العربية  

books distance scale in astronomy

If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.

View more

مقياس المسافة في الفلك (Info)


يستخدم مقياس المسافة (بالإنجليزية : Distance measures) في علم الفلك لتعيين المسافة بين جرمين سماووين أو بين حدثين كونيين . تربط تلك المقاييس عادة بعض الكميات التي يمكن قياسها بالمشاهدة - مثل ضياء جرم سماوي أو انزياح أحمر يشاهد في طيف أحد المجرات - تربطها بكمية أخرى لا تشاهد مباشرة تساعد في الحساب بغرض تسهيل الحسابات . وتنطبق نتائج مختلف طرق قياس المسافة التي سنذكرها مع بعضها البعض بالنسبة إلى المجرات والأجرام القريبة عندما يكون الانزياح الأحمر صغيرا، وتختلف قليلا بالنسبة لانزياح أحمر كبير أي للمسافات العظيمة البعد .

وطبقا لمفهومنا الحالي لعلم الفلك فيستعان لقياس المسافات ب النظرية النسبية العامة لأينشتاين، وطريقة حل فريدمان-لومتر-روبرتسون-ووكر لوصف الكون، و ما نقوم عمليا برصده وقياسه فإما أن يكون الانزياح الأحمر أو قياس الضياء ، ومن كل منهما يمكن حساب بُعد الجرم السماوي عنا . كم توجد عدة طرق أخرى لتعيين بُعد جرم سماوي.

مقدمة

في زمكان مستوي ومستقر (بمعنى لا يتمدد ولا ينكمش) يمكن قياس المسافة بطرق مختلفة تؤدي كلها إلى نفس النتيجة على الرغم من الاختلاف الكبير في طرق القياس. فمثلا عندما نعرف سرعة إشارة نرسلها إلى جسم عاكس فإننا نستطيع تعيين المسافة بين العاكس وبيننا بتعيين الزمن الذي تستغرقه الإشارة التي أرسلناها حتى عودتها . ونستخدم تلك الطريقة في الرادار حيث نستطيع منه حساب بُعد طائرة في الجو عنا. وتستخدم طرق أخرى مثل تعيين زاوية اتساع جسم أو قدر ضيائه لحساب بعده عنا. ولكن يحتاج ذلك إلى معرفة دقيقة لحجمه الحقيقي أو معرفة قدر ضيائه بدقة.

ونقابل تلك الثلاثة طرق في علم الفلك . فنحن نستخدم تلك الطرق من أجل تعيين الضياء المطلق لنجم أو لتعيين حجم جرم سماوي، أو تعيين زمن مسيرة شعاع الضوء الصادر من الجرم حتى وصوله إليناه . فنحن نستخدم في علم الفلك طرق ثلاثة للقياس : قياس يعتمد على الضياء ، وقياس زاوية الاتساع، وقياس زمن طيران الضوء إلينا . وتنتسب جميع تلك الطرق إلى قياس الانزياح الأحمر . أكثر تلك الطرق استخداما في الفلك هي طريقة قياس الضياء.

مسافة زمن مسيرة الضوء

تعرف "مسافة زمن مسيرة الضوء " light travel time distance بأنها الزمن الذي يستغرقه الضوء بين حدثين لهما انزياح أحمر , وتعطى بالمعادلة:

فإذا قمنا بالتعويض عن الزمن الكوني - كمتغير في حسبة التكامل - بالانزياح الأحمر المقاس، نحصل على المسافة الصحيحة (  :

حيث معامل تمدد الكون، موّحد بالقيمة 1 "لوقتنا الحالي". وتنطبق المعادلة (انظر اشتقاق الانزياح الأحمر الكوني z من النظرية النسبية) :

فإذا كتبنا معادلة هابل بالتفصيل (كما تشتق من معادلات فريدمان) نحصل على الصيغة المعهودة لمسافة طيران الضوء :

وبافتراض أن الكون منبسطا (بمعنى أنه يسمح بتطبيق الاحداثيات الإقليدية) ( ) فيمكننا حل معادلة التكامل عن طريق استبدالها بإجراء عملية الجمع، كالآتي:

في هذه المعادلة تعني معامل كثافة المادة و معامل كثافة طاقة الفراغ (يصطلح حديثا لمعامل كثافة طاقة الفراع بالتعبير الطاقة المظلمة.) وقد بينت قياسات مسبار ويلكينسون لقياس اختلاف الموجات الراديوية WMAP أن تلك القيم تساوي :

و .

وتبلغ قيمة ثابت هابل km s-1Mpc-1.

المسافة المسايرة

(ملحوظة: في الوصلة الخارجية رقم (1) يوجد رسم متحرك يوضح مفهوم المسافة المسايرة .)

    Source: wikipedia.org