Эксперимент с расширением пространства - проект "Катафоты на большегрузах"

[Rattus]

А ещё лучше - противостоящих друг другу непримиримых группировок.

Собираетесь определять значение N-го знака числа Пи путём зрительского голосования?

[nikatorov]

Лучше всего технико-экономическое обоснование по типовой схеме получить (что почём, что даст, сколько ждать и т.д.), и даже не в двух, а в нескольких вариантах.
Когда деньги начинают считать, хоть какая-то серьёзность наблюдается.

[Змей Петров]

Эксперимент невозможен в астрономии

Ай-яй-яй! Кроме меня, с Вами не согласились бы:
1. Фуко, когда в подвале маминого дома, глубоко за пол-ночь, следил за маятником;
2. Шкловский, когда предложил искусственную натриевую комету на первом же КА со 2-ой космо-скоростью;
3. целая группировка учёных из СССР и США, которая отражатели на Луне обеспечила.
Явно счёт не в Вашу пользу.

Таки - эксперимент предполагает воздействие на исследуемый объект .
В этом смысле маятник Фуко - наблюдение .
Радио/лазерная локация Луны - эксперимент .

[Змей Петров]

Лучше всего технико-экономическое обоснование по типовой схеме получить

На данный момент техника это не позволяет .

[sergey_g]

Вы можете привести самостоятельные оценки (реальной погрешности), или ссылки на учёные труды?

Была тема Лазерный отражатель на Луне

Вопрос к ТС - что подразумевается под измерением расстояния до Луны?
0. Для дистанции 384000км точность в 1метр это -  точность не менее 10^-9, см и мм вообще край..
1. Земля имеет форму геоида, в настоящее время доступна модель EGM2008 этого геоида стационарна и точность его - метры..
Селеноид такой точностью не похвастается..
2. Значение G = 6,674184(78)⋅10−11 м3·с−2·кг−1 т.е точность не лучше 10^-7
3. Масса Земли - (5,9722 ± 0,0006) × 10²⁴ кг т.е. точность не лучше 10^-5
4. Масса Луны - 7,3477⋅10²² кг т.е. точность тоже не лучше 10^-5
5. Перигей 363 104 км (356 400—370 400 км). Апогей 405 696 км (404 000—406 700 км)
6. При лазерной локации с земной поверхности луч проходит десятки километров через атмосферу с невнятным коэффициентом преломления, зависящим от влажности, давления, температуры, даже от скорости ветра. Для точности коэффициента преломления воздуха в 10^-4 погрешность на дистанции в 20км (идеальный вариант для лазерного луча "туда и обратно") уже составляет метры.
7. Не забываем что Земля как и Луна вращаются и за 2 сек смещение составляет для Земли ~ 926м для Луны ~ 2046м
Куда та при этом лазерный луч летит, от чего отражается...   
 

[Klapaucius]

Была тема Лазерный отражатель на Луне

Ну, судя по первой странице, та тема несколько про другое. Я про удаление Луны на 4 см. в год, с какой точностью измеряется эта величина с 70х годов. С тех пор как уголковые отражатели позволили это измерять. И изменилась ли в лучшую сторону эта точность, тоже.

И это, по пунктам 2,3,4 у меня возражение. Значение G науке известно ещё хуже, как раз см. п. 3 и 4 (даже  10 в минус пятой оптимистично). Гораздо лучше известны величины G*M небесных тел, коими при расчётах и пользуются (и определены если не ошибаюсь часто для крупных тел до 9го знака, хотя могу ошибаться). Сами величины G и M, по отдельности, в астрономии бесполезны.

[sergey_g]

С тех пор как уголковые отражатели позволили это измерять. И изменилась ли в лучшую сторону эта точность, тоже.

Следует обратить внимание на подчеркнутое.. От чего там, на Луне, отражалось лазерное излучение..

[библиограф]

 Это всё про то, что было полвека назад!
А вот как это делают сейчас
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Apache_Point_Observatory_Lunar_Laser-ranging_Operation
Там есть ссылки, в них некоторые технические детали.
https://tmurphy.physics.ucsd.edu/apollo/apollo.html

[nikatorov]

что подразумевается под измерением расстояния до Луны

Всего лишь введённый в науч-поп результат: годовое удаление Луны составляет 38 мм.

[Klapaucius]

Так как было 5 уголковых отражателей (3 аполлоновских и 2 на Луноходах), так и осталось. Может пара китайских добавилась (не следил, ставили ли они на Луне на свои аппараты). Но вряд ли они погоду сделают, разве что на каких-то новых принципах разработаны (что очень вряд ли).
Ни сообщение от sergey_g, ни от библиографа меня не впечатлило. Хотя по ссылке библиографа видно (я не стал на русский переводить и пробежал по диагонали), что работа продолжается (в указанные по ссылке годы) и вроде даже улучшается. Для модели системы Земля-Луна особая точность-то и не нужна, но постоянные наблюдения увеличения среднего расстояния конечно сверхполезны.

[Змей Петров]

Вследствие возмущений элементы лунной орбиты постоянно изменяются. Периодическим возмущениям подвержены все элементы лунной орбиты. Например, наклонение орбиты, равное в среднем 5° 09’, колеблется в пределах от 4° 58’ до 5° 20’ за время, несколько меньшее полугода. Каждый элемент лунной орбиты имеет не одно периодическое возмущение, а несколько сотен с разными периодами и амплитудами. Вследствие этого действительное движение Луны необычайно сложно, и его исследование составляет одну из самых трудных задач небесной механики.
http://crydee.sai.msu.ru/ak4/Chapt_5_76.htm

Как на фоне всего этого выщемить "приливное" удаление Луны в 4см/год , что-то я не представляю .

[sergey_g]

Там есть ссылки, в них некоторые технические детали.

Переводил, как только дошел до определения времени пролета лазерного луча туда-обратно стало стыдно за авторов..
Интервал в ~2,5 сек измеряют ТТL счетчиками по 20нс ( + еще 12-разрядный время цифровой преобразователь (ВЦП) с разрешением 25 пс и диапазоном 100 нс)  таймингами от 50 МГц генератора прямоугольных импульсов ( использовали умножение в 5 раз 10МГц опорного у которого The phase noise is also exceptionally low, with a high-frequency noise floor of −154 dBc, translating to a zero-crossing jitter of 2.5 ps. Over a 2.5 s period, the zero-crossing jitter is ∼ 5 ps.) причем передавали эти 50МГц по витой паре..
Потом всю эту прелесть согласовывали A polynomial of order 8–12 is computed to fit the predictions to roughly sub-picosecond precision.

[Maki]

Проект эксперимента по обнаружению/не-обнаружению расширения пространства.

Может эксперимент уже проведён? https://naked-science.ru/article/nakedscience/anomaliya-pionerov-pervaya
По доплеровскому смещению ускорение "Пионеров"не выявлено. Наоборот найден небольшой тормозящий эффект, который смогли объяснить влиянием теплового излучения батарей и антенны.

P.S.
И наииивный вопрос ко всем участникам:
У нас имеется передатчик светового излучения Солнце. Есть Эрида. Возможно ли гипотетически найти красное смещение в её спектре отражённого света?

[dr_magneto]

красное смещение Эриды или Луны, связанное с расширением Вселенной?
Джордж Дарвин еще в 19 веке посчитал и понял, что Луна медленно удаляется, а недавние измерения подтвердили это, но это связано не с расширением Вселенной, а с постепенным замедлением вращения Земли вокруг своей оси.

[NukeOsom]

красное смещение Эриды или Луны, связанное с расширением Вселенной?
Джордж Дарвин еще в 19 веке посчитал и понял, что Луна медленно удаляется, а недавние измерения подтвердили это, но это связано не с расширением Вселенной, а с постепенным замедлением вращения Земли вокруг своей оси.

Само название темы "Эксперимент с расширением пространства - проект" не вызывало желания зайти и посмотреть хотя бы первое сообщение. Однако зашёл посмотреть. Увидел картинку с цифрами во вложении и обалдел. Обычно мои сообщения "не живут" по причине своей малозначимости, но это сообщение собираюсь оставить. Вот почему:

Чуть более 10 лет назад была открыта тема Переменность гравитационной (G) и (λ) постоянных , обсуждение следствий. Два последних в ней моих сообщения об изменении гравитационной постоянной ( в составе GM Солнца ), ответственном за расширение пространства. Величина такого изменения показывает, что расширения солнечного пространства нет ( что также совпадает с данными 1919 года ). Кроме того, свойства "стандартных свечей" не меняются до z=1, т.е свойства SN Iae неизменны в течение последних 7 млрд.лет. Но этого нельзя сказать о Земле. Если бы гравитационная постоянная на Земле оставалась неизменной, то земные наблюдатели смогли бы зарегистрировать только пекулярные и гравитационные ред/блю шифты SN Iae, но никак не космологические. Последняя формула в теме "Вопросы по теории относительности (СТО и ОТО)" всё ставит на свои места: пространство на орбите Земли расширяется. Я понимаю: Джордж Дарвин, замедление вращения Земли вокруг своей оси ... всё так. Но геология, палеология, ЗВТ Ньютона и многолетние астрофизические наблюдения не оставляют шансов никакому другому ответу кроме: пространство на орбите Земли расширяется.

ИМХО.
Как по мне, так этот эксперимент ненужная трата сил и времени. Чтобы подтвердить что два плюс два равно четырём совсем не обязательно два раза лезть на яблоню, срывая каждый раз по два яблока ... знания таблицы умножения вполне достаточно

[Maki]

красное смещение Эриды или Луны, связанное с расширением Вселенной?

Ну, автор темы же не доверяет далёким галактикам, и хочет замутить что-то поближе...

Джордж Дарвин еще в 19 веке посчитал и понял, что Луна медленно удаляется, а недавние измерения подтвердили это, но это связано не с расширением Вселенной, а с постепенным замедлением вращения Земли вокруг своей оси.

Точнее, с приливным захватом Луны Землёю. А удаление и замедление - уже следствия.

Величина такого изменения показывает, что расширения солнечного пространства нет

пространство на орбите Земли расширяется

Проверяемо на Эриде?
Расстояние от Земли до Эриды 0,001076 световых лет
На каждые 3,26 миллиона световых лет скорость разлета возрастает на 70 км/сек

 

[nikatorov]

В частности, необходимо выполнить расчёт давления лазера (ну, хотя бы того, которым положение Луны измеряют).

Посчитал (для советских параметров) - получилось, что вносимые измерением искажения на ДЕСЯТЬ порядков меньше предсказываемого теорией расширения.
Промежуточный итог: физика не отвергает возможность измерить расширение + существующая (или существовавшая) аппаратура не внесёт принципиально неустранимых погрешностей в предлагаемый эксперимент.

[nikatorov]

стало стыдно за авторов..

Не надо таким чувствам поддаваться, с ума сойдёте.
В московском учебнике тоже ошибки есть. Например, ОТНОСИТЕЛЬНАЯ точность указана в наносекундах.
Спасибо за учебник!

[nikatorov]

Точность измерения дистанции до Луны для проверки расширения пространства при помощи лазерной локации на настоящий момент недостаточно. Все заявления о точности замеров этой дистанции в см. или даже в мм.  лживы.

Да, после прочтения заброшенной лет 10 назад веб-страницы, сомнения в заявленной точности появились и у меня.
Судя по тексту, одна-единственная группировка около одного телескопа соединяла и соединяла имеющуюся у них аппаратуру, и нахваливала, и нахваливала сама себя.
Из оборудования, лично меня впечатлила не "витая пара", а 10 МГц опорный генератор - судя по номиналу, это кварц (с типовой нестабильностью 1Е-07), а не атомные часы. В гипотезу "да кварц это!" также укладывается хвалебное предложение о низком уровне шумов усилителя в петле фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ (-154 дб).
А из теории - заявление, что погрешность измерения неограниченно уменьшается с ростом количества измерений.
Хорошо, что одного из экспериментаторов понесло, и этот сайт уцелел в сети.

[nikatorov]

Лучше всего технико-экономическое обоснование по типовой схеме получить (что почём, что даст, сколько ждать и т.д.), и даже не в двух, а в нескольких вариантах.
Когда деньги начинают считать, хоть какая-то серьёзность наблюдается.

Пример.
1. Принимаем, что единичный модуль уголкового отражателя имеет массу 1 кг (понятия не имею, сколько весили лунные отражатели). Для учёта вращения РБ на нём предстоит разместить 1+(1+2)+(1+2+4)=11 модулей=11 кг.
2. Стоимость доставки 1 кг груза на геостационарную орбиту = стоимости доставки на орбиту захоронения = 25 тыс.$ (данные из нынешней Википедии для "Союза-2".
3. Масса доп.оборудования разгонного блока для его более тщательного захоронения (например, разрывного пояса для бака, или для отстрела неупругих конструктивов - аккумуляторов и электроники)?
Волевым решением можно принять, в первом приближении, 10 кг.
4. Минимум стоимости = (11+10) х 25 тыс.$/кг = 510 тыс.$ на 1 реперную точку (РБ с катафотами)
+ наземное оборудование
+ зар.плата исполнителям

Самые мутные вопросы:
5. Сколько надо реперных точек (РБ с катафотами)?
6. Сколько времени должны длиться наблюдения?

Самое ясное утверждение: споры "а от чего именно отражается на Луне лазерный луч" просто войдут в историю астрономии - РБ с катафотами не имеет таких проблем.