Apa titik referensi standar untuk mengukur kecepatan?

8

Kecepatan, seperti yang kita tahu, tidak ada tanpa terlebih dahulu memiliki titik referensi. Kami kemudian mengatakan bahwa titik referensi tidak bergerak sama sekali, dan kecepatan kemudian diukur dalam kaitannya dengan titik referensi.

Apa titik referensi standar ketika menentukan kecepatan objek dalam astronomi? Bumi?

Batalkan
sumber

Jawaban:

4

Kerangka istirahat untuk mengukur kecepatan dan kecepatan (astronomi) tergantung pada konteks dan tujuannya.

Kerangka geosentris, yang didasarkan pada pusat massa Bumi mungkin cocok untuk objek yang mengorbit di sekitar Bumi.

Kerangka referensi heliosentris, yang berpusat pada Matahari, sering digunakan ketika menggambarkan garis pandang kecepatan objek-objek astronomi, tetapi lebih biasanya, kerangka barikentrik di pusat massa sistem tata surya digunakan. Sebagai contoh, ini adalah bagaimana pengukuran kecepatan radial bintang host exoplanet atau komponen biner gerhana akan dikutip. Itu juga akan sesuai untuk gerak benda di tata surya.

Gerakan di Galaxy umumnya didefinisikan dalam dua cara. Salah satunya adalah Local Standard of Rest (LSR), yang mengukur kecepatan sehubungan dengan gerakan rata-rata bintang di dekat Matahari. Upaya kedua untuk mengukur kecepatan sehubungan dengan bidang Galactic dan secara radial dan tangensial di bidang sehubungan dengan pusat Galactic. Ini adalah apa yang disebut kecepatanPosisi dan gerakan LSR sehubungan dengan pusat Galaksi tidak pasti pada tingkat beberapa km / s, sedangkan gerakan matahari sehubungan dengan LSR lebih tepat diketahui.U,V,W

Pusat Galaksi juga dapat digunakan sebagai kerangka referensi untuk pergerakan galaksi dalam kelompok lokal kami. misal ketika berbicara tentang gerak Galaksi Andromeda.

Akhirnya, kita dapat menentukan standar istirahat kosmik - bingkai diam yang bergerak bersama dari aliran Hubble - menggunakan pengukuran tepat latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB). Dengan kata lain, kita dapat menentukan gerakan aneh kita sehubungan dengan aliran Hubble dengan mengamati tanda tangan doppler dipol di CMB.

Rob Jeffries
sumber
6

Ketika Einstein menyadari dan menyukai Anda menyatakan dengan benar, Anda memang tidak dapat mengukur kecepatan suatu objek dengan sendirinya karena itu harus diukur relatif terhadap sesuatu yang lain.

Sebagai hasil logis, jika Anda mengajukan pertanyaan "Seberapa cepat X bergerak?" , Anda harus menentukan bahwa Anda menginginkan kecepatan sehubungan dengan objek lain karena gerakan tidak dapat diukur tanpa titik referensi.

Beberapa contoh:

  • Jika Anda bertanya seberapa cepat Bumi bergerak sehubungan dengan porosnya sendiri, pusat Bumi akan menjadi titik referensi Anda.
  • Jika Anda ingin tahu seberapa cepat Bumi mengorbit Matahari, Matahari akan menjadi titik referensi Anda.
  • Jika Anda ingin tahu seberapa cepat jarak Bulan dari Bumi meningkat, Bumi akan menjadi titik referensi Anda.
  • Jika Anda ingin mengetahui kecepatan tata surya kita di galaksi Bimasakti, pusat Bimasakti akan menjadi titik referensi Anda.

titik referensi "standar"

Jika tidak ada titik rujukan yang diberikan, dapat diasumsikan bahwa "titik rujukan standar" adalah lokasi pengamat. Di bidang astronomi, itu akan menjadi lokasi astronom.

Perlu dicatat bahwa astronom mungkin berada di misi luar angkasa di luar atmosfer Bumi, atau dia bisa menggunakan teleskop di orbit Bumi. Oleh karena itu, "Bumi" secara umum tidak dapat dianggap sebagai titik referensi standar untuk astronomi karena, tergantung pada ketepatan pengukuran dan lokasi (misalnya) teleskop, dengan asumsi "Bumi" dapat mengakibatkan pengukuran yang tidak tepat.

EDIT

Sebagai @TidalWave berkomentar dengan benar , ada juga International Celestial Reference Frame (ICRS) yang dapat membantu Anda menemukan titik referensi, menghitung jarak, dll. Sesuai dengan sistem referensi selestial, yang telah diadopsi oleh International Astronomical Union (IAU) karena tingginya - Posisi astronomi. Asal usul ICRS berada di pusat sistem tata surya.

Membungkusnya:

Jika tidak ada titik referensi yang ditentukan dan jika kita dapat berasumsi bahwa astronom bekerja sesuai dengan aturan dan definisi dari International Astronomical Union (yang akan menjadi kasus biasa, jika bukan kasus ideal), International Reference Celestial Frame memberi Anda "standar titik referensi "di pusatnya (yang merupakan pusat dari tata surya).

Dalam kasus yang jarang terjadi di mana kepatuhan IAU tidak dapat diasumsikan (sesuatu yang "mungkin" terjadi di dunia amatir), harus diasumsikan bahwa titik referensi adalah titik pengamatan.

e-sushi
sumber
1
Bagian terakhir agak sedikit mempertimbangkan IAU mengadopsi standar, ditambah tidak mungkin untuk menentukan kecepatan seseorang dengan bergerak dengan titik referensi. Anda mungkin juga ingin menyebutkan Kerangka Referensi Langit Internasional (ICRS) untuk juga menjawab bagian terakhir dari pertanyaan. Semuanya ada di sana ...;)
TildalWave
Nah, ketika melakukan pengukuran radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik, kita harus mengurangi momen dipol yang terkait dengan pergerakan satelit dalam orbit di sekitar Bumi, gerakan Bumi karena berputar di sekitar matahari, dan gerakan karena matahari tentang pusat galaksi. Saya akan membayangkan bahwa ini akan selalu perlu menjadi langkah setiap kali pengamatan akurasi tinggi (dari teleskop di ruang angkasa) terbuat dari objek yang jauh. Lihat: ned.ipac.caltech.edu/level5/March05/Scott/Scott2.html
astromax
@astromax Persis. Itu sebabnya saya bilang tidak benar untuk menganggap bumi sebagai titik referensi standar.
e-sushi
@astromax Benar juga, meskipun untuk alasan akademis , kita dapat merebus semuanya untuk menentukan Kerangka Acuan Inersia , yang tentu saja mungkin berbeda tergantung pada Anda dan objek pengamatan Anda parameter umum yang akan menggambarkan waktu dan ruang secara homogen, isotropik , dan secara independen waktu untuk keduanya. Jadi ya, sehubungan dengan radiasi latar belakang, apa yang Anda katakan benar-benar benar.
TildalWave