×
Astrofisika

Astrofisika is die deel van sterrekunde en fisika wat die fisiese heelal bestudeer. Dit handel oor eienskappe, soos ligsterkte, digtheid, temperatuur en chemiese samestelling, van hemelliggame soos sterre en sterrestelsels. Die studie van kosmologie is die teoretiese sy van astrofisika op die grootste moontlike skaal, waar die algemene relatiwiteitsteorie van Albert Einstein ’n belangrike rol speel.

NGC 4414, ’n tipiese spiraalsterrestelsel in die sterrebeeld Berenice se Hare, is ongeveer 56 000 ligjare in deursnee en ongeveer 60 miljoen ligjare van die aarde af.

Omdat astrofisika ’n baie groot veld dek, word verskeie velde betrek soos meganika, elektromagnetisme, statistiese meganika, termodinamika, kwantummeganika, relatiwiteit en kern-, deeltjie-, atomiese, optiese en molekulêre fisika.

Inhoud

Direkte metode vir kort afstande dmv driehoeksmeetkunde

Swaartekrag hou die planete in hul wentelbane om die son.

Die direkte berekening van afstande in die ruimte deur middel van driehoeksmeting (parallaksmetode) is beperk tot 1 000 ligjare omdat die deursnee van die aarde se wentelbaan om die son die grootste afstand is wat as basis vir die driehoeksmeting gebruik kan word (die afstand van die aarde na die son is ~150 miljoen km, wat maar 8,3 ligminute is). Hiervolgens kan aan enigiets wat verder as 1 000 ligjare is op die beste ’n afstand van groter as 1 000 ligjaar vanaf die aarde toegeken word. Dit beteken ons kan met driehoeksmeting nie eens die grootte van die Melkweg bepaal nie, want die deursnee daarvan word geraam op ongeveer 100 000 ligjare.

Die hoek (α in figuur aan die regterkant) wat ’n hemelligaam met die aarde se oppervlak maak, word gemeet wanneer die aarde, son en die betrokke hemelligaam ongeveer ’n hoek van 90° maak. Na ses maande, wanneer die aarde aan die ander kant van die son is, word die hoek weer gemeet. Nou word driehoeksmeting (trigonometrie) gebruik om die afstand soos volg uit te werk met tangens:

tan α = r x x = r tan α {\displaystyle \tan \alpha \ ={\frac {r}{x}}\qquad \Rightarrow \qquad x={\frac {r}{\tan \alpha \ }}}

Wanneer die hoek α 1 boogsekonde (1/3600°) is, dan is die afstand 1 parsek, wat gelyk is aan 3,26 ligjare.

Helderheid vir langer afstande

Daar is geen direkte metode om langer afstande te bepaal nie en daarom word na die helderheid (of liggewendheid) van hemelliggame gekyk. Sterrekundiges meet die afstand na ’n sterrestelsel op dieselfde manier as waarop ons die afstand na ’n aankomende motor skat deur die helderheid van sy hoofligte waar te neem. Ons weet uit ervaring hoeveel lig ’n motor se hoofligte uitstraal, dus kan ons bepaal hoe ver die motor is. Op soortgelyke wyse kan ons bepaal hoe ver 'n hemelliggaam van ons is deur die volgende drie stappe:

Stap 1: Bepaal die afstand d 0 {\displaystyle d_{0}} en die ligintensiteit I 0 {\displaystyle I_{0}} vir 'n voorwerp wat naby genoeg is om die afstand deur direkte metodes te bepaal (byvoorbeeld die son of ander sterre in ons sterrestelsel soos Alpha Centauri wat 4.37 ligjaar van die son is).

Stap 2: Vervang d 0 {\displaystyle d_{0}} en I 0 {\displaystyle I_{0}} , soos gemeet in stap 1 hierbo in die omgekeerde kwadraatswet om die afstand ( d {\displaystyle d} ) van 'n voorwerp uit te druk in terme van sy ligintensiteit ( I {\displaystyle I} ):

I I 0 = d 2 d 0 2 d = d 0 I I 0 {\displaystyle {\frac {I}{I_{0}}}={\frac {d^{2}}{d_{0}^{2}}}\qquad \Rightarrow \qquad d=d_{0}{\sqrt {\frac {I}{I_{0}}}}}

Stap 3: Meet die ligintensiteit van die verafgeleë ster ( I {\displaystyle I} ) en vervang dit in die formule hierbo om die afstand ( d {\displaystyle d} ) te kry.

As ’n sterrestelsel te ver is om individuele sterre te onderskei, kan sterrekundiges supernovas gebruik op dieselfde wyse. Dit is omdat die liguitset van supernovas ’n bekende feit is (veral tipe Ia supernovas is baie gewild om te gebruik). Supernovas kan gebruik word om die afstand na sterrestelsels tot so ver as 10 miljard (1×1010) ligjare te meet.

Rooiverskuiwing vir langer afstande

Edwin Hubble het uitgevind dat die mate van rooiverskuiwing in die algemeen al hoe groter word namate die hemelliggame al hoe dowwer word. Hy het in 1929 ’n verslag daaroor gepubliseer.

In fisika gebeur rooiverskuiwing wanneer lig of ander elektromagnetiese straling van ’n voorwerp wat wegbeweeg van die waarnemer, vergroot in golflengte, of verskuif na die rooi kant van die ligspektrum (rooi lig het langer golflengtes). Net so sal blouverskuiwing plaasvind wanneer voorwerpe wat lig uitstraal na die waarnemer toe beweeg (blou lig het korter golflengtes). Dit is presies hoe die Doppler-effek werk: wanneer ’n motor na ’n waarnemer beweeg, verkort die klankgolwe en word ’n hoër toonhoogte gehoor. Wanneer die motor weer wegbeweeg, word die golflengtes langer en word ’n laer toonhoogte gehoor.

  1. [dooie skakel]
  2. Kyk
  3. Kyk ook Parallaks
  4. Hubble, Edwin (1929). . Proceedings of the National Academy of Sciences. 15 (3): 168–173. Bibcode:. doi:. PMC. PMID .

Publikasie datum: September 03, 2021

astrofisika, deel, sterrekunde, fisika, fisiese, heelal, bestudeer, handel, eienskappe, soos, ligsterkte, digtheid, temperatuur, chemiese, samestelling, hemelliggame, soos, sterre, sterrestelsels, studie, kosmologie, teoretiese, astrofisika, grootste, moontlik. Astrofisika is die deel van sterrekunde en fisika wat die fisiese heelal bestudeer Dit handel oor eienskappe soos ligsterkte digtheid temperatuur en chemiese samestelling van hemelliggame soos sterre en sterrestelsels Die studie van kosmologie is die teoretiese sy van astrofisika op die grootste moontlike skaal waar die algemene relatiwiteitsteorie van Albert Einstein n belangrike rol speel NGC 4414 n tipiese spiraalsterrestelsel in die sterrebeeld Berenice se Hare is ongeveer 56 000 ligjare in deursnee en ongeveer 60 miljoen ligjare van die aarde af Omdat astrofisika n baie groot veld dek word verskeie velde betrek soos meganika elektromagnetisme statistiese meganika termodinamika kwantummeganika relatiwiteit en kern deeltjie atomiese optiese en molekulere fisika Inhoud 1 Afstand na n ander hemelliggaam 1 1 Direkte metode vir kort afstande dmv driehoeksmeetkunde 1 1 2 Helderheid vir langer afstande 1 3 Rooiverskuiwing vir langer afstande 2 VoetnotasAfstand na n ander hemelliggaam WysigDirekte metode vir kort afstande dmv driehoeksmeetkunde 1 Wysig Swaartekrag hou die planete in hul wentelbane om die son Die direkte berekening van afstande in die ruimte deur middel van driehoeksmeting parallaksmetode is beperk tot 1 000 ligjare omdat die deursnee van die aarde se wentelbaan om die son die grootste afstand is wat as basis vir die driehoeksmeting gebruik kan word die afstand van die aarde na die son is 150 miljoen km wat maar 8 3 ligminute is Hiervolgens kan aan enigiets wat verder as 1 000 ligjare is op die beste n afstand van groter as 1 000 ligjaar vanaf die aarde toegeken word Dit beteken ons kan met driehoeksmeting nie eens die grootte van die Melkweg bepaal nie want die deursnee daarvan word geraam op ongeveer 100 000 ligjare Die hoek a in figuur aan die regterkant wat n hemelligaam met die aarde se oppervlak maak word gemeet wanneer die aarde son en die betrokke hemelligaam ongeveer n hoek van 90 maak Na ses maande wanneer die aarde aan die ander kant van die son is word die hoek weer gemeet Nou word driehoeksmeting trigonometrie gebruik om die afstand soos volg uit te werk met tangens tan a r x x r tan a displaystyle tan alpha frac r x qquad Rightarrow qquad x frac r tan alpha dd Wanneer die hoek a 1 boogsekonde 1 3600 is dan is die afstand 1 parsek wat gelyk is aan 3 26 ligjare Helderheid vir langer afstande Wysig Daar is geen direkte metode om langer afstande te bepaal nie en daarom word na die helderheid of liggewendheid van hemelliggame gekyk Sterrekundiges meet die afstand na n sterrestelsel op dieselfde manier as waarop ons die afstand na n aankomende motor skat deur die helderheid van sy hoofligte waar te neem Ons weet uit ervaring hoeveel lig n motor se hoofligte uitstraal dus kan ons bepaal hoe ver die motor is Op soortgelyke wyse kan ons bepaal hoe ver n hemelliggaam van ons is deur die volgende drie stappe Stap 1 Bepaal die afstand d 0 displaystyle d 0 en die ligintensiteit I 0 displaystyle I 0 vir n voorwerp wat naby genoeg is om die afstand deur direkte metodes te bepaal byvoorbeeld die son of ander sterre in ons sterrestelsel soos Alpha Centauri wat 4 37 ligjaar van die son is Stap 2 Vervang d 0 displaystyle d 0 en I 0 displaystyle I 0 soos gemeet in stap 1 hierbo in die omgekeerde kwadraatswet 2 om die afstand d displaystyle d van n voorwerp uit te druk in terme van sy ligintensiteit I displaystyle I I I 0 d 2 d 0 2 d d 0 I I 0 displaystyle frac I I 0 frac d 2 d 0 2 qquad Rightarrow qquad d d 0 sqrt frac I I 0 dd Stap 3 Meet die ligintensiteit van die verafgelee ster I displaystyle I en vervang dit in die formule hierbo om die afstand d displaystyle d te kry As n sterrestelsel te ver is om individuele sterre te onderskei kan sterrekundiges supernovas gebruik op dieselfde wyse Dit is omdat die liguitset van supernovas n bekende feit is veral tipe Ia supernovas is baie gewild om te gebruik Supernovas kan gebruik word om die afstand na sterrestelsels tot so ver as 10 miljard 1 1010 ligjare te meet 3 Rooiverskuiwing vir langer afstande Wysig Edwin Hubble het uitgevind dat die mate van rooiverskuiwing in die algemeen al hoe groter word namate die hemelliggame al hoe dowwer word 4 Hy het in 1929 n verslag daaroor gepubliseer In fisika gebeur rooiverskuiwing wanneer lig of ander elektromagnetiese straling van n voorwerp wat wegbeweeg van die waarnemer vergroot in golflengte of verskuif na die rooi kant van die ligspektrum rooi lig het langer golflengtes Net so sal blouverskuiwing plaasvind wanneer voorwerpe wat lig uitstraal na die waarnemer toe beweeg blou lig het korter golflengtes Dit is presies hoe die Doppler effek werk wanneer n motor na n waarnemer beweeg verkort die klankgolwe en word n hoer toonhoogte gehoor Wanneer die motor weer wegbeweeg word die golflengtes langer en word n laer toonhoogte gehoor Voetnotas Wysig Distances of heavenly bodies from the earth dooie skakel Kyk Inverse Square Law Formula Kyk ook Parallaks Hubble Edwin 1929 A relation between distance and radial velocity among extra galactic nebulae Proceedings of the National Academy of Sciences 15 3 168 173 Bibcode 1929PNAS 15 168H doi 10 1073 pnas 15 3 168 PMC 522427 PMID 16577160 Ontsluit van https af wikipedia org w index php title Astrofisika amp ol,