Est-il possible de regarder deux fois l’événement de la supernova de la même étoile éloignée?

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Est-il possible de regarder deux fois l’événement de la supernova de la même étoile éloignée?


Les effets de dilatation temporelle généralement relativistes nécessitent que quelque chose se déplace près de la vitesse de la lumière. Mais l’exigence de vitesse élevée peut être remplacée par une exigence de distance élevée. En vous éloignant d’un endroit éloigné, vous pourrez observer des événements éloignés plus anciens que lorsque vous voyagez vers un endroit éloigné.

Ce que je pense que cela signifie, c’est que si vous observez une supernova qui est juste à la bonne distance pendant que la Terre s’éloigne de l’événement pendant son orbite, puis attendez six mois lorsque la Terre se déplace dans la direction opposée, vous balayez une autre tranche d’espace de l’espace-temps qui contient également l’événement supernova. Vous devriez pouvoir ajuster la distance pour laquelle cela fonctionne en attendant différentes différences de vitesse pendant l’orbite ou en envoyant un satellite pour avoir plus de contrôle sur les différences de vitesse et les temps d’attente.

Avons-nous des preuves photographiées de la même supernova explosant deux fois en utilisant soigneusement les effets de dilatation temporelle de petites différences de vitesse sur de grandes distances?

Réponses


 Vectornaut

Ce que je pense que cela signifie, c’est que si vous observez une supernova qui est juste à la bonne distance pendant que la Terre s’éloigne de l’événement pendant son orbite, puis attendez six mois lorsque la Terre se déplace dans la direction opposée, vous balayez une autre tranche d’espace de l’espace-temps qui contient également l’événement supernova.

C’est une excellente façon de penser, et si vous la retournez, vous verrez la réponse à votre question.

Pour plus de commodité, imaginons que la supernova se produit à un point unique dans l’espace-temps. La lumière de la supernova se propage le long du cône de lumière avant de ce point.

Pendant ce temps, à quelques milliers d’années-lumière, le soleil et la terre s’élancent dans l’espace et le temps. Puisqu’ils sont tous deux des objets massifs, leurs lignes du monde sont des courbes en temps réel. La ligne mondiale de la Terre tourne autour du soleil, comme illustré ci-dessous.

Les gens sur terre verront la supernova au point dans l’espace-temps où la terre passe à travers le cône de lumière avant de la supernova. Maintenant, voici un fait géométrique important: dans un espace-temps plat, aucune courbe semblable au temps ne peut traverser un cône de lumière avant donné plus d’une fois. Peu importe à quel point la ligne du monde est étrange et sinueuse, elle ne peut pas traverser le cône de lumière avant de la supernova deux fois, de sorte que les gens sur terre n’ont qu’une seule chance de regarder les feux d’artifice.

Diagramme d'espace-temps d'une supernova vue de notre système solaire

Comme QuadmasterXLII et Cort Ammon l’ont souligné, la situation est différente dans l’espace-temps incurvé. Lorsque l’espace-temps est déformé, il est possible qu’une courbe semblable au temps traverse plusieurs fois un cône de lumière avant donné.

Les «échos lumineux» mentionnés par Kyle Kanos peuvent se produire même dans un espace-temps plat: ils se produisent lorsque la lumière de la supernova frappe un objet réfléchissant, comme un nuage de poussière. La lumière qui frappe le nuage de poussière se disperse dans toutes les directions, formant un deuxième cône lumineux. Maintenant, les gens sur terre peuvent voir la lumière de la supernova deux fois: une fois lorsque la terre passe à travers le cône de lumière avant de la supernova, et une fois quand elle passe à travers le cône de lumière avant de l’événement de diffusion.

WetSavannaAnimal aka Rod Vance

C’est ton propre dessin? J’aime cela! Cela me rappelle un peu la série télévisée Batman des années 1960.

Vectornaut

@WetSavannaAnimalakaRodVance Oui, je l’ai fait dans Inkscape; tout ce qui semble dessiné à la main a été fait sur une tablette de dessin. Je suis content que vous l’aimez! Je garderai à l’esprit l’animation télévisée des années 1960 comme carrière de sauvegarde.


 Cort Ammon

Vous ne pouvez pas vraiment regarder en arrière dans le temps, sauf si vous pouvez dépasser un photon. Si vous y réfléchissez, l’événement observé est marqué par une libération de photons formant une forme sphérique. Une fois à l’intérieur de la sphère, vous pouvez observer l’événement. Cependant, une fois à l’intérieur, le seul moyen de sortir est d’aller plus vite que le front d’onde des photons. À moins que vous ne puissiez sortir, vous ne pourrez plus l’observer.

Cependant, nous pouvons faire mieux que cela. Nous pouvons voir une supernova sous plusieurs angles à la fois, en utilisant des lentilles gravitationnelles!

http://newscenter.berkeley.edu/2015/03/05/distant-supernova-split-four-ways-by-gravitational-lens/

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J’ai alors mal compris. Peut-être que seul le mouvement relatif de l’événement observé importe lorsque vous recevez les informations d’événements distants?

Cort Ammon

Il est très important de déterminer le moment où les événements se produisent et la simultanéité. Cependant, ce sont des sujets qui discutent de deux parties observatrices différentes. Dans ce cas, vous avez une partie observatrice, cherchant à courir autour de l’univers, donc elle ne voit que les événements se dérouler dans un seul ordre.

Emil Jeřábek

Mais comme mentionné dans l’article, la lentille gravitationnelle permet également de visualiser une supernova sous plusieurs angles à différents moments (dans ce cas, avec des intervalles de l’ordre de plusieurs décennies), ce qui contredit votre premier paragraphe. En d’autres termes, le front d’onde peut sembler beaucoup plus compliqué que «sphérique».

Henning Makholm

Cela soulève la question intéressante de la forme de la coquille de photons après avoir traversé la lentille gravitationnelle. Apparemment, il est « plié » de sorte qu’il passe à travers nous plusieurs fois. Mais reste-t-il connecté après le pliage? Certaines de nos observations sont-elles dues au fait qu’une partie « inversée » de la coquille de photons passe devant nous, nous nous retrouvons donc « à l’extérieur » de la coquille déformée, topologiquement parlant? Et en quoi est-ce cohérent avec le fait de voir un nombre pair d’images?

Hagen von Eitzen

@HenningMakholm Eh bien, s’il y a deux (ou plus) géodésiques de l’événement nova pour nous, pourquoi devraient-elles être de longueur égale en premier lieu? De plus, même si j’observe sous deux angles simultanément, la notion de simultanéité n’a aucun sens relativiste loin de ma position personnelle où les deux rayons passent par des points différents dans l’espace …


 Kyle Kanos

Vous n’allez pas voir l’explosion deux fois, c’est à peu près contre les règles de SR et les cadres de référence. Cependant, avec beaucoup de fortune, nous pouvons réellement voir la lumière du reste une seconde fois (peut-être plus). Sorta

Il y a des choses appelées échos lumineux , qui sont des analogues des échos acoustiques courants que nous connaissons tous. Lorsque cela se produit, ce que nous observons est la lumière telle qu’elle était (sans effets d’absorption) lorsque l’étoile a explosé. Et il est entièrement basé sur la géométrie des choses proches de la supernova et de notre planète.

Supposons que la goutte jaune dans l’image ci-dessous (à partir de la page Wiki liée) soit la supernova.

entrez la description de l'image ici

Nous voyons généralement la lumière étiquetée A. Cependant, s’il y a un nuage de poussière vers le côté droit (à l’un ou l’autre des virages des chemins B et C), alors la lumière prendra le long chemin et nous arrivera beaucoup plus tard.

Ce que nous voyons est plutôt beau:
entrez la description de l'image ici
(Écho lumineux de SN1987A , source )

Les anneaux concentriques sont des signes révélateurs de l’écho lumineux. La courbe de lumière des échos peut nous en dire un peu plus sur le type résiduel (par exemple, Type I ou Type II et toutes les sous-classes) et certaines caractéristiques de l’environnement poussiéreux (en raison des absorptions).

tpg2114

Les canards peuvent-ils faire un écho léger?

iamnotmaynard

@ tpg2114 Seulement s’ils flottent dans un nuage de poussière quand ils vont en supernova. MythBusters n’a pas pu recréer cette partie du mythe, si je me souviens bien.

Courses de légèreté en orbite

Telle est clairement la réponse. De la source que vous liez: « Un bonus est que, étant donné la nature particulière des lentilles gravitationnelles, les astronomes peuvent se connecter pour une rediffusion de supernova dans les cinq prochaines années. En effet, la lumière peut emprunter divers chemins autour et à travers une lentille gravitationnelle, arrivant sur Terre à différents moments. La modélisation informatique de cet amas de lentilles montre que les chercheurs ont raté des occasions de voir l’étoile qui explose il y a 50 ans et encore 20 ans, mais les images de l’explosion se répéteront probablement dans quelques années. « 


 QuadmasterXLII

Une supernova a été observée 4 fois, en 20 ans! Cela n’a pas impliqué l’orbite de la Terre. Au lieu de cela, la lumière de la supernova a emprunté 4 itinéraires différents de sa source à la Terre, les itinéraires se pliant en raison de la gravité des amas de galaxies entre la supernova et la Terre. Comme la longueur de ces chemins variait jusqu’à 20 années-lumière, la lumière parcourant certains chemins a mis jusqu’à 20 ans de plus pour nous atteindre.

http://www.nytimes.com/2015/03/06/science/astronomers-observe-supernova-and-find-theyre-watching-reruns.html?_r=0

Kyle Kanos

C’est à peu près la même réponse exacte que Cort a écrite 11 heures avant celle-ci.

QuadmasterXLII

Vous avez raison, j’ai mal lu sa réponse la première fois.


 TheEnvironmentalist

En termes très simples, afin de visualiser un événement deux fois, les deux fois en temps réel absolu (en ignorant le temps nécessaire à la lumière pour vous atteindre, directement à partir de l’événement), vous devrez dépasser les photons, ce qui implique une vitesse supérieure à la lumière Voyage.

Maintenant, si vous êtes prêt à accepter moins que le temps réel, c’est absolument possible, bien que cela devienne de moins en moins pratique à mesure que vous ajoutez plus de retard à essayer de séparer les deux visionnements dans le temps. Par exemple, vous pourriez:

  • Utilisez un miroir géant: si vous vous trouviez à 7,5 kilomètres de l’événement, armé d’un télescope spatial et que vous positionniez un grand miroir à 17987540 km de distance, vous verriez l’événement à l’œil nu environ 25 microsecondes (25,0173071 microsecondes) après qu’il se soit produit. , et votre télescope le verrait se refléter à travers le miroir environ 2 minutes après son apparition (119.999975s).

  • Ralentir la lumière: à mesure que la lumière traverse un matériau à indice de réfraction élevé (techniquement tout matériau, étant donné un indice de réfraction supérieur à 1), elle est ralentie. Si vous avez distribué un matériau avec un indice de réfraction suffisamment élevé entre vous et l’événement, mais uniquement d’un côté (faites votre choix, il n’y a pas de droite ou de gauche dans l’espace), vous pouvez voir l’événement en regardant d’abord autour du matériau, puis à nouveau regardant à travers. En fait, le physicien de Harvard, Lene Hau, a utilisé cette méthode en 1999 pour rouler à côté de la lumière et la battre jusqu’à sa destination . Malheureusement, sa méthode serait très difficile à utiliser dans l’espace, où des températures fluctuantes et de grandes distances empêcheraient l’utilisation de tout matériau terrestre conventionnel.

  • Stocker l’image: la prochaine solution possible, et la plus pratique, consiste simplement à stocker l’événement sur la caméra. Il existe également un certain nombre de processus chimiques qui reproduisent de manière similaire des images , bien qu’en règle générale un appareil photo numérique (ou un télescope spatial) produise une bien meilleure image.

En bref, il existe de bonnes raisons pour lesquelles les scientifiques utilisent des caméras (souvent des télescopes spatiaux).


 Christopher McGowan

Similaire, mais peut-être plus répétable à la demande que la réponse de Quadmaster:

Après avoir vu la supernova, il suffit de regarder un trou noir quelque part « sur le côté » (pas le long de la ligne entre la supernova et vous) et de compenser la distorsion.

Un trou noir, comme une lentille, plie la lumière se déplaçant suffisamment près pour être affectée par sa gravité (dans notre cas, nous voulons qu’elle se plie et passe sans rencontrer l’horizon des événements). L’hypoténuse d’un triangle n’est jamais aussi longue que la somme des deux autres côtés, alors pensez aux photons de la vue d’origine voyageant le long de l’hypoténuse, et le trou noir comme étant l’angle droit (bien qu’il ne doive pas nécessairement un angle droit).

Le trou noir vous permet de visualiser les photons de la supernova qui ont été émis en même temps que votre observation d’origine … et ceux-ci ont parcouru une distance beaucoup plus grande, donc ils arriveront plus tard pour votre commodité.

 

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wiki France

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