscular debido a la composición, el eclipse no se observa cuando el fotón emitido es paralelo a las OSP P, pero la tasa resultante de un fotón emitido por la línea L es paralela a las OSP 4,19, b como se muestra en la figura.
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Figura 4.19 Estrella S estrella eclipsante P

Hasta ahora, nada especial. Pero ese es el tiempo necesario para que un fotón en recorrer la distancia OP en este caso?
Para la gama PS se requiere (radio de la órbita) del mismo tiempo:
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Pero para que la estufa, el fotón viaja a la velocidad c, porque la estrella S es estacionaria con respecto al observador O y luego tenemos: temporal aberración-12
Es importante señalar que la transferencia de información a la eclipse secundario es a una velocidad diferente (superior) que con Eclipse primaria.

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El tiempo total de la información llega al observador eclipse secundario:
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En la práctica, una gran cantidad de estrellas binarias D >> r, por lo que se produce un efecto interesante. Dado que la información sobre la información eclipse secundario viaja más rápido que el eclipse primario se produce un cambio aparente de la época de la revolución de la compañera (aberración temporal). Evité usar el término, la contracción del tiempo "porque no hay una sola. Si un reloj dejó atrás o tomar antemano no significa, el tiempo real "ha cambiado, pero tenemos un problema sólo del reloj. Aquí tenemos el mismo problema, el reloj es irregular en comparación con nuestras expectativas. Hay que destacar que sólo transferir esta información al observador es relativamente ", pero eso no significa que el observador puede cambiar algo eesenţa sí los fenómenos físicos.
Si asumimos que el compañero es el período real de TP, el observador medirá una aparente A menor que la real. La diferencia entre el período real y el PT evidente para dependerá de la distancia entre el binario y el observador, así como la velocidad relativa de movimiento de los componentes del sistema binario. Por lo tanto, no hay estrellas binarias que se pueden ver con un telescopio y tienen aparentes períodos de unos pocos minutos o unas pocas horas, pero habrá una proporción sustancial de las estrellas binarias espectroscópicas observadas con tales períodos.
En consecuencia, en virtud de la nueva explicación, el período real de un sistema binario es decenas de años terrestres y sólo en casos especiales pueden ser del orden terrestre. Período medido por un observador situado lejos de un sistema de este tipo se ve afectada por la velocidad de transferencia de información y todos estos períodos aparentes debe ser corregido para obtener el movimiento en tiempo real.
En algunos casos extremos, puede obtener la información sobre el eclipse secundario llegar información previa sobre el eclipse primario.
Para los casos reales, esta aberración temporal está influenciada por otros factores, tales como el movimiento de la estrella primaria y fotones INTERACCIÓN ambiente interplanetario.
El razonamiento de Sitter es correcto en principio, pero el valor no es periodo movimiento correcto. Si por el contrario el período medido aparente en la Tierra, el cálculo debe hacerse con el movimiento en tiempo real del sistema binario sería completamente diferente situación.
Eso no quiere decir que, para un observador en la Tierra, la trayectoria observada corresponde a las estrellas binarias reales; Por supuesto que es un poco vago para discutir el concepto de trayectoria en el sentido clásico de la palabra. Con el telescopio más avanzado una estrella binaria se ve bajo un ángulo de unos pocos segundos de arco y el observador se satisface si se produce una separación visual de las dos estrellas en el sistema.

Más sobre el tema .. el libro ...

 

 

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