Алыс арақашықтықты анықтау. Физика, 11 сынып, дидактикалық материал.

Астрономиялық бірлік

Астрономиялық бірлік —  астрономияда қашықтықты өлшеудің тұрақты бірлігі болып, ол әдетте жер шары мен күннің арақашықтығына сай белгіленген. Көбінесе жұлдызара, жұлдыздық денелер ара алыс қашықтықты өлшеуге қолданылады. Бұрын ол 149 597 871 000 м (92 955 807 ағылшын милі) делінсе қазіргі түзетілген нұсқасы 149 597 870 700 м. Бұл шамалап айтқанда 150 млн км.

Жарық жылы

Жарық өте тез тарайды. Бір секундта жарық 300 000 км жүріп өтеді, ол – шамамен Жерден Айға дейінгі қашықтық. Оны секундына бір жарық өтетіндігінен байқауға болады. Соған сәйкес бір жылда жарықтың өтетін қашықтығы 9 500 000 000 000 км және оны жарық жылы деп атауға болады.

Парсек

Парсек те үлкен қашықтықтарды өлшеуге арналған. Парсек - бұл Күннен астрономиялық объектіге дейінгі қашықтық, жылдық параллакс бір бұрыштық секундқа тең (1/3600 градус).

1 парсек – 3,26 жарық жылы.

Радиолокация

Радиолокация (лат. lokatio - орналасу орны) — радиотолқын көмегімен түрлі объектілерді іздеп табу және оның орнын анықтау. Белгілі бір бағытта жіберіліп, жолындағы объектіден шағылған импульс түріндегі толқын экран бетінен импульс түрінде көрінеді. Оның оралу уақыты арқылы объектіден станцияға дейінгі қашықтығы анықталады.

Горизонтальный параллакс

Аспан денелеріне дейінгі қашықтықты анықтаудың аса маңызды тәсілі – параллакс әдісі

Параллакс (гр. parallaxіs – ауытқу) - бір затқа жылжымайтын нүктеден қарап, одан соң басқа бір көру аясында екінші нүктеден қараған кездегі заттың жылжуы болып көрінетін құбылыс. Осы екі бағыттың арасындағы бұрыш параллактикалық бұрыш немесе қысқаша параллакс деп аталады.

Горизонталь параллакс деп жұлдыздан қарағанда Жер орбитасының улкен жарты осі көрінетін бұрышты айтады.

Астрономдар XVII ғасырда-ақ горизонталь параллакс көмегімен Күн жүйесіндегі денелерге дейінгі қашықтықты анықтады. Күн жүйесіндегі аспан денелеріне дейінгі қашықтықты анықтауда Жер радиусы базис ретінде алынады

Цефеидтер

Цефеидтер — жалтырауы белгілі бір периодпен өзгеретін және жарқырауы жоғары болып келген физикалық айнымалы жұлдыздар. Олар периоды 0,07 тәуліктен 1,2 тәулікке дейінгі қысқа периодты Цефеидтер және периоды 1,1 тәуліктен 70 тәулікке дейінгі ұзақ периодты Цефеидтер болып екі топқа бөлінеді. Ұзақ периодты Цефеидтер жалтырауының периоды мен жарқырауының арасында белгілі бір тәуелділік болатындығы байқалады. Мұндай тәуелділік сол жұлдызға дейінгі арақашықтықты анықтауға мүмкіндік береді.

Хаббл заңы

Доплер эффектісіне сәйкес ғарышта қозғалатын барлық денелер жарық шығарады. Бұл заңды галактикаға қолдана отырып, астрономдар бізге жақындап келе жатқан ғаламдар жасыл, ал қашықтап бара жатқандар қызыл тәрізді болып көрінетінін анықтады. 1923 жылдан бастап 1950 жылдың орта кезіне дейін астрономдар галактикадан тыс денелерді зерттеу нәтижесінде галактикалардың бір-бірінен алшақтау процесін растады. Алынған мәліметтер негізінде Xaббл өз заңын тұжырымдады: галактика неғұрлым алыс қашықтықта болса, соғұрлым тезірек алшақтайды және соғұрлым оның спектрі қызылырақ болады.

Хаббл заңы: қызыл ығысу бойынша анықталған галактиканың алыстау жылдамдығы оған дейінгі қашықтықтың өсуіне пропорционал

Мұндағы v — галактиканың алыстау жылдамдығы, D — оған дейінгі қашықтық, Н — Хаббл тұрақтысы (оның мәнін көп жағдайда 75 км/(с • Мпк) деп алады). Хаббл заңы тек алыс галактикалар үшін ғана қолданылады. Әлемде центр жоқ болғандықтан, жақын қашықтықтағы кейбір галактикалар біздің галактикаға жакындауы мүмкін. Ұлғайған Әлемнің ауа шары түріндегі екі өлшемді моделі жасалған. Бұл модель бойынша галактикалар шардың бетіне салынған нүктелер рөлін атқарады. Хаббл заңы Әлемнің ұлғаюын, яғни Үлкен жарылыс нәтижесінде Әлемнің пайда болғанын растайды. Қазіргі байқалатын ғарыштық сәулелер аясы Әлемнің Үлкен Жарылыстан кейін пайда болғанының куәсі. Бұл сәуле шығару кеңеюдің алғашқы мезетінде шығарылған сәуле эволюциясының нәтижесі, сондыктан оны реликтивтік деп атайды. Реликтивтік сәуле шығаруды 40-жылдары Дж. Гамов теория жүзінде болжаған. Есептеулер бойынша бұл сәуле шығарудың эквивалентті температурасы 10 млрд жыл өткеннен кейін бірнеше Кельвинге тең болуы керек.