Miksi CMB kuva on ellipsi?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Cosmic microwave background radiation.

Jos sateelliitilla kerran kartoitettiin koko taivas niin eikö kuvasta voisi tulla pyöreä ellipsin sijaan? Mikse sitä pilkottu useammaksi mahdollisimman vähän vääristyneeksi neliskanttiseksi kuvaksi?

Sivut

Kommentit (18)

Vierailija
CE-hyväksytty
Maailmankaikeys on ellipsin muotoinen.

Eli maailmankaikkeuden muoto tunnetaan ja rajat on löydetty ? Eikös avaruus olekkaan ääretön ?

CE-hyväksytty
Seuraa 
Viestejä29006
Liittynyt30.4.2005
Enpäs
CE-hyväksytty
Maailmankaikeys on ellipsin muotoinen.



Eli maailmankaikkeuden muoto tunnetaan ja rajat on löydetty ? Eikös avaruus olekkaan ääretön ?

Kyllä. Miten se ääretön voisi ollla?

Vierailija
Tetrafuran

Cosmic microwave background radiation.

Jos sateelliitilla kerran kartoitettiin koko taivas niin eikö kuvasta voisi tulla pyöreä ellipsin sijaan? Mikse sitä pilkottu useammaksi mahdollisimman vähän vääristyneeksi neliskanttiseksi kuvaksi?


Tuo ellipsin muotoinen kuva on WMAP:in mittausdata mapattuna galaktiseen koordinaatistoon - Linnunradan keskusta on keskellä ja sen kiekko leviää vaakasuuntaan sivuillepäin. Minusta se on havainnollisin tapa saada yleiskuva tuosta datasta.

Itse mittausdata on kuitenkin olemassa ihan vain pelkkänä datana. Sen voi siis esittää millaisella projektiolla haluaa. Tosin yhteen ympyrään mappaaminen ei onnistuisi vääristämättä kuvaa todella rajusti, mutta kahteen kyllä - silloin toinen olisi vaikkapa "etupuoli" ja toinen "takapuoli".

WMAP on tehnyt mittaukset joka suuntaan - data muodostaa siis eräänlaisen pallopinnan sisältäpäin nähtynä. Tässä problematiikka on aivan sama kuin maailmankartan esittämisessä. Muunnettaessa pallopinta kaksiulotteiseen tasoon se aina jollain tavalla vääristyy. Siksi on kehitetty useita erilaisia karttaprojektioita erilaisiin käyttötarkoituksiin. Ja niinpä WMAPin datakin voidaan esittää erilaisilla projektioilla.

Tässä kahdeksi ympyräksi mapattu kuva. Projektiona on käytetty Lambertin atsimutaalista oikeapintaista projektiota ja se havainnollistaa CMB:n polarisaatiota K-kanavalla.

Tässä yksityiskohtia datasta suorakaiteeksi mapattuna, asteet ovat galaktisia koordinaatteja (GC).

EDIT: Hox! Millään yllä esitetyllä ei ole mitään yhteyttä maailmankaikkeuden muotoon.
WMAPin dataa voi ladata täältä: http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/current/
Lisää karttaprojektioista: http://fi.wikipedia.org/wiki/Karttaprojektio

Vierailija

Mielestäni myös taivaanpallon esittäminen yhdessä kuvassa tapahtuu kätevämmin ellipsin muodossa ja näinhän iät ja ajat on tehty, kauan ennen WMAP-luotainta. Laitetaan tuohon vielä kuva, jossa Linnunradan säteily on suodatettu pois:

Vierailija

Kiitos hienosta ja valaisevasta vastauksesta.

Joo ei se maailmankaikkeus ellipsi taida olla. Pannukakuksikin epäilivät jossain vaiheessa...

Entäs kun siitä se linnunrata on häivytetty pois niin eihän siinä enää ole mitään syytä pitää kuvaa ellipsinä. Vain onko tässä kyse jostain perinteestä. Ollaan ennenkin totuttu maailmankaikkeutta ellipsinä katsomaan, niin ei haluta muuttaa kuvakulmaa.

CMB kuva voitaisiin siis painattaa fyysiseksi karttapalloksi siinä missä maapallokin. Maastahan on itseasiassa tehty lukemattomia eri projektioita ja kaikkein tutuin on tässä:

Miksi ihmeessä kosmologit eivät tyytyneet tähän projektioon vaan siihen omituiseen ellipsiin? Ja taas toisaalta 3d karttapallokaan ei nykytekniikalla olisi mitenkään mahdoton toteuttaa, niin miksei sitä käytetä. Aina kun CMB kuvia vilautellaan, ovat ne aina niitä kummallisia ellipsejä. (tai ainakin joka kerta kun minä niitä olen nähnyt)

Vierailija
Tetrafuran
Entäs kun siitä se linnunrata on häivytetty pois niin eihän siinä enää ole mitään syytä pitää kuvaa ellipsinä. Vain onko tässä kyse jostain perinteestä. Ollaan ennenkin totuttu maailmankaikkeutta ellipsinä katsomaan, niin ei haluta muuttaa kuvakulmaa.

CMB kuva voitaisiin siis painattaa fyysiseksi karttapalloksi siinä missä maapallokin. Maastahan on itseasiassa tehty lukemattomia eri projektioita ja kaikkein tutuin on tässä:

Miksi ihmeessä kosmologit eivät tyytyneet tähän projektioon vaan siihen omituiseen ellipsiin? Ja taas toisaalta 3d karttapallokaan ei nykytekniikalla olisi mitenkään mahdoton toteuttaa, niin miksei sitä käytetä. Aina kun CMB kuvia vilautellaan, ovat ne aina niitä kummallisia ellipsejä. (tai ainakin joka kerta kun minä niitä olen nähnyt)


Kyllä, tuossa varmaan vaikuttaa perinne - itsekin tuosta vaan totesin tuon olevan havainnollisin tapa esittää data. Kun koko taivas esitetään tasona se perinteisesti mapataan ellipsiksi esimerkiksi Mollweide- tai Hammer-Aitoff -projektiolla.

Kyseessä on vähän sama asia kuin tuossa meille kaikille tutussa Mercatorin projektiolla mapatussa maailmankartassa. Siinä kulmat ovat oikein, mutta pinta-alat vääristyvät todella voimakkaasti navoillepäin. Silti tuo kartta on meille havainnollinen, koska olemme sitä tottuneet katsomaan. Mercatorin projektio vääristää napa-aluita siinä määrin, että kartat yleensä katkaistaan 80 pohj.leveyspiiriltä ja 60 eteläiseltä. Silloin Eurooppa sijoittuu kauniisti keskelle. Mercatorin projektiota ei voi käyttää koko tähtitaivaan esittämiseen, sillä napa-alueet vääristyvät kohti ääretöntä ja kartta on katkaistava:

Tässä maailmankartta Aitoffin projektiolla:

Vielä WMAPin data Mollweiden projektiolla, tämä taitaakin olla se yleisin julkisuudessa esiintyvä kuva (WMAP Science Team):

Ja vastaava maailmankartta Mollweidella:

WMAPin datasta on tietääkseni olemassa karttapalloja ja NASA jopa tuottaa puhallettavia CMB-rantapalloja opetuskäyttöön: http://map.gsfc.nasa.gov/globe.html
(hyvä sivu muuten, perustietoa CMB:stä fiksusti esitettynä)

Vierailija

Nähdäänkö tosiaan "maailmankaikkeuden laita" vai onko tuo vain (kuten käsitin) meidän Näkemä maailmankaikkeus.
Joka voi ja luultavasti poikkeaa oletetusta maailmankaikkeudesta todella paljon. Vai onko jotain näyttöä että tässä on nyt rajat?

Vierailija

Tuosta CMB-kuvasta näkyy miten mikroaaltoinen taustasäteily on jakaantunut taivaanpallolle, eli näkyvään maailmankaikkeuteemme. Taustasäteilyhän syntyi universumin ollessa vain noin 400000 vuoden ikäinen.

Koska maailmankaikkeuden ikä on 13,7 miljardia vuotta, niin kuvassa ei luonnollisestikaan näy säteilyä joka on peräisin alueilta, jotka ovat kauempana kuin 13,7 miljardia valovuotta - täältähän säteily ei vielä ole ennättänyt meille saakka! Tässä mielessä kuvassa näkyy siis vain ns. havaittavissa oleva universumi, mutta todellisuudessa universumi lienee tätä monta kertaa suurempi. Nykyarvioiden mukaan vähintäin halkaisijaltaan 160 miljardia valovuotta tai jopa ääretön.

Vierailija

Tuo rantapallohan olisi aika veikeä. Kaverit ihmettelee että mikäs ihme pallo toi on. Siihen voikin sitten vastata: "Koko näkyvä maailmankaikkeus - ei sen enempää eikä vähempää."

Vierailija
Tetrafuran
Tuo rantapallohan olisi aika veikeä. Kaverit ihmettelee että mikäs ihme pallo toi on. Siihen voikin sitten vastata: "Koko näkyvä maailmankaikkeus - ei sen enempää eikä vähempää."

Niin on! Arvaa olisinko halunnu joululahjaks...

Vierailija
Snaut

Koska maailmankaikkeuden ikä on 13,7 miljardia vuotta, niin kuvassa ei luonnollisestikaan näy säteilyä joka on peräisin alueilta, jotka ovat kauempana kuin 13,7 miljardia valovuotta - täältähän säteily ei vielä ole ennättänyt meille saakka! Tässä mielessä kuvassa näkyy siis vain ns. havaittavissa oleva universumi, mutta todellisuudessa universumi lienee tätä monta kertaa suurempi. Nykyarvioiden mukaan vähintäin halkaisijaltaan 160 miljardia valovuotta tai jopa ääretön.




Onko tuossa jotain ristiriitaista?
[/quote]

Vierailija
Minerva
Snaut
Koska maailmankaikkeuden ikä on 13,7 miljardia vuotta, niin kuvassa ei luonnollisestikaan näy säteilyä joka on peräisin alueilta, jotka ovat kauempana kuin 13,7 miljardia valovuotta - täältähän säteily ei vielä ole ennättänyt meille saakka! Tässä mielessä kuvassa näkyy siis vain ns. havaittavissa oleva universumi, mutta todellisuudessa universumi lienee tätä monta kertaa suurempi. Nykyarvioiden mukaan vähintäin halkaisijaltaan 160 miljardia valovuotta tai jopa ääretön.

Onko tuossa jotain ristiriitaista?

Ei ole. No täsmennän hieman: Snaut tarkoittaa että "- sieltähän säteily ei vielä ole ennättänyt meille saakka!".

(rumaa puuttua toisen tekstiin tuolla tavoin, sori)

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10596
Liittynyt16.3.2005

Suhtaudun asiaan hiukan skeptisesti. Miksi asialle pitäisi antaa jokin nimi, esimerkiksi CBM? Eivätkö kaikki fotonit noudatakaan samoja etenemissääntöjä? Olisiko peräti kyse siitä, että kun fotonit, joiden energiajakauma noudattaa aika näppärästi sellaisen mustan kappaleen energiajakaumaa, jonka lämpötila on 6000 K, ovatkin lähtöisin kappaleesta, jonka lämpötila onkin tosiasiassa 3000 K? On muuten todistettu useampaan kertaan tälläkin palstalla. Voidaan aivan hyvin otaksua, että fotonit, joiden energiajakauma noudattaa muuta kuin oletusarvoista lämpötilaa, käyttäytyvät toisella tavalla kuin ns. degeneroituneet fotonit, joita on kaksi aina samassa tilassa. Ensiksimainittujen nopeus on luonnollisesti aivan toinen kuin klassillisen suhteellisuusteorian ennustama nopeus kahdesti tai useamman kerran degeneroituneille fotoneille.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat