Kuinka kauas tähti näkyy?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Eräs toinen NIMIMERKKI aikoinaan vaahtosi, ettei tähdet välttämättä näy kaukaa, koskapa sen kulmaläpimitta menee niin pieneksi, että ovat silmälle verrannollistettuna jopa fotonia pienempiä! Nyt osoitan hänen hullutensa, lisäämällä kaavaansa vain yhden termin!(toi "k")

Onko tämä lasku oikein:

Fotoneja yhteen silmän soluun: X (kpl/s)
Tähden teho: Ptähti (W)
Fotonin energia: Ekelta = h*f = h*c/Lamda
Tähden ETÄISYYSALA: Aetä = 4*pi*Retä^2 (m^2)
Silmäsolun ala: Asilmäsolu = 10^-12 m^2
Kirkastussuhde: k = (Retä^2/Rtähti^2)
(em. Intensiteetistä johtuva kirkastuminen)

X = Ptähti/(Ekelta*Aetä)*Asilmäsolu*k
X = Ptähti/(Ekelta*4*pi*Rtähti^2)*Asilmäsolu
X = Ptähti/(Ekelta*Atähti)*Asilmäsolu

Jollei k:lla ole mitään rajaa, voidaan toisin sanoen mikä tahansa kohde INTENSITEETIN perusteella kaivaa esiin näkyväksi, eikä TÄHDEN KIRKKAUS yksittäisessä silmäsolussa riipu etäisyydestä lainkaan!

Tähden kirkkaus siis riippuisi vain tähden TEHOSTA ja SEN KOOOSTA! Mitä pienempi FYYSISESTI(tilavuus) kohde on samalla teholla, sitä enempi fotoneja tulisi kohden yksittäistä silmänsolua! Toisaalta suuremmalla kohteella VOI olla suurempi alapeitto silmässä!

(Mutta suuremmalla alalla pisteet himmeämpiä, kuin vähemmän silmäsoluja aktivoivassa samatehoisessa, mutta fyysisesti pienemmässä tähdessä)

Kuis' on? Onko lasku aivan tuulesta temmattu? Laskenko esimerkin? Eikö käytänössä esimerkiksi FOTONIN tai SILMÄSOLUN KOKO asetan kertoimelle k ylärajan? Silloin EI näkyisi mielivaltaisen kaukaiset kohteet!

Ja onko ulkoavaruudessa näkyvillä merkittävästi enempi tähtiä, koskapa siellä ei ole ilmakehää, joka suodattaa osan tähdistä pois? Jopa niin, ettei pimeätä rakoakaan avaruuteen oikeastaan pitäisi tällä "k-kirkastuskerroin"-logiikalla tulla!

Onko k:n maksimiarvo esimerkiksi (1cm^2/(10^-12 m^2) = 10^8 ? Arvo on kuitenkin huomattavasti suurempi, jos vain valovuoden kokoisia kohteita laskee? (noin 457 300 kertaisesti)

Kommentit (7)

Seppo_Pietikainen
Seuraa 
Viestejä7615
Liittynyt18.10.2007
Aukino
Eräs toinen NIMIMERKKI aikoinaan vaahtosi, ettei tähdet välttämättä näy kaukaa, koskapa sen kulmaläpimitta menee niin pieneksi, että ovat silmälle verrannollistettuna jopa fotonia pienempiä! Nyt osoitan hänen hullutensa, lisäämällä kaavaansa vain yhden termin!(toi "k")

Onko tämä lasku oikein:

Fotoneja yhteen silmän soluun: X (kpl/s)
Tähden teho: Ptähti (W)
Fotonin energia: Ekelta = h*f = h*c/Lamda
Tähden ETÄISYYSALA: Aetä = 4*pi*Retä^2 (m^2)
Silmäsolun ala: Asilmäsolu = 10^-12 m^2
Kirkastussuhde: k = (Retä^2/Rtähti^2)
(em. Intensiteetistä johtuva kirkastuminen)

X = Ptähti/(Ekelta*Aetä)*Asilmäsolu*k
X = Ptähti/(Ekelta*4*pi*Rtähti^2)*Asilmäsolu
X = Ptähti/(Ekelta*Atähti)*Asilmäsolu

Jollei k:lla ole mitään rajaa, voidaan toisin sanoen mikä tahansa kohde INTENSITEETIN perusteella kaivaa esiin näkyväksi, eikä TÄHDEN KIRKKAUS yksittäisessä silmäsolussa riipu etäisyydestä lainkaan!

Tähden kirkkaus siis riippuisi vain tähden TEHOSTA ja SEN KOOOSTA! Mitä pienempi FYYSISESTI(tilavuus) kohde on samalla teholla, sitä enempi fotoneja tulisi kohden yksittäistä silmänsolua! Toisaalta suuremmalla kohteella VOI olla suurempi alapeitto silmässä!

(Mutta suuremmalla alalla pisteet himmeämpiä, kuin vähemmän silmäsoluja aktivoivassa samatehoisessa, mutta fyysisesti pienemmässä tähdessä)

Kuis' on? Onko lasku aivan tuulesta temmattu? Laskenko esimerkin? Eikö käytänössä esimerkiksi FOTONIN tai SILMÄSOLUN KOKO asetan kertoimelle k ylärajan? Silloin EI näkyisi mielivaltaisen kaukaiset kohteet!

Ja onko ulkoavaruudessa näkyvillä merkittävästi enempi tähtiä, koskapa siellä ei ole ilmakehää, joka suodattaa osan tähdistä pois? Jopa niin, ettei pimeätä rakoakaan avaruuteen oikeastaan pitäisi tällä "k-kirkastuskerroin"-logiikalla tulla!

Onko k:n maksimiarvo esimerkiksi (1cm^2/(10^-12 m^2) = 10^8 ? Arvo on kuitenkin huomattavasti suurempi, jos vain valovuoden kokoisia kohteita laskee? (noin 457 300 kertaisesti)




Jep, saapuneiden fotonien lukumäärä / aikayksikkö määrää tähden näkyvyyden, aivan oikein. Tuo NIMIMERKKI oli ilmeisimmin "Agison"...

--
Seppo P.
Kreationismi perustuu tietämättömyyteen, se sikiää tietämättömyydestä ja siitä sikiää tietämättömyyttä. Tietämättömyyden levittäminen on kreationismin elinehto ja tietämättömyydessä rypeminen on kreationistin luonnollinen elämisenmuoto

Vierailija

Kysymyksenasettelussa pitää ottaa huomioon muutama muukin yksityiskohta. Yksi on se, millä havainnoidaan; ihmissilmällä, vai kaukoputkella? Jos kaukoputkella, kuinka tehokkaalla?
Lisäksi: otetaanko huomioon esimerkiksi ns. "mustan aineen" gravitaatio- tai peittovaikutus; vielähän ei esim. tiedetä sitä, mitä musta aine tarkkaan ottaen on. Tiedetään vain se, että sitä "täytyy" olla olemassa erittäin runsaasti maailmankaikeuden koko massa huomioiden.

Vierailija
Tarkkailija
Kysymyksenasettelussa pitää ottaa huomioon muutama muukin yksityiskohta. Yksi on se, millä havainnoidaan; ihmissilmällä, vai kaukoputkella? Jos kaukoputkella, kuinka tehokkaalla?
Lisäksi: otetaanko huomioon esimerkiksi ns. "mustan aineen" gravitaatio- tai peittovaikutus; vielähän ei esim. tiedetä sitä, mitä musta aine tarkkaan ottaen on. Tiedetään vain se, että sitä "täytyy" olla olemassa erittäin runsaasti maailmankaikeuden koko massa huomioiden.



Kaukoputkella katsoessa täytyy kertoimen k lisäksi pistää ALASUURENNOSKERROIN, joka on rakenteellisesti samanlainen kuin tuo kirkkausaloja suhteuttava k-kerroin...
(kaksi alaa suhteutettuna)

Eli vielä voisi kaavaan ympätä sen SUURENNOSKERTOIMEN!

Pimeää ainetta varmaankin on, mutta onko sitä avaruudessa niin runsaasti, että ESTÄISI tähiten näkymisen - en tiedä!

Tai aiheuttaako se jotain "säteilysaastetta", joka muuttaa näkyviä aallonpituuksia?

Avaruudessa, jossa ei ole ilmakehää välissä, tähtiä näkyy PALJON enemmän!

Tuossa esimerkissäni ON PAKKO oikeastaan olettaa maksimiarvo kertoimelle k, koskapa muuten avaruus olisi kokonaan valaistu, katsoi minne tahansa - sen verran paljon tähtiä YHTEENSÄ lienee... Mutta tietysti - musta aine voinee sotkea kuvioita...

Kuinka suureksi kirkkauskertoimen k voi maximissaan pistää? Jos laskee kuten se "Agison", ei sitä ole, mutta onhan selvää, että auringosta kirkkaus keskittyy siihen osaansa alasta, missä tähti loistaa...

JOS kirkkauskerroin EI OLE kovin suuri, se rajoittaa näkyvien tähtien maksimietäisyyden melko pieneksi, ei tosin ihan niin pieneksi, kuin "Agison" muinoin esitti... Mutta jos kuun tehon laskee maan pinnalle, ja vaatii tähdeltä vähintään samaa määrää fotoneja - per silmäsolu - ei varmaan edes tuhansiin valovuosiin päästä - tavallisten tähtien suhteen ja ilman kirkkauden jakautumiskerrointa k... Tähtiä on tosin hyvin erikokoisia, ja kirkkauksisia...

Mutta jos "kirkkauskerrointa k" voitaisiin rajatta lisätä, pitäisi taivaalla näkyä piripintaansa täyteen tupattuna tähtiä... Sillä ON jokin raja, koskapa ei voida peilata paljoa atomin tai kvarkin kokoa pienempiä kohteita... Hivenen hämärää vielä minulle kuinka käy, kun peilataan kohteita, jotka ovat silmäsolua tai jopa atomia pienempiä: Kasautuuko silti enempi kirkkautta silmän soluun, jos ollaan sen halkaisijaa pienemmässä yhdenmuotoisuusarvossa?

Voisinpa vielä laskea kuinka paljon on max. etäisyys tuolla 10^8 arvolla!

MaKo71
Seuraa 
Viestejä1467
Liittynyt15.11.2006

Jos olen oikein ymmärtänyt, pimeä aine ei vuorovaikuta myöskään fotonien kanssa (kuin gravitaatiollaan) eli se ei himmentäisi tähtiä. Jollain etäisyydellä tähdenkin valon voimakkuus tippuu alle kohinarajan, jota kauempaa sitä ei enää erota taustasta millään, eikös? Tähdelle tuo teoreettinen maksimietäisyys taitaa olla kuitenkin aika iso...

Vierailija

Kuinka TIHEÄSSÄ tähdet ovat?

Jos AURINGON KOKOINEN tähti on esimerkiksi 1,5 valovuoden päässä 1,4*10^16 m, on etäisyyskolmion tuottama luku:

1,4*10^16 m/(1,4*10^9 m) = 7mm/b

=> b = 7*10^-10 m, tämä on noin 1000-kertaa vähemmän kuin viimeisen näkyvän värin aallonpituus!

Mutta tuohon pisteeseen kohdistuu siis säteilyteho:
P/(A*E)*Akuvasilmällä * k
= P/(E*4*pi*Retä^2)*(7mm*Lhalk/Retä)^2*(Retä/Lhalk2)^2
= P/(E*4*pi*Retä^2)*(7mm)^2

Asilmään tulevan kuvan on oletettu nyt kuvautuvan tuon 7*10^-10 metrin pisteen kooksi!

Noilla arvoilla:
X=3,9*10^26/(3,49*10^-19*4*pi*(1,4*10^16)^2)*(0,007)^2
X = 22 231 528,58 kpl/s

(Eli tuo määrä sitä 7*10^-10 metrin kohdetta kohden, sitä suuremmalla silmäsolulla vielä suurempi määrä!)
(Hieman eri kaava kuin alussa)

Eli jos laskee kohden SILMÄNSOLUA voidaan käyttää alkuperäistä kaavaa:

X = 3,9*10^26*10^-12/(3,49*10^-19*4*pi*(1,4*10^9)^2)
X = 4,537*10^13 kpl/s

Auringostamme tulee saman verran kuin tuossa em. kohdassa , kohden yksittäistä silmäsolua, mutta luonnollisesti useammassa silmän pisteessäkin...

Onko tuo kerroin "k" oikein, vai pitäiskö laskea jotenkin vielä monimutkaisemmin?

Kuusta vastaava arvo:

Pkuu = 3,9*10^26*(2*pi*1738200^2)/(4*pi*(1,5*10^11)^2)
Pkuu = 2,6*10^16 W
(Täysikuun teho, ja oletetaan KOKONAISHEIJASTUS)

X = 2,6*10^16/(3,49*10^-19*4*pi*1738200^2) *10^-12
X = 1 962 178 740 kpl/s

=> 23122 kertaa kirkkaampi on auringosta näkyvä piste - kuin kuusta!

Itse asiassa siis magnitudilla EI tämän mukaan saa selville etäisyyttä...

Vierailija

Niin, eli kuinka tiheässä tähtiä on?

Jos laskee, että kuinka monta tähteä voisi olla metrin päässä olevalla pallopinnalla, jossa siis pallon säde on metri ja yksi piste/tähti näyttäytyy 1/10 mm?

X = 4*pi*(1m/0,1mm)^2

X = 1 256 637 061 kpl

Eli 1,2 miljardia pistettä voisi maksimissaan erottaa metrin päässä olevalla pallolla, jossa ei olisi rakoakaan!

Havaitseko metrin päästä karvan? Entä jos se olisi VIELÄ ohuempi?

Kuitenkin omassa galaksissamme on arviolta 200 miljardia tähteä (2*10^11 kpl), joten jonnekin niitä häviää!

Tosta näkee myös sen, että näkökentässä on metrin päässä noin pi*10^8 = 314 159 265 kpl pisteitä...

Siitä saadaan likipitäen valonnopeus (299 792 458 m/s), jos sekunnissa havaitaan metrin päässä olevat pisteet... Ihminen kuitenkin keskittää tajuntansa muutamiin yksityiskohtiin, ja siksi nopeampi tajunta on mahdollinen! (noin 50-kertaa nopeampi)

Uusimmat

Suosituimmat