Fysik

Kosmologi

05. januar 2014 af mimok (Slettet)

Jeg har fået denne opgave, og jeg har løst delopgave a og b, er der en der kan hjælpe mig med c'eren? Opgaven er:

En af de mest iøjnefaldende galakser på den sydlige himmelkugle er den ringformede Vognhjulsgalakse.
Med en rødforskydning på z = 0,0302 er galaksen så tæt på, at man kan få detaljerede
billeder, som tydeligt viser den ringformede struktur. En mindre galakse i nærheden af Vognhjulsgalaksen
tyder på, at ringen er et resultat af et sammenstød mellem de to galakser.

a) Bestem størrelsen af den hastighed, hvormed Vognhjulsgalaksen bevæger
sig væk fra os.

Siden sammenstødet mellem de to galakser er ringens diameter vokset med
30 km/s. Diameteren af ringen ses nu under en vinkel på 4,36 · 10–4 radianer.
Den nuværende afstand til Vognhjulsgalaksen er ca. 400 millioner lysår.

b) Vurdér, hvor lang tid det er siden, at sammenstødet fandt sted.

c) Benyt rødforskydningen z = 0,0302 til at bestemme en mere nøjagtig værdi
for den nuværende afstand til Vognhjulsgalaksen. Hubblekonstanten sættes
her til H0 = 0,0726 pr. milliarder år.
Bestem endvidere, hvor meget afstanden til Vognhjulsgalaksen er blevet
større, mens strålingen fra galaksen har været undervejs.


Brugbart svar (0)

Svar #1
05. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

a) Benyt sammenhængen mellem rødforskydning og radialhastighed.

b) Benyt afstanden til at beegne den lineære udstrækning af ringens diameter. Benyt så den hastighed, hvormed ringens diameter ændres til at beregne, hvornår ringens diameter var lig med 0 km.

c) Benyt Hubble's lov til at beregne afstanden ud fra den beregnede radialhastighed.


Svar #2
05. januar 2014 af mimok (Slettet)

Mange tak! I c'eren skal jeg isolere r0 ud fra:
z*c=H0*ro

?

Hvordan løser jeg denne del:

Bestem endvidere, hvor meget afstanden til Vognhjulsgalaksen er blevet større, mens strålingen fra galaksen har været undervejs.


Brugbart svar (0)

Svar #3
05. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#2

Ja, man benytter Hubble's lov til at beregne afstanden ud fra radialhastigheden.

Strålingen har været ca 400 millioner år undervejs (det beregnes mere nøjagtigt under c)). Benyt så den beregnede radialhastighed til at beregne ændringen i afstanden over dette tidsrum.


Svar #4
05. januar 2014 af mimok (Slettet)

Er det ikke  400 millioner lysår?


Brugbart svar (0)

Svar #5
05. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#4

Nej. 400 millioner lysår er en afstand, mens 400 millioner år er en tid. Jeg refererede til det tidsrum, i hvilket strålingen har været undervejs. På 400 millioner år tilbagelægger lyset i vacuum strækningen 400 millioner lysår.


Svar #6
05. januar 2014 af mimok (Slettet)

Okay, tak, hvor fås de 400 millioner år fra? De står ikke nævnt i opgaven nogen som helst steder. Er den der er beregnet fra opgave b?


Brugbart svar (0)

Svar #7
05. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#6

De fås jo fra den opgivne afstand på ca 400 millioner lysår. Men man skal benytte den mere nøjagtigt beregnede afstand i spm. c).


Svar #8
05. januar 2014 af mimok (Slettet)

undskyld, men nu er jeg forvirret. De 400 millioner år fås fra afstanden på ca. 400 millioner lysår? Men år og lysår er ikke det samme. Jeg er ikke med på, hvor de 400 millioner år kommer fra?

Men jeg har bestemt afstanden til 431 Mly, er det så: 431 Mly - 400 Mly?


Brugbart svar (0)

Svar #9
05. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#8

At afstanden er ca 400 millioner lysår betyder, at det lys, der modtages nu fra galaksen har været ca 400 millioner år undervejs.

Med den nøjagtigere afstand på 431 millioner lysår skal man jo så benytte det tilsvarende tidsrum på 431 millioner år.

1 lysår er defineret som den strækning, som lys i vacuum tilbagelægger på 1 år, dvs

1 lysår = c · (1 år)


Svar #10
05. januar 2014 af mimok (Slettet)

Okay, nu er jeg med. Mange tak! 

Skal jeg så udregne 431 mio. lysår/400 mio. lysår?


Brugbart svar (0)

Svar #11
05. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#10

Nej, det giver da ingen mening.

Hvis du refererer til opgavens sidste spm., skal man her gange den opgivne radialhastighed med tidsrummet 431 millioner år.


Svar #12
06. januar 2014 af mimok (Slettet)

Hvad angiver radialhastigheden? Jeg har ikke hørt det begreb før. Er det v fra formlen v=z*c?


Brugbart svar (0)

Svar #13
06. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#12

Ja. Radialhastigheden er galaksens hastighed i synsliniens retning, dvs. her den hastighed, hvormed galaksen bevæger sig bort fra os.


Svar #14
06. januar 2014 af mimok (Slettet)

Okay, radialhastigheden, som jeg skal bruge, er det den værdi, som jeg har beregnet i opgave a? Jeg har fået den til 9,06*106m/s.

Skal jeg omregne 431 millioner lysår om til m, ved at gange 431 millioner lysår med 9,4607*1015m, og dernæst gange med radialhastigheden fra opgave a?


Svar #15
06. januar 2014 af mimok (Slettet)

Jeg er ikke helt sikker på, hvad jeg ved hvad størrelserne af de variable, som skal ganges sammen er.


Brugbart svar (0)

Svar #16
06. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#14

Man skal gange hastigheden med tiden 431 millioner år, ikke med afstanden 431 millioner lysår.

Δs = v·Δt

Når man ganger to fysiske størrelser med hinanden, skal man så sørge for, at enhederne er konsistente.


Svar #17
06. januar 2014 af mimok (Slettet)

Når, så dvs. jeg skal omregne radialhastigheden, 9,06*106m/s om til m/år, også anvende formlen Δs = v·Δt?


Brugbart svar (0)

Svar #18
06. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#17

Ja, eller man kan omregne tiden 431 millioner år til sek.


Svar #19
06. januar 2014 af mimok (Slettet)

Mange tak for hjælpen!


Skriv et svar til: Kosmologi

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.