Применение гравитационной линзы Солнца для наблюдения экзопланет

[P.V.Koroliov]

следует принимать во внимание актуальное увеличение наблюдаемых размеров осцилляторов ЭМИ, т.е. сдвиг частот и замедление времени.

Ivan Krasnyj, сверхстранная у Вас гипотеза!  Каким образом увеличение телесного угла может приводить к сдвигу частот и даже (совсем ужас!) к замедлению наблюдаемого темпа времени объекта?

[IvanKrasnyj]

Ivan Krasnyj, сверхстранная у Вас гипотеза!  Каким образом увеличение телесного угла может приводить к сдвигу частот и даже (совсем ужас!) к замедлению наблюдаемого темпа времени объекта?

Павел Владимирович, мне сложно понять, какой именно аспект изложения, и на каком уровне, вызывает у Вас вопросы. Выше я написал, что "наблюдаемые размеры осцилляторов ЭМИ, и соответствующие длины волн также увеличатся в 100 000 раз". В популярном изложении, я исхожу из представлений о том, что длина волны источника излучения определяется наблюдаемым размером осциллятора (т.е. "передающей антенны"), и имеет геометрическую привязку к источнику, например, к радиусам орбит электронов в Боровской (или др.) модели атома.

Замечу, что пока процесс наблюдения происходит в евклидовом пространстве, никаких упомянутых феноменов не происходит, т.к. действует закон обратных квадратов, и угловые размеры осцилляторов соответствуют их линейным размерам на заданном удалении. Однако, при использовании SGL, закон обратных квадратов нарушается, т.к. появляется масштабное увеличение, при котором объект (в т.ч., его осцилляторы ЭМИ) на том же расстоянии (как и без SGL), наблюдается увеличенным в 100 000 раз. Соответственно при использовании SGL возрастает и длина волны.

С 1967 года международная система единиц СИ определяет одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Согласно этому определению, атом цезия-133 является стандартом для измерений времени и частоты.

Электромагнитное излучение цезия-133 в атомных часах также будет наблюдаться с масштабным увеличением длины волны, что соответствует наблюдаемому замедлению темпа времени.

[Проходящий Кот]

И долго вы нам голову морочить собираетесь?

[NotSodern]

Соответственно при использовании SGL возрастает и длина волны.

Поделитесь ссылкой на статьи?

[Александр Овчар]

Соответственно при использовании SGL возрастает и длина волны.

Поделитесь ссылкой на статьи?

Наверно можно подумать.. посмотреть в лабораторном опыте через линзу на колебания простого маятника, например, пружинного.

Сам маятник, например, совершает колебания с частотой 1 Гц, и амплитудой 1 метр. Наблюдатель, в фокусе линзы увидит колебания "тени" (проекции) с амплитудой, например, 1 см и частотой осцилляции тоже 1 Гц..

Вопрос - можно как то обмануть? В проекции измерили  частоту 1 Гц, а на самом деле в исходнике было 100 Гц.

Или вопрос - может ли Н. корректно оценить АЧХ маятника (изучая его проекцию в фокусе линзы), если у Н. нет инфо про физическое состояние оригинала (маятника). И при каких условиях, Н. может совершить принципиальную ошибку в интерпретации своих наблюдений?

Допустим, между оригиналом и линзой находится среда, что как то нелинейно искажает (не важно что) а Н. про это не знает.

[равлик]

Гравитационная линза увеличивает телесный угол одной малой области источника, заполняя яркостью этой области кольцевую зону вокруг гравитирующего тела. Поскольку яркость кольца та же самая, а телесный угол значительно больше, то освещенность от линзированной малой области многократно возрастает.
Прилегающие области линзируются с меньшим эффектом, поэтому от них намешано меньше света. Области далекие от центра линзирования, наоборот, немного сжимаются по телесному углу, давая меньше освещенности.

В радиальном направлении угол только уменьшается. А то что область, расположенная точно за массивным телом растягивается по кольцу, то это ни как не позволяет выделить из её частей точечный полезный сигнал планеты от фона этой области лучше, чем без растягивания по кольцу. В пиксели камеры с планетой как без гравитационной линзой, так и с ней приходит один и тот же фоновый (из области) сигнал. Гравитационная линза увеличивает лишь количество таких пикселей, но это ничем не лучше простого увеличения выдержки с точки зрения отделения сигнала планеты от ближайшего фона.

Фактически получается линза с переменным фокусным расстоянием. 

Нет там никаких линз. Лучи нужно строить от точечного наблюдателя, чтобы становились наглядными возможности использования, точнее практическая безсмысленность.

[MenFrame]

Но у белого карлика типа Сириус B (я пересчитал точней, он 1.2 массы Солнца очень тяжёлый! Уникально тяжёлый) вообще  гравитационный фокус в 0.03 а.е!  То есть порядка 5 миллионов километров от белого карлика! Это глубоко в его сфере Хилла. То есть выйдя на его орбиту с таким а, вы легко и быстро будете сканировать весь небосвод осматривая объекты через феноменальную естественно-природную апертуру в >11 000 км в диаметре!

Это бесполезный инструмент. Сканировать небосвод имеет смысл только телескопом с низким угловым разрешением. А такой инструмент и карту неба не создает, и неспособен набрать достаточно статистики об интересных объектах.

[alex_semenov]

... То есть выйдя на его орбиту с таким а, вы легко и быстро будете сканировать весь небосвод осматривая объекты через феноменальную естественно-природную апертуру в >11 000 км в диаметре!

Это бесполезный инструмент. Сканировать небосвод имеет смысл только телескопом с низким угловым разрешением. А такой инструмент и карту неба не создает, и неспособен набрать достаточно статистики об интересных объектах.

Блин, ну нельзя же так буквально понимать термин "сканировать"?
Под "сканировать" я не имел в виду одновременный обзор неба или быстрый обзов всех точек неба!
Для такого прибора это глупая задача. Для этого есть другие и куда более скромные приборы.
Речь шла о том, что вы можете этот УЗКО НАПРАВЛЕННЫЙ телескоп (чем больше апертура, тем меньше угол и значит поле зрения) БЫСТРО (с минимальными затратами ресурсов и времени) перенаправить в любую необходимую точку небосвода. Быстро поменяв орбиту телескопа вокруг белого карлика.
Да, конечно. Что бы снять через такой телескоп вот такое кино с дистанции 1000 100 парсеков....



... вам нужно как-то зависнуть в точке фокуса на сутки. И да, если на дистанции 550-600 а.е. от Солнца это получится "само собой" то на орбите "всего" в 5 миллионов километров вокруг белого карлика это может стать большой проблемой.
Лучшее что приходит на ум - сильно вытянутая орбита. Телескоп в перицентре апоцентре своей сильно вытянутой орбиты, то есть в фокусе съёмки, как бы "зависнет" на некоторое время и делает в это время съемку движения сколько получится. Так как между Сириусом А и Б расстояние аж 20 а.е. Орбиту можно сделать очень сильно вытянутой. Вопрос в другом. Как далеко простирается фокус гравлинзы? Это надо уточнять.

Кстати. Как возможное решение проблемы длительного зависания в точке наблюдения. Хоря белый карлик очень тусклая звезд (плюс тут есть рядом звезда куда ярче) можно было бы попробовать использовать парус. Сверхлёгкие паруса позволяют висеть "непродвижно" в гравитационном поле.  У Солнца такое возможно точно. Тут - надо смотреть.
Если Сириус А будет такой левитации мешать, надо поискать  следующий такой объект, белый карлик, либо одиночный либо с далёким тусклым компонентом, который не будет мешать висеть телескопу сколько надо в выбранной фокальной точке.
Тут надо учитывать тот факт, что сам карлик движется по своей орбите. Тут всё - подвижно. Подвижное в подвижном. Так что снимать длинные "кинофильмы", возможно и не получится. Но есть еще идея. То есть как раз может быть всё нормально. Надо посчитать...

[MenFrame]

Как далеко простирается фокус гравлинзы? Это надо уточнять.

Сириус В имеет массу солнца, соответственно фокусная линия у него такая же.

Лучшее что приходит на ум - сильно вытянутая орбита.

Орбита это плохо, время нахождения на фокальной линии будет очень коротким, даже если орбита очень вытянута. Экзопланета имеет очень маленький угловой размер, потому проскочить ее легко. Нужно как раз вытянутую орбиту превращать в движение по фокальной линии. Каждый такой маневр требует затраты удельного импульса, сначала на переход на орбиту наблюдения, потом уход на новую орбиту. Ну и вытянутость орбиты тоже ограничена максимальной близостью на которую может подойти телескоп к белому карлику не получив повреждений.

Даже если будет все оптимистично, и аппарат сможет совершить около сотни маневров наблюдений. То все равно это будет дороже сотни отдельных аппаратов запущенных с земли на фокусную линию солнца.

[alex_semenov]

Как далеко простирается фокус гравлинзы? Это надо уточнять.

Сириус В имеет массу солнца, соответственно фокусная линия у него такая же.

Вы уверены? А погуглить вопрос, прежде чем так уверенно нести явную чушь?
 

Я фокусное расстояние считал так:



Символ Солнца при R тут остался потому что считалось фокусное расстояние для гравлинзы Солнца. Но R - это же конечно радиус  звезды (или гало-линзы). М- ее масса.
Белый карлик Сириус В имея массу в 1.01 Солнца, имеет радиус в 0.008... от него же. В этом весь финт.

Лучшее что приходит на ум - сильно вытянутая орбита.

Орбита это плохо, время нахождения на фокальной линии будет очень коротким, даже если орбита очень вытянута. Экзопланета имеет очень маленький угловой размер, потому проскочить ее легко. Нужно как раз вытянутую орбиту превращать в движение по фокальной линии. Каждый такой маневр требует затраты удельного импульса, сначала на переход на орбиту наблюдения, потом уход на новую орбиту. Ну и вытянутость орбиты тоже ограничена максимальной близостью на которую может подойти телескоп к белому карлику не получив повреждений.[/quote]
Да ерунду вы несёте. Если вы посмотрите вот это видео, моделирующее ситуацию, то как раз в отличии от обычного телескопа вам нужно чуть-чуть подвигаться в поле зрения чтобы получить именно то что вам надо.

    ****

На самом деле что бы получить вот такое видео с 24 часовым оборотом Земли вам нужно сделать всего 4-10 мгновенных снимков в течении суток, 24 часа. То есть вы должны сделать 4-10 оборотов за 24 часа вокруг белого карлика по орбите с перицентром в 0.03 а.е. Если вспомнить что карлик по массе сравним с  массой Солнца, по третьему закону Кеплера...



Период обращения на a =0,03 а.е. у Солнца будет.. (1 а.е - 265 дней, 0.03 а.е...) 0,099272353 суток или 2,38 часов. То есть даже на круговой орбите мы сможем снять вожделенное кино со скоростью... 10 кадров за сутки! В общем-то цель достижима!
Если нам не хватит времени экспозиции на круговой орбите, мы можем попробовать вытянутую орбиту. Радиус карлика всего 11 260 км (это поверхность, то есть сама линза.. Надо считать но 12 - 14 тыс км). По-сути это размер Земли. И значит спутник можно вывести на широкий диапазон вытянутых орбит.

Даже если будет все оптимистично, и аппарат сможет совершить около сотни маневров наблюдений. То все равно это будет дороже сотни отдельных аппаратов запущенных с земли на фокусную линию солнца.

Вы именно тот человек, который всеми силами пытается найти причины, что бы запереть человечество навсегда на Земле.
Злобный вы землефил! Прям как тот догон в маске, ей богу!
 

Да, расход топлива будет обязательно. Даже учитывая мощные ионники с высоким УИ (порядка 1000 км/с)... Но опять же всё можно посчитать.
И кстати. За что я вам благодарен (своими вопросами вы стимулируете мой мосК на поиск решений) Тут уместно вспомнить про эффект Оберта... Он у белого карлика будет просто чудовищным. То есть очень махонький ионный толчок  даже слабосильного ионника (нам нужна точность) в перицентре сильно вытянутого эллипса над карликом даст очень большой эффект... Сам карлик, по сути и будет менять траекторию телескопа. Так что.... Всё получится. Я вижу. Тут природа к нам явно благосклонна.


**** Надо отметить вот что. На анимации показана гравлинза Солнца. Но наш карлик по диаметру меньше. Он с Землю, 0.0081 размера солнца. Значит и разрешение упадёт пропорционально, в 125 раз. То есть такую вот картинку мы сможем через наш белый карлик увидеть на дистанции не  1000 100 парсеков, а всего ... 0,8 парсеков. То есть в радиусе всего 2,6 световых лет. Или 26 парсеков с в 10 раз худшим разрешением.
То есть разрешение всё же будет хуже чем в данном примере-картинке.
В общем, это позволить обследовать  лишь ближайшую  окрестность Солнца. Но зато позволит обследовать их очень тщательно и быстро. В гравлизну Солнца вам нужно отправить 1000 аппаратов, что бы посмотреть на тысячу планет-кандидатов. Что бы собрать статистику вам нужно 2000-5000 "реципиентов". Ну и? Будем пулять в солнечную гравлинзу 5000 зондов?
Кстати, тоже вариант.
Но вариант плохой.

[MenFrame]

Вы уверены?

За исключением того в случае сириуса фокальная линия раньше начинается.

Если вы посмотрите вот это видео, моделирующее ситуацию, то как раз в отличии от обычного телескопа вам нужно чуть-чуть подвигаться в поле зрения чтобы получить именно то что вам надо.

Ну разумеется, это же интерферометр, он целостную картинку не получает. Он поверхность планеты попиксельно восстанавливает. Потому ему нужно много времени находиться на фокальной линии. Если я конечно правильно понимаю.

который всеми силами пытается найти причины

Найти причины что бы не совершать идиотских поступков которые бы дискредитировали идеи покорения космоса для широкой общественности.  На мой взгляд разведка через солнечные гравископы чисто с точки зрения времени будет быстрей нежели отправки к сириусу обсерватории.

[alex_semenov]

Найти причины что бы не совершать идиотских поступков которые бы дискредитировали идеи покорения космоса для широкой общественности.

Вашу, прости господи, широкую общественность знаете куда можно послать? В еще более широпую опу... Ей богу! Детский сад!

На мой взгляд разведка через солнечные гравископы чисто с точки зрения времени будет быстрей нежели отправки к сириусу обсерватории.

Ваши взгляды мне давно известны, голубчик. Вы злосный космофоб, и идейный землефил.

Ну разумеется, это же интерферометр, он целостную картинку не получает. Он поверхность планеты попиксельно восстанавливает. Если я конечно правильно понимаю.

А вот не надо путать хрен с пальнцем и наводить тень на плетень.
Да, интерферометр получит именно систему точек и целостной картины там не будет. Любая картинка полученная интерферометром будет по-сути компьютерным художеством. Но гравлинза хороша именно тем, что она дает хоть и сильно искривлённое (тоже надо восстанавливать) но сплошное изображение как целостный объектив или телескоп.

За исключением того в случае сириуса фокальная линия раньше начинается.

А причем тут Сириуа -A? Он тут - никаким боком. Нам нисколько не мешает. Я хотел было использовать его излучение для фотоэлементов, но... не получится. У него светимость в 25 светимостей Солнца, но на дистанции 20 а.е. она упадёт в 400 раз, то есть на орбите белого карлика от света Сириуса мало проку. Нужен свой бортовой атомный источник. Для чего это вот подходит идеально:



Кстати, не факт, что нельзя использовать энергию самого белого карлика. Но опять таки надо посчитать а у меня батарея нотбука, я ее экономить должен. Позже...

[IvanKrasnyj]

Любой инструмент линейной оптики работает с фиксированным телесным углом источника. Использование окуляров с любым увеличением никак не влияет на спектральные характеристики источника.

Когда вопрос касается гравитационного линзирования, вызывающего  увеличение, а также, в определенных случаях, и уменьшение наблюдаемого масштаба источника, такое изменение масштаба будет неизбежно связано с изменением телесного угла источника и вызывать сдвиг частот, пропорциональный изменению видимого масштаба.

SGL - это иллюзорная мечта...

[Wert]

Кстати, проблему гравитационного телескопа во всех подробностях в серии статей рассмотрели авторы Turyshev и Toth. Можно найти их статьи в Гугл Академии.

[IvanKrasnyj]

Турышев с коллегами только в этой теме упоминались трижды.

[MenFrame]

А вот не надо путать хрен с пальнцем и наводить тень на плетень.

Это я не сам придумал...
https://pikabu.ru/story/poiski_vnezemnoy_zhizni_pri_pomoshchi_solntsa_v_kachestve_gravitatsionnogo_teleskopa_7411189

Чтобы метровый телескоп получил изображение размером 1000 х 1000 пикселей, космическому кораблю придётся сканировать эту область попиксельно, двигаясь с шагом в 1,3 м. А потом изначальное изображение экзопланеты можно будет воссоздать при помощи алгоритма

[IvanKrasnyj]

Это я не сам придумал...
https://pikabu.ru/story/poiski_vnezemnoy_zhizni_pri_pomoshchi_solntsa_v_kachestve_gravitatsionnogo_teleskopa_7411189

Художник, конечно все видит правильно, однако не учитывает сдвиг спектра при изменении масштаба источника. Чтобы получить такую картинку в видимом диапазоне, планету нужно облучать гамма-лучами по всей поверхности...(и то, если бы они отражались) Вот, например на видео по ссылке (с отметки 2.17 мин.), рисуя кольцо Эйнштейна, планету диаметром 12700 км ужимают до ширины кольца 1.3 км, т.е. уменьшают в 9769 раз... При уменьшении масштаба происходит сдвиг частот источника пропорционально изменению масштаба источника. Вот поэтому все кольца Эйнштейна голубого цвета...https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/11/A_Horseshoe_Einstein_Ring_from_Hubble.JPG/500px-A_Horseshoe_Einstein_Ring_from_Hubble.JPG  Или вы знаете другую причину, почему они все голубые?

[alex_semenov]

Ничего не понял.

Художник, конечно все видит правильно, однако не учитывает сдвиг спектра при изменении масштаба источника. Чтобы получить такую картинку в видимом диапазоне, планету нужно облучать гамма-лучами по всей поверхности...(и то, если бы они отражались)

Что бы увидеть в видимом свете - надо облучить гамма-лучами...  То есть длина волны РАСТЯНЕТСЯ.... Запомним...

Вот, например на видео по ссылке (с отметки 2.17 мин.), рисуя кольцо Эйнштейна планету диаметром 12700 км ужимают до ширины кольца 1.3 км, т.е. уменьшают в 9769 раз... При уменьшении масштаба происходит сдвиг частот источника пропорционально изменению масштаба источника. Вот поэтому все кольца Эйнштейна голубого цвета...https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/11/A_Horseshoe_Einstein_Ring_from_Hubble.JPG/500px-A_Horseshoe_Einstein_Ring_from_Hubble.JPG  Или вы знаете другую причину, почему они все голубые?

Голубые? Так куда сдвигается длинна волны? Вверх или вниз? Если изображение "голубеет", значит длина волны УМЕНЬШАЕТСЯ, СЖИМАЕТСЯ.
Так как на самом деле?

Ну и главное. Если такой сильный уж сдвиг как вы пугаете, то как мы вообще в видимом спектре через гравлинзы (тех же чёрных дыр) что-то иногда видим? А ведь видим же!





Если красное поголубело то это сдвиг лишь на треть длины волны.

[MenFrame]

Так куда сдвигается длинна волны?

Не куда не сдвигается. Очередной альтернативщик несет очередную чепуху.

[alex_semenov]

Не куда не сдвигается. Очередной альтернативщик несет очередную чепуху.

Ага понятно. По поводу сканирования с шагом 1.5 м. Да, если так то это осложнение (хотя может быть и несущественное) учитывая скорость вращения телескопа вокруг белого карлика. Я пытаюсь разобраться. Там, кажется  не всё так однозначно...