الفلك

هل تبدو الأجسام أكبر كلما ابتعدت عن z = 1؟

هل تبدو الأجسام أكبر كلما ابتعدت عن z = 1؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

عثرت على هذا النص الذي يوضح ويقول:

نجد أنه عندما يتحرك الكائن إلى انزياحات حمراء أعلى ، يتناقص حجمه الزاوي أولاً (كما هو متوقع بسذاجة) ولكنه سرعان ما يبدأ في الزيادة بعد المرور من خلال قيمة دنيا.

هل هذا صحيح بالنسبة للنموذج القياسي السائد؟ ماذا سيكون تفسير اللغة الإنجليزية؟


نعم هذا صحيح بالنسبة للنموذج القياسي. أعتقد أن تفسير اللغة الإنجليزية هو أن الحجم الزاوي للمجرة لا يعتمد على المسافة الحالية لنا ، ولكن بعدها عندما انبعث الضوء الذي نراه حاليًا منها (هنا باستخدام "المسافة" مرادفة لـ "المسافة المناسبة" ). على الرغم من أنني أعتقد أيضًا أن هناك عوامل أخرى معقدة مثل الهندسة المكانية للكون.

انظر إلى الرسم التخطيطي الأول في الشكل 1 في هذه الورقة ، ولاحظ كيف يزداد حجم مخروط الضوء السابق من حيث المسافة المناسبة أولاً عندما نعود بالزمن إلى الوراء ، قبل الوصول إلى الحد الأقصى والتناقص إلى الصفر عند t = 0.


إليك رسم قد يساعد في الفهم (تم تعديله لمراعاة حقيقة أن الكون يتوسع ليس فقط على طول خط البصر ، ولكن أيضًا في الكل الاتجاهات - بفضلEd Shaya):

  1. في الماضي البعيد ، عند $ t = t_1 $ ، كنت (أو أسلافك ، أو بذرة درب التبانة) قريبًا من المجرة الأخرى ، وانبثقت الفوتونات من الحواف في الاتجاه الموضح (بالإضافة إلى جميع الاتجاهات الأخرى) . إذا لم يتمدد الكون ، فإن مسارات الفوتونين ستتقاطع عند النقطة $ p_1 $ ، بزاوية $ theta_1 $.
  2. في وقت لاحق ، $ t = t_2 $ ، بينما يتوسع الكون ، تتحرك تلك الفوتونات في اتجاهك ، لكنها لم تلاحقك بعد. في الوقت نفسه ، أدى التمدد إلى سحب الفوتونات بعيدًا عن بعضها البعض ، بحيث تكون النقطة الممتدة خطيًا لتقاطع $ p_2 $ أبعد ، وزاوية تقاطعها هي $ theta_2> theta_1 $.
  3. في الوقت الحالي ، $ t = t_3 $ ، تتلقى الفوتونات عند النقطة $ p_3 $. المجرة الآن بعيدة جدًا (وقد تطورت بشكل كبير) ، لكن الزاوية التي تقيسها بين الفوتونات لا علاقة لها بالحجم الحالي للمجرة. بدلاً من ذلك ، يتم الحصول عليها من خلال حجمها الزاوي الأصلي ، بالإضافة إلى زاوية تمدد أخرى $ theta_3 $ ، بحيث تمتد الآن إلى قطر زاوي كبير (ويبدو كما هو الحال عند $ t = t_1 $).


هذه فكرة مثيرة للاهتمام ، لكن التحول إلى اللون الأحمر كان نظرية يمكن الإجابة عليها بافتراض سرعات قريبة من الضوء. إن الاعتقاد في هذه الفكرة غير المثبتة يستدعي حجة "إذا كانت قادمة نحونا ، فسنكون قد رأيناها بالفعل"


لماذا تبدو الأشياء الأبعد أصغر؟

تبدو الأشياء & تبدو أصغر من بعيد بسبب ما قاله لوجيك ، إنه انحناء العين. إذا كانت عيناك مسطحتين ، فسترى شيئًا ما بحجم 100 قدمًا كما لو كنت أمامك مباشرة ، وهذا لن يعمل بشكل جيد.

انظر إلى صورتي المرفقة. وأنا أعتذر عن مهاراتي الضعيفة في الرسم.
على أي حال ، سترى أن العين المنحنية أو العدسة تخلق زاوية وترى كل شيء بداخلها ، لكننا نرى في 2D لأنه إذا نظرت إلى الصورة العلوية وتتبعت الخطوط للخلف ، سترى أن كل شيء يناسب نفس المنطقة على العين. لذلك ، تبدو الأشياء البعيدة أصغر مما لو كنت ستقربها لأنها ستشغل مساحة أكبر في & quot مجال رؤيتك & quot.
إذا كانت أعيننا مسطحة تشبه الصورة السفلية (وكان لديك عين واحدة فقط) ، فستكون لديك إدراكًا للعمق الصفري حرفيًا ، ولا يمكنك حتى معرفة ما إذا كان هناك شيء يقترب أو بعيدًا. سيبدو كل شيء مكبّرًا قريبًا جدًا.


السبب الذي يجعلك ترى كل النجوم كـ "نقاط" هو أن عينك لها دقة محدودة فقط (حدقة أصغر بكثير من حدقة بينو الرخيصة). لا توجد طريقة يمكن من خلالها لعينك أن تميز أي جانب من نجم بعيد يأتي منه الضوء حتى ترى مجرد نقطة صغيرة من الضوء.
أنت تستطيع رؤية العديد من الكواكب كأقراص فعلية لأنها تقابل زاوية كبيرة بما يكفي - حتى كوكب الزهرة يشبه "القمر الصغير" لأنه جسم كبير بما يكفي.

أي نظام بصري (تلسكوب) له دقة محدودة وحتى أقرب النجوم لا تزال مسجلة كنقاط ، afaik. مزايا فتحة العدسة الأكبر ذات شقين - أولاً ، يكون تجمع الضوء أكبر بكثير بحيث يمكنك رؤية الأشياء الخافتة ، وثانيًا ، كلما كانت الفتحة أكبر ، كان من الأفضل لك حل ما يبدو للعين على أنه نقطة / نقطة ساطعة إلى قسمين أو المزيد من الأشياء. بسبب دقة عينك ، قد يبدو النجم الأكثر إشراقًا أكبر ، لأن المزيد من مستقبلاتك تحصل على ما يكفي من الضوء لتسجيل وجود شيء ما.
PSoneamp تحتاج إلى التمييز بين التفكير في الضوء المنتشر من مصدر (على مخروط أو فوق كرة) ومخروط الضوء الذي تقبله عينك. تعترض عينك فقط نسبة ضئيلة من الضوء الناتج من النجم (نعم - هذا واضح) ويشغل النجم نسبة صغيرة فقط من مجال الرؤية الكلي (هذا واضح أيضًا - ولكن يبدو أن بعض سؤالك يخلط بين الاثنين ).


لماذا تبدو النجوم متلألئة؟

إذا نظرت إلى النجوم ليلاً ، فقد تعتقد أن النجوم تومض أو تومض أو تغمز أو تومض. قد تسأل نفسك ، & # 8220 لماذا تبدو النجوم متلألئة؟ & # 8221 بينما قد تعتقد أن النجوم تتلألأ ، فإنها تتألق بثبات. يبدو أنها تومض فقط بسبب التفاعل بين عينيك وضوء النجوم والغلاف الجوي للأرض.

يتكون الغلاف الجوي للأرض من مستويات مختلفة من درجات الحرارة والكثافة. بالإضافة إلى الاختلافات في درجة الحرارة والكثافة ، هناك الكثير من الرياح في الغلاف الجوي. عندما يدخل ضوء النجم # 8217s إلى الغلاف الجوي للأرض ، يجب أن يمر عبر هذه الطبقات من الاختلافات في درجات الحرارة ، والاختلافات في الكثافة ، والرياح. يمكن أن يسمى تحريك الهواء في الغلاف الجوي بالاضطراب.

يجب أن يدخل ضوء النجم إلى غلافنا الجوي ، لكن ضوء النجم لا يتحرك بالضرورة في خط مستقيم عبر الغلاف الجوي. بدلاً من ذلك ، ينكسر ضوء النجم أو ينتشر في اتجاهات مختلفة في الغلاف الجوي. ينحني ضوء النجوم أثناء تحركه نحو الأرض. عندما يتشتت الضوء أو ينتشر ، يتغير سطوع النجم ، مما يجعلنا نرى النجم & # 8220 وميض. & # 8221

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يصل إلينا ضوء النجوم المنحني ، يتلألأ النجم أيضًا. يتسبب التأثيران للغلاف الجوي على الضوء في رؤية وميض. ومع ذلك ، يجب أن تتذكر أن النجم نفسه لا يتلألأ. إن انحناء الضوء وانتشاره يجعلك تعتقد أنه يتلألأ.

إذا كان الجو في ليلة معينة أكثر رياحًا أو كانت درجات الحرارة شديدة ، فقد تبدو النجوم متلألئة أكثر من الليالي الأكثر اعتدالًا وهدوءًا.

تتلألأ النجوم أكثر من الكواكب ، حيث لا يبدو أن الكواكب تتلألأ في العادة. تبدو النجوم أصغر بكثير في سمائنا لأنها بعيدة عن الأرض. الكواكب أكبر بكثير وأقرب إلى الأرض في الموقع ، لذلك هناك المزيد من الضوء الذي يمر عبر غلافنا الجوي. حجم الكوكب والضوء المنبعث منه يقلل من كمية الضوء الذي يزعجه الغلاف الجوي للأرض.

إذا كنت ستسافر خارج الغلاف الجوي للأرض ، أو إذا كنت ستحل محل رائد فضاء ليوم واحد ، فسترى أن النجوم تتألق بثبات. لا يوجد اضطراب جوي في الفضاء ، لذلك لا تبدو النجوم متلألئة عند ملاحظتها خارج الغلاف الجوي للأرض.

تلتقط التلسكوبات التي نرسلها إلى الفضاء صورًا أفضل للنجوم من التلسكوبات الموجودة على الأرض لأن التلسكوبات الموجودة في الفضاء لا يتعين عليها التقاط صور عبر غلافنا الجوي المزعج. بالنسبة للتلسكوبات على الأرض ، يستخدم العلماء الليزر والمرايا للتكيف مع وميض النجم ، مما يخلق صورة أوضح للنجوم البعيدة.

تبدو النجوم متلألئة لنا على الأرض لأن الغلاف الجوي لكوكبنا يحتوي على الرياح واختلافات في درجات الحرارة وتنوع في الكثافة. عندما يمر الضوء القادم من نجم بعيد عبر جونا الفوضوي ، ينتشر الضوء وينحني. انحناء وانتشار ضوء النجوم عندما يصل إلى أعيننا يجعلنا نرى النجوم المتلألئة.


الإجابات والردود

أود التخلص من سوء الفهم التالي.
لنفترض أننا نبحث عن باعث منتشر مسطح مثالي عمودي على خط الرؤية (مثل الجدار). إذا كنا نواجه هذا الجدار دائمًا ولكننا نبتعد عنه ببطء ، فمن المفترض أن ينخفض ​​التدفق الإشعاعي الذي نتلقاها من قطعة صغيرة من هذا السطح وفقًا للمسافة المربعة. في الواقع ، ستنخفض الزاوية الصلبة الممتدة بواسطة هذا التصحيح الصغير وفقًا لـ 1 / r 2.
ومع ذلك ، سيظهر الكائن بنفس السطوع بدلاً من أن يتلاشى تدريجياً إلى اللون الأسود ، ويصبح غير مرئي. لماذا ا؟

لأن عدد الفوتونات في مساحة المقطع العرضي للصورة لم يتغير.

تخيل كاميرا CCD تلتقط فوتونات.
عندما غطى الكائن مساحة 5 × 5 من البكسل ، كان يتلقى 25 & quot؛ فوتون & quot من الضوء (واحد لكل بكسل) على مدى وحدة زمنية عشوائية.
الخطوة 5x أبعد من ذلك والكائن الآن يغطي 1 بكسل فقط وهو الآن يتلقى 1 & quotphoton & quot من الضوء خلال نفس الوقت.
نفس القدر من الضوء لكل وحدة مساحة ، نفس السطوع.

مرحبا ديف،
شكرا لإجابتك. أعتقد أنني أفهم مثالك بشكل حدسي نوعًا ما ، لكن لا يزال لدي العديد من المشكلات في ترجمته إلى صيغ.

لنفكر في نفس السيناريو الذي وصفته من قبل ، ولكن الآن بدلاً من الجدار ، فكر في قطعة صغيرة (متناهية الصغر) دي اس من نفس الجدار الذي لا يزال يتصرف كباعث لامبرت ، ونحن ندعو إل الإشعاع المنبعث لاتجاه عشوائي.
افترض أيضًا أن مستشعر CCD الخاص بنا مصنوع من وحدات متناهية الصغر & quot؛ وحدات البكسل & quot د.

إذا قمنا بحساب الإشعاع المستلم بواسطة & quotpixel & quot د وضعها مباشرة أمام دي اس نحن لدينا:
[tex] dE_a = int_ < Omega> L cdot cos ( theta) d omega [/ tex]

حيث [itex] Omega [/ itex] هو نصف كرة الاتجاهات التي تنشأ منها د، و [itex] d omega [/ itex] هي الزاوية الصلبة متناهية الصغر في بعض اتجاه نصف الكرة الأرضية.
ستكون الكمية في التكامل صفر لجميع الاتجاهات ، باستثناء الذي يعترض دي اس، اذا لدينا:

[tex] dE_a = L cdot dS_ = L فارك[/ tex]

مما يشير مرة أخرى إلى أن الإشعاع (ir) عند البكسل يجب أن يقل مع المسافة المربعة ، ويميل إلى الصفر عند الابتعاد عن المصدر.

من الواضح أنه يجب أن يكون هناك خطأ في هذا المنطق ، لكن في الوقت الحالي لا يمكنني اكتشافه.

*** تعديل: ***
ربما كان من المفترض أن يتم التعامل مع الإشعاع الخارج L على أنه دالة L (r) للمسافة ، وليس ثابتًا. في الأساس إذا إل0 كان الإشراق الذي تلقاه د في & quotstarting position & quot ، فإن زيادة المسافة ستؤدي إلى [itex] L (r) = L_0 cdot r ^ 2 [/ itex] ، مما يلغي الآخر [itex] r ^ 2 [/ itex] في المعادلة أعلاه ، مما يؤدي إلى [itex] dE = L_0 dS [/ itex]
هل هذا صحيح؟

أود التخلص من سوء الفهم التالي.
لنفترض أننا نبحث عن باعث منتشر مسطح مثالي عمودي على خط الرؤية (مثل الجدار). إذا كنا نواجه هذا الجدار دائمًا ولكننا نبتعد عنه ببطء ، فمن المفترض أن ينخفض ​​التدفق الإشعاعي الذي نتلقاها من قطعة صغيرة من هذا السطح وفقًا للمسافة المربعة. في الواقع ، ستنخفض الزاوية الصلبة الممتدة بواسطة هذا التصحيح الصغير وفقًا لـ 1 / r 2.
ومع ذلك ، سيظهر الكائن بنفس السطوع بدلاً من أن يتلاشى تدريجياً إلى اللون الأسود ، ويصبح غير مرئي. لماذا ا؟

سؤال + إجابات مثيرة للاهتمام للغاية ، لم أفكر مطلقًا في هذه المشكلة!

وبالتالي ، إذا فهمتها بشكل صحيح ، يجب أن تكون شدة الكائن البعيد هي نفسها طالما أنها تغطي أكثر من بكسل واحد (أو العين أو الكاميرا) ، ولكن يجب تقليلها إذا كان يغطي أقل من بكسل واحد. هذا من شأنه أن يفسر سبب امتلاك جسم كبير بعيد (تقريبًا) نفس الشدة ولكن مصدر نقطة مثل نجم له شدة أقل من أي وقت مضى على مسافة أكبر.

شكرا! شرحك ساعد كثيرا.
في الواقع عندما طرحت هذا السؤال كنت أفكر أيضًا في سبب رؤيتنا للنجوم البعيدة جدًا عنا. على الرغم من أن التفسير من حيث التدفق في كل مرة لكل ستيراديان منطقي تمامًا ، ما زلت أجد هذه الظاهرة غريبة ومثيرة للاهتمام. من السهل قبولها ، لكن من الصعب تصورها.

كان رد الفعل الأول عندما واجهت هذه المشكلة هو التفكير في أنه إذا تلقينا تدفقًا أقل ، وطاقة أقل ، فيجب أن ندرك أيضًا سطوعًا أقل. لا أعرف حتى الآن كيف تمكنت أعيننا من تتبع التدفق لكل ستيراديان.

1) يبدو لي كل هذا صحيحًا أيضًا إذا أسقطنا الافتراض بأن السطح لامبرتي. يجب أن يكون صحيحًا أيضًا إذا نظرنا مباشرة إلى & quot ؛ مؤشر الاقتباس & quot ، هل أنا على حق؟

2) إذا كان لديك الوقت ، فهل يمكنك تأكيد صحة التفكير الرياضي الذي قدمته؟

r ^ 2 ، وهذا يلغي عامل 1 / r ^ 2 للكثافة ، لذلك يبقى سطوع السطح ثابتًا. حاول النظر إلى الشكل 2 في موقع الويب هذا:

إذا التقطت صورة للقمر وأردت أن تعرضه بشكل صحيح ، فعليك أن تعطيه نفس التعريض مثل كائن على الأرض في "ضوء الشمس الساطع" - لجميع الأسباب المذكورة أعلاه ، فإن إجمالي الضوء المستلم لا يسقط مثل مربع المسافة.
هناك مسافة يظهر بعدها الكائن اللامع كمصدر نقطي (لا يمكنك تحديد شكله). كلما ابتعدت عن هذا ، فإن قانون التربيع العكسي هو كل ما يمكن أن يعمل بحيث يبدو أكثر خفوتًا وخفوتًا. لا علاقة لـ "حجم" النجم بقطره - فقط ناتج الطاقة الإجمالي المنتشر على كرة معنا على السطح.

من المثير للاهتمام رصد الكواكب (المرئية بسهولة). تبدو "مختلفة" بطريقة ما وهذا لأنها تقابل زاوية قابلة للحل. تبدو مثل الأقمار المرئية بدلاً من النجوم لأن هناك مجموعة كبيرة من زوايا الضوء التي تصل إلى عينك. (هم لا "وميض" أيضا). يمكن أن تكون "اللانهاية" البصرية بعيدة جدًا.

أهلا مرة أخرى،
شكرا لكم جميعا على مساعدتكم وتفسيراتكم.

phyzguy: يبدو لي أن المثال الخاص بك ، وكذلك المثال الأول من مستشعر CCD الذي قدمه Dave يعمل بشكل أساسي ، لأنه إذا & quot ؛ & quot ؛ & quot ؛ & quot ؛ & quot ؛ & quot؛ مصدر معين للضوء من dA من خلال ثابت زاوية صلبة، تحصل على تأثير أنه من خلال الابتعاد عن الكائن ، يتناقص التدفق الإشعاعي ، ولكن في نفس الوقت ، ستعترض الزاوية الصلبة التي من خلالها & quot ؛ نرى & quot مساحة أكبر من الكائن ، وهذان العاملان يلغيان تأثير بعضهما البعض.

ما يسبب لي المتاعب هو التالي. إذا واصلنا السير بعيدًا عن الجسم ، فسنصل إلى نقطة تعترض فيها الزاوية الصلبة كل السطح المرئي للكائن. بعد هذه النقطة ، سيقل التدفق مع المسافة ، ولكن المنطقة المرئية للكائن لن تزيد بعد الآن ، لذلك يجب أن يتلاشى الكائن تدريجيًا. هل انا على حق؟

على سبيل المثال ، أعطى ديف مثالًا معقولًا باستخدام مستشعر CCD ، لكنه توقف عند النقطة التي يكون فيها الكائن بأكمله بالضبط تم اعتراضه بواسطة بكسل واحد. أعتقد أنه إذا واصلنا الابتعاد عن هذا الكائن ، فإن ما يسجله مستشعر الكاميرا هو بكسل واحد ولكن بكثافة متناقصة. هل هذا صحيح؟

أخيرًا ، يبدو لي أن السطوع ، وسطوع السطح ، والحجم هي مصطلحات غير قياسية في قياس الإشعاع. كما يتم استخدام اللمعان بطريقة غريبة. هل سيكون من المبالغة طلب ترجمة هذه المصطلحات في المصطلحات التالية المقابلة: طاقة مشعة ، تدفق مشع ، خروج مشع ، كثافة مشعة ، إشعاع ، إشعاع?


الإجابات والردود

إذا كان الانفجار العظيم صحيحًا ، فقبل 14.7 مليار سنة كان الكون بحجم حبة البازلاء. نحن نرى الأشياء الأبعد كما كانت قبل 14 مليار سنة. ألا يجب أن تبدو الأشياء الأبعد أقرب لبعضها من الأشياء القريبة منا؟ ألا يجب أن يكون الكون أكثر كثافة كلما نظرت في الزمن إلى الوراء؟

افترض جالاكسي ايه تبعد 14 مليار سنة ضوئية عن شرقنا و جالاكسي بي تبعد 14 مليار سنة ضوئية إلى الغرب. قبل 14 مليار سنة كانا قريبين جدًا من بعضهما البعض. نحن نراهم الآن كما كانوا قبل 14 مليار سنة ، ومع ذلك يبدو أنهم يفصلون 28 مليار سنة ضوئية.

آه . أنت تسيء الفهم (لكنني أعتقد أنك تعرف ذلك). يبلغ نصف قطر OBSERVABLE حوالي 47 سنة ضوئية ، وهي المسافة إلى CMB (انظر لأعلى & quotsurface لآخر تشتت & quot). تحتاج أيضًا إلى دراسة توسع الكون.


تحرير: أيضًا ، لا تأخذ فيزياء التلفاز على محمل الجد. لقد حصلوا على الكثير بشكل صحيح ، لكنهم أخطأوا بعض الشيء ، وبعضها خاطئ بشكل لا يصدق ، ولن تعرف أبدًا ما هو المصدر الأساسي للتعلم.

آه . أنت تسيء الفهم (لكنني أعتقد أنك تعرف ذلك). يبلغ نصف قطر OBSERVABLE حوالي 47 سنة ضوئية ، وهي المسافة إلى CMB (انظر لأعلى & quotsurface لآخر تشتت & quot). تحتاج أيضًا إلى دراسة توسع الكون.


تحرير: أيضًا ، لا تأخذ فيزياء التلفاز على محمل الجد. لقد حصلوا على الكثير بشكل صحيح ، لكنهم أخطأوا بعض الشيء ، وبعضها خاطئ بشكل لا يصدق ، ولن تعرف أبدًا ما هو المصدر الأساسي للتعلم.

بغض النظر عن الأرقام الفعلية ، ألا يجب أن تظهر الأشياء القديمة أقرب لبعضها من الأشياء الأصغر سنًا؟

استنتاجاتي مبنية على افتراضاتي أن الأجسام الموجودة في الفضاء على النطاق الكبير موزعة بالتساوي نسبيًا.

لنفترض أن لديك كائنين A و B يفصل بينهما سنتان ضوئيتان ويبتعدان عن بعضهما البعض في سنة ضوئية واحدة في السنة. إذا كانوا على بعد سنة ضوئية ، فنحن نراهم كما كانوا قبل عام واحد (بفارق سنة ضوئية).

لنفترض الآن أن لديك Object C و Galaxy D على بعد سنتين ضوئيتين. سيظهرون لنا كما كانوا قبل عامين. لنفترض أنهما في الواقع على نفس المسافة بين الجسمين A و B ، ولكن نظرًا لأنهما بعيدان عنا ، سيبدو أنهما أقرب معًا لأننا نراهما كما كانا قبل عامين بينما تظهر الأجسام الأقرب A و B على أنها كانوا قبل عام واحد.

بعبارة أخرى ، اختر مجرتين على طرفي نقيض من الكون منا على حافة الكون المرئي. في مرحلة ما منذ فترة طويلة كانا قريبين جدًا من بعضهما البعض. نحن الآن فقط نتلقى الضوء منهم كما كانوا قبل مليارات السنين.

ربما سأضطر للإجابة على سؤالي الخاص. لم يصلنا الضوء من الوقت الذي كان فيه الكون مضغوطًا جدًا. ربما حتى الكون يتوسع بسرعة أكبر من سرعة الضوء ولن نرى الضوء من تلك السنوات الأولى.

استنتاجاتي مبنية على افتراضاتي أن الأجسام الموجودة في الفضاء على النطاق الكبير موزعة بالتساوي نسبيًا.

لنفترض أن لديك كائنين A و B يفصل بينهما سنتان ضوئيتان ويبتعدان عن بعضهما البعض في سنة ضوئية واحدة في السنة. إذا كانوا على بعد سنة ضوئية ، فنحن نراهم كما كانوا قبل عام واحد (بفارق سنة ضوئية).

لنفترض الآن أن لديك Object C و Galaxy D على بعد سنتين ضوئيتين. سيظهرون لنا كما كانوا قبل عامين. لنفترض أنهما في الواقع على نفس المسافة بين الجسمين A و B ، ولكن نظرًا لأنهما بعيدان عنا ، سيبدو أنهما أقرب معًا لأننا نراهما كما كانا قبل عامين بينما تظهر الأجسام الأقرب A و B على أنها كانوا قبل عام واحد.

بعبارة أخرى ، اختر مجرتين على طرفي نقيض من الكون منا على حافة الكون المرئي. في مرحلة ما منذ فترة طويلة كانا قريبين جدًا من بعضهما البعض. نحن الآن فقط نتلقى الضوء منهم كما كانوا قبل مليارات السنين.

ربما سأضطر للإجابة على سؤالي الخاص. لم يصلنا الضوء من الوقت الذي كان فيه الكون مضغوطًا جدًا. ربما حتى الكون يتوسع بسرعة أكبر من سرعة الضوء ولن نرى الضوء من تلك السنوات الأولى.

إذا سمحت لي ، أعتقد أنني أعرف أين يكمن مصدر سوء فهمك.

تعتقد أن جسمين يفصل بينهما x مسافة عن بعضهما البعض ، ونرى أنهما مفصولان بزاوية α في السماء ، سيزيدان زاوية الفصل المرئية بسبب توسع الفضاء.
في الواقع ، يظلون في نفس النقاط في السماء ، على الرغم من أن الكون يتمدد.

لرؤية هذا ، حاول رسم مثلث بمراقب ومجرتين عند الرؤوس A و B و C على التوالي.

الزاوية عند الرأس A هي المسافة الزاوية بين المجرات B و ampC التي نلاحظها في السماء.

بسبب توسع الكون ، يتم ضرب كل من المسافات (AB ، AC & amp BC) بنفس العامل.
لنفترض أن العامل هو 2 (أو

1000 لمطابقة الفرق الفعلي بين عمر آخر نثر والآن). كل جانب من أضلاع المثلث أكبر بمقدار 2 (أو 1000) مرة ، لكن الزاوية عند الرأس A (وجميع الزوايا المتبقية أيضًا) تظل كما هي.

يتمدد المثلث في جميع الاتجاهات ، مما ينتج عنه مثلث نسبي (بنفس الزوايا) للمثلث الذي لاحظناه لأول مرة. تبتعد المجرات عن بعضها البعض ، لكنها تبتعد عنا أيضًا ، وبنفس المعدل.

لذلك لا تتحرك المجرات في سماء الليل عبر السماء بسبب تمدد الكون. نراهم كما كانوا قبل X سنوات ، لكن كل منهم بقي في نفس المكان على السماء كما كان دائمًا (باستثناء الحركة المناسبة ، لا علاقة له بتوسعات الكون على هذا النحو).

شكرا لكم جميعا على الردود الخاصة بك.

إذا سمحت لي ، أعتقد أنني أعرف أين يكمن مصدر سوء فهمك.

تعتقد أن كائنين يفصل بينهما x مسافة عن كل منهما ، ورأينا أنهما مفصولان بزاوية α في السماء ، سيزيدان زاوية الانفصال المرئية بسبب توسع الفضاء.
في الواقع ، يظلون في نفس النقاط في السماء ، على الرغم من أن الكون يتمدد.

لرؤية هذا ، حاول رسم مثلث بمراقب ومجرتين عند الرؤوس A و B و C على التوالي.

الزاوية عند الرأس A هي المسافة الزاوية بين المجرات B و ampC التي نلاحظها في السماء.

بسبب توسع الكون ، يتم ضرب كل من المسافات (AB ، AC & amp BC) بنفس العامل.
لنفترض أن العامل هو 2 (أو

1000 لمطابقة الفرق الفعلي بين عمر آخر نثر والآن). كل جانب من أضلاع المثلث أكبر بمقدار 2 (أو 1000) مرة ، لكن الزاوية عند الرأس A (وجميع الزوايا المتبقية أيضًا) تظل كما هي.

يتمدد المثلث في جميع الاتجاهات ، مما ينتج عنه مثلث نسبي (بنفس الزوايا) للمثلث الذي لاحظناه لأول مرة. تبتعد المجرات عن بعضها البعض ، لكنها تبتعد عنا أيضًا ، وبنفس المعدل.

لذلك لا تتحرك المجرات في سماء الليل عبر السماء بسبب تمدد الكون. نراهم كما كانوا قبل X سنوات ، لكن كل منهم بقي في نفس المكان على السماء كما كان دائمًا (باستثناء الحركة المناسبة ، لا علاقة له بتوسعات الكون على هذا النحو).

يبدو أن هذا منطقي ، لكن ألم يكن الكون الأقدم أكثر كثافة مما هو عليه اليوم؟ ربما كان علي أن أضع هذا في إطار سؤال حول الكثافة. إذا كان الكون كثيفًا بشكل موحد ، فيجب أن يكون ما يلي صحيحًا:

* ستبدو أجزاء الكون التي تبعد 5 مليارات سنة ضوئية وكأنها تتمتع بكثافة الكون كما كانت قبل 5 مليارات سنة.

* ستبدو أجزاء الكون التي تبعد 10 مليارات سنة ضوئية وكأنها تتمتع بكثافة الكون كما كانت قبل 10 مليارات سنة (أكثر كثافة مما كانت عليه قبل 5 مليارات سنة).

أليس هذا صحيحا من حيث الكثافة؟

شكرا لكم جميعا على الردود الخاصة بك.


يبدو أن هذا منطقي ، لكن ألم يكن الكون الأقدم أكثر كثافة مما هو عليه اليوم؟ ربما كان علي أن أضع هذا في إطار سؤال حول الكثافة. إذا كان الكون كثيفًا بشكل موحد ، فيجب أن يكون ما يلي صحيحًا:

* ستبدو أجزاء الكون التي تبعد 5 مليارات سنة ضوئية وكأنها تتمتع بكثافة الكون كما كانت قبل 5 مليارات سنة.

* ستبدو أجزاء الكون التي تبعد 10 مليارات سنة ضوئية وكأنها تتمتع بكثافة الكون كما كانت قبل 10 مليارات سنة (أكثر كثافة مما كانت عليه قبل 5 مليارات سنة).

أليس هذا صحيحا من حيث الكثافة؟

المرفقات

ملف PDF جيد. أعتقد أن المناطق البرتقالية تمثل كثافة أعلى والمناطق الزرقاء كثافة أقل.

المشكلة التي لدي الآن هي أنه منذ مليارات السنين كان حجم الكون أصغر مما هو عليه اليوم ، لكن الجزء من الكون المسمى Horizon (Big Bang Surface) أكبر من الأجزاء التي لديها زمن عودة أصغر.

ربما تصف مقالة ويكيبيديا هذه المشكلة التي أواجهها ،

ديدوار ،
من الجيد أنك تقرأ أشياء مثل هذه
http://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe
وما نقلته للتو عن اختفاء المجرات في المستقبل مثير جدًا! ولكنها ليست ذات صلة بما تسأل عنه.

أعتقد أنني أفهم لماذا أنت في حيرة. انظر إذا كنت على حق: أنت تعتقد أنه على مسافة كبيرة ، يجب أن يكون للسماء الكثير من النقاط القريبة من بعضها لأن الكون كان أكثر كثافة ، لذلك يجب أن يكون هناك المزيد من المجرات (المزيد من النقاط) لكل بقعة مربعة من السماء.

أعتقد أنك محتار لأنك تتوقع الشيء الخطأ. عندما ننظر إلى الوراء بعيدًا في الزمن ، لا نرى نقاطًا ، لا نرى المجرات لأنه لا توجد نجوم ولا مجرات.
أبعد ما يمكننا رؤيته هو غاز ساخن كثيف لم يتكثف ليشكل نجومًا بعد
وصورتها ، صورة هذا المجال الغازي الساخن الكثيف الصغير نسبيًا تنتشر في السماء بأكملها وتشكل الخلفية لكل شيء أقرب وأحدث ما نراه.

وقد شاهدت بالفعل صورة لهذه الكرة الصغيرة والكثيفة من الغاز ، على صفحة WIKIPEDIA التي أعطيتها بالفعل رابطًا إلى http://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe

إنه الشكل البيضاوي الأزرق أسفل الصفحة. غالبًا ما يكون أزرق ، مع بعض البقع الخضراء والبرتقالية.

يبدو تمامًا كما ينبغي أن يبدو ، نظرًا للتوسع المعروف للمسافات. تم توقع شكله في الواقع من نموذج التوسع بالفعل في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي ، وتم اكتشافه لأول مرة في حوالي عام 1970.

هذه أقدم الأشياء التي يمكننا رؤيتها. وما نراه هو وهج هذه الأشياء الأقدم ، والتي كانت في ذلك الوقت تنبعث منها الضوء كان حوالي 3000 كلفن مثل سطح نجم صغير إلى متوسط ​​الحجم. توسعت المسافات والأطوال الموجية بمقدار 1000 ضعف منذ انبعاث الضوء (والذي حدث حوالي 380.000 عام من التوسع).

هذا الغاز الذي نراه متوهجًا (في ذلك الشكل البيضاوي الأزرق على صفحة wikipage) هو مليار مرة أكثر كثافة من متوسط ​​كثافة المادة في الفضاء هذه الأيام ، حتى مع كل المجرات.

فكر في صندوق مكعب. إذا قمت بتقليص المسافة على طول الحافة بمعامل 1000 ، فإن حجم الصندوق ينخفض ​​بمقدار 1000 3 ، أي مليار. لذا فإن كثافة الأشياء في الصندوق تزداد بمعامل مليار. هذه هي كثافة الغاز الساخن التي نراها عندما ندرس الخريطة البيضاوية الزرقاء لخلفية الضوء القديمة.

بالطبع هذه صورة لشيء استخدم ليكون صغيرًا نسبيًا ، بضعة ملايين من نصف قطر السنة الضوئية مرة أخرى عندما بعث الضوء الذي نرسمه الآن ، ولكن بمعنى ما يبدو منتشرًا بسبب التوسع. إنه منتشر في السماء كلها! وقد توسعت المسافة إلى هذا الغاز المتوهج الأصلي بمقدار 1000 ضعف ، لذا (على الرغم من أنه كان قريبًا) أصبح الآن أكثر الأشياء بُعدًا التي يمكننا رؤيتها. كل شيء كان في الأصل قريبًا منذ فترة طويلة يبرد ويتكثف ليشكل النجوم والمجرات وما إلى ذلك وما إلى ذلك. والضوء الذي أرسله لنا عندما كان غازًا ساخنًا بدائيًا يبلغ 3000 كلفن قد مرّ بنا بالفعل. لذلك نرى الأشياء الأقرب في مراحل لاحقة من التطور.

فكر في فيلم Blue Oval كفيلم من العصور القديمة يتم عرضه على شاشة فيلم عملاقة تمثل السماء بأكملها. اقرأ المزيد عنها. ويكيبيديا لها روابط. هذا هو الكون القديم الأكثر كثافة الذي كنت تطلب رؤيته ، لكنه لا يبدو كما كنت تعتقد أنه * يجب * أن يبدو (العديد من نقاط المجرة قريبة من بعضها)


نحن نعلم بالفعل أنه يبعد 13.3 مليار سنة ضوئية (حوالي 20 سكستيليون ميل).
يتم قياس المسافات الفلكية بمجموعة من الطرق - اعتمادًا على بُعد النجم أو المجرة. إليك رابط يصف كلًا من هذه الطرق:

تُقاس المجرات على مسافات تصل إلى حوالي 1 مليار سنة ضوئية عن طريق تحديد وحساب الشموع القياسية داخل المجرة - أجسام معروفة السطوع. تحديد المسافة التي يجب أن تكون عليها حتى تظهر بشكل خافت كما نراه.

بعد مليار سنة ضوئية ، يتم استخدام التحول الأحمر. يتم قياس الانزياح الأحمر من خلال النظر إلى طيف الضوء من المجرة لتحديد مدى سرعة ابتعادها عنا.
تُظهر قياسات الأجسام داخل مجال 1 مليار سنة ضوئية من حولنا أن هناك نسبة بين المسافة منا والسرعة التي تقطعها بعيدًا عنا. كلما ابتعدنا ، زادت سرعة الابتعاد عنا.

هذه هي النسبة المستخدمة عند قياس المسافة إلى مجرة ​​تبعد 13.3 مليار سنة ضوئية.


هل الكون يتباطأ؟

هذه الأجسام البعيدة لديها الآن سرعة أعلى بكثير من c (في الإحداثيات المناسبة!) ، بينما كانت سرعتها أقل في الماضي.

السرعة تعتمد على الوقت والمسافة. & quotAccelerating & quot يشير إلى الأشياء التي تتبع التوسع الكلي للفضاء ، وبالتالي لديها مسافة أكبر اليوم مما كانت عليه في الماضي.

شكرا على الردود. على الرغم من أنني ما زلت في حيرة من أمري. أليست أبعد الأشياء التي نلاحظها مجرد صورة عمرها مليار عام لما كان في السابق؟ في المتوسط ​​، كلما كان الجسم بعيدًا عنا كلما زاد الانزياح الأحمر ، ألا يشير ذلك إلى أن الكون كان يتوسع بمعدل أسرع في الماضي ، أكثر مما هو عليه الآن؟

أنا فقط لا أفهم لماذا علينا أن ننظر إلى الوراء في الوقت المناسب لرؤية أكبر تحول أحمر. أسأل نفسي ، من أين حصلت هذه الأشياء على سرعتها؟ لماذا لا تتمتع الأجسام الأقرب إلى موضعنا بالسرعة نفسها أو السرعة الأكبر عندما تكون موجودة بنفس الطول؟

أحيانًا أشعر بأن التحول الأحمر هو مجرد خداع بصري وليس وصفًا حقيقيًا لحالة كوننا ، لأنه لا معنى لي أبدًا. بالطبع أنا مجرد هواة ، لذلك ربما يكون منطقي معيبًا من نواح كثيرة ، لكن لا يمكنني أبدًا الالتفاف حوله.

لا على الإطلاق. في الواقع ، لا علاقة للانزياح الأحمر بحد ذاته على الإطلاق بمدى سرعة توسع الكون. في الواقع ، يعد الانزياح الأحمر مقياسًا للمجموع كمية من التوسع منذ أن غادر الضوء تلك المجرة ، وليس مدى سرعة وصولها إلى هذا القدر من التوسع.

ربما تكون أفضل طريقة للتفكير في ذلك هي التفكير في الإحداثيات حيث تكون الأشياء ثابتة فيما يتعلق بالتوسع. في هذه الحالة ، لا تتحرك المجرة البعيدة ومجرتنا (كثيرًا) فيما يتعلق ببعضهما البعض. في هذه الإحداثيات ، لا ينشأ الانزياح نحو الأحمر عن سرعة المجرة البعيدة على الإطلاق ، لأن المجرة البعيدة لا تتحرك بسبب التوسع.

بدلًا من تحرك المجرات ، يمكننا القول في هذه الصورة أن الفضاء بين المجرات يتمدد. كما اتضح ، يتم شد أشعة الضوء بنفس المقدار الذي يتمدد فيه الفضاء. لذلك إذا رأينا مجرة ​​في [itex] z = 1 [/ itex] ، فهذا يعني أن تمدد الكون حمل الأشياء لتكون على مسافة ضعف المسافة التي كانت عليها في ذلك الوقت (مرتين لأن [itex] z [/ itex] يُعرَّف على أنه الطول الموجي المُزاح إلى الأحمر [itex] z + 1 [/ itex] مضروبًا في الطول الموجي لإطار الراحة).

في الواقع ، هذه الصورة ، حيث نفكر في المجرات على أنها ثابتة والفضاء كتمدد لإنتاج التمدد ، يخلق صورة أفضل لسلوك التمدد أكثر من صورة الانزياح الأحمر الناجم عن سرعة الركود.

فكر في معنى التوسع. إذا كان الكون يتمدد ، فكلما زادت المسافة بيننا وبيننا ، تتراجع الأجسام بشكل أسرع وأسرع. If you could divide space into blocks that are expanding, you would see that the recession of objects in one block far away from us is greater than a block near us because there are more blocks in between to push it away. The RATE of expansion may or may not have been different in the past, but the recession velocity is more due to distance than anything else. (I'm actually not certain if the rate was different back then. I think it was, but I'm not sure)

Remember that the rate of expansion and the recession velocity of objects due to that expansion are not the same thing. The rate of expansion is how much larger a volume of space gets over time. The recession velocity is dependent upon both the rate of expansion and its distance from us.

We have to look far back into time because light has a finite speed and takes many many years to arrive from distances that are far away. Had we been alive 10 billion years ago we wouldn't even be able to see past about a few billion light years since light would have only had 3.7 billion years of time to get to us.

So really it's got nothing to do with the velocity of a distant galaxy but simply to do with how light is warped and stretched over time? Since light from the farthest galaxy traveled a greater distance it has a greater red shift, that was the basic principle I always understood about how light travelled over distance, but I think I've got ideas from other places that really add more confusion than is necessary.

Is it true though, that the galaxies farthest away have a greater velocity that those near to us? Is that velocity relative only to our position? I might be getting a little off topic here, I just want to get some closure on this question as this is what is really adding the confusion.

So really it's got nothing to do with the velocity of a distant galaxy but simply to do with how light is warped and stretched over time? Since light from the farthest galaxy traveled a greater distance it has a greater red shift, that was the basic principle I always understood about how light travelled over distance, but I think I've got ideas from other places that really add more confusion than is necessary.

Is it true though, that the galaxies farthest away have a greater velocity that those near to us? Is that velocity relative only to our position? I might be getting a little off topic here, I just want to get some closure on this question as this is what is really adding the confusion.

One of the things that makes this discussion a bit complicated is that there is no one, unique way to talk about velocities of far-away objects. I can correctly say that far-away objects are not moving with respect to us at all (aside from local motions, such as the fact that we orbit our Sun, and our Sun orbits the Milky Way). But I can also correctly say that the further away objects are, the faster they are moving away from us.

This weird fact of General Relativity can be admittedly very confusing. The problem is that the way General Relativity works, no absolute definition of relative velocity between far-away objects is possible. So we come up with sensible definitions that make the universe easy to understand.

It just turns out that to understand redshift, thinking of the expansion not as galaxies moving through space but instead as space being stretched makes that understanding easier.

If instead we were to discuss what the rate of expansion does to redshift when we describe the expansion as galaxies moving away from us, we would find the exact same effect: that the redshift describes the total amount of expansion instead of its speed. It would just take longer to get to that same conclusion.

Neither description is more correct than the other. It's just that the description of stationary galaxies and expanding space happens to be the easy way to get to this particular answer.


Size and Distance

By removing clues to the actual size and distance of an object, you can trick your brain into thinking that two similar objects of different sizes are really the same size. You can then compare what you see with limited information to what you see when you have complete information.

Tools and Materials

  • Shoebox with lid
  • Knife or scissors
  • Tape
  • Two drinking straws
  • A piece of poster board or similar-weight cardboard, a little larger than the end of the box
  • Two coins of different sizes (for instance, a quarter and a dime)
  • Construction paper that contrasts with the inside color of the shoebox
  • Modeling clay or reusable adhesive putty

المجسم

  1. Remove the box lid.
  2. At the center of one end-panel of the shoebox, cut a 1/2-inch square or round viewing hole, large enough for one eye to look through.
  3. Then cut out a window, approximately 3 × 5 inches (8 × 13 cm), with the viewing hole in the center.
  4. Replace the cardboard window and tape it in place along the bottom edge to form a hinge inside the box (click to enlarge diagram below).
  5. At the other end of the box, make a hole for each straw, approximately 1/2 inch (1.25 cm) to either side of the center of the panel.
  6. Cut the piece of poster board so it’s the same height as the box and about 2 inches (5 cm) wider than the box.
  7. Fold back 1 inch (2.5 cm) on each side of the poster board panel to make two flaps. Then make two holes in the posterboard that align exactly with the two holes in the end of the box.
  8. Position the two posterboard flaps inside the box about 1 inch (2.5 cm) from the end with the two holes (see diagram below). Tape or glue the flaps to the inside sides of the box.
  9. Insert the straws into both sets of holes. The double set of holes will keep the straws properly aligned.
  10. Using the quarter and dime as templates, cut one circle of each size from the construction paper. Make sure the color of the construction paper contrasts strongly with the color of the inside of the box.
  11. Use clay to mount the circles to the ends of the straws inside the box.

To Do and Notice

Put the cover on the box and close the hinged window. Move the straws so that the locations of the circles is unknown. Close one eye and look into the viewing hole with the other eye.

With your other eye, look through the viewing hole at the construction paper circles. Lift the end of the box cover closest to you and slide it away from you until adequate viewing light reaches the inside of the box. Push or pull on the straws from the outside rear of the box until the mounted circles appear to be the same size. Note that your depth perception is almost nonexistent: both circles look essentially the same distance away, and it’s very difficult to judge which circle is closest to you.

Fold down the viewing window and look with both eyes to see the actual positions of the circles. (You may have to move your head back a little from the box to get both circles focused.) Note that depth perception is now a factor and the circles no longer look the same size or the same distance away.

Position the small disk a couple of inches closer to you than the large disk. With both eyes open, look through the window at the disks. Notice that you have no trouble establishing their size and distance.

Now close one eye and notice that it may be much more difficult to tell whether the small disk is now actually a small disk that’s close to you, or a large disk that’s far away. You can also use the dime and quarter by themselves, without building the box, to illustrate the same principle. أغلق عين واحدة. Holding one coin in each hand, move them toward or away from your viewing eye until they appear to be the same size. A solid-colored background gives less distraction than an irregular background. A very bright, solid-colored background works best, so that the coins appear essentially in silhouette, and their features cannot easily be distinguished.

What’s Going On?

Large, distant objects can appear the same size as small, nearby objects. Under normal viewing conditions, with both eyes open, you have the ability to perceive depth. If two objects appear to be the same size, but you know that one is farther away than the other, your brain tells you that the distant object is larger.

When one eye is closed, your depth perception is impaired. In the case of the circles, you can’t tell how far away either really is. They are not actually the same size, so in order for the smaller one to look the same size as the larger one, it has to be closer to you than the larger one.

With both eyes open, you can gather more information and more points of view, and so you can make more accurate judgments about an object’s size, shape, and distance from you.

Going Further

There is a pattern on the pupa of the Spalgis epius butterfly that looks like the face of a rhesus macaque monkey. Even though the pupa is only half as wide as a human fingernail, it still seems to scare away predatory birds who mistake it for a more distant, and therefore larger, monkey.

The sizes and distances of the sun and the moon are such that total solar eclipses can be viewed from earth. Although the sun is much larger than the moon, it is also much further away, and the angular diameters of these two celestial objects are almost the same, which allows the moon to block out the sun almost perfectly during a total solar eclipse.


Moon Illusion is All in Your Head

By: Bob King November 24, 2015 9

احصل على مقالات مثل هذه المرسلة إلى صندوق الوارد الخاص بك

Is perception reality? Not when it comes to the Moon illusion. See the truth with your own eyes at the rising of the next full Moon.

A multiple exposure of the rising full Moon shows it's identical in size from start to finish.
Bob King

Watch for the full Frost Moon to rise around sunset Wednesday night (November 25th), a perfect opportunity to witness one of the oldest psychological tricks known to humankind: the Moon illusion.

Even as far back as the 4th century B.C., Aristotle noted the apparent hugeness of the horizon-hugging Moon compared to it viewed overhead. Back then, it was attributed to magnification by the atmosphere, but now we know the Moon illusion all in our head. Photos of the rising and meridian moons show them as identical in size.

To see for yourself, take a sheet of paper and roll it up into a narrow tube. Point it at the rising Moon and adjust the tube's size until it's a little larger than the Moon's diameter. Tape the tube so its size stays the same and look at the Moon again a few hours later when it's higher in the sky. You'll see it fills the same space.

The Moon illusion not only applies to the Moon but also to the constellations. Many observers have noticed this when viewing constellations near setting or rising compared to mental images of those same groups viewed higher up. Just the other night I caught sight of the trapezoid-shaped "Keystone" of Hercules setting in the northwest. It was huge! That was my first impression, but interestingly, the sensation faded the longer I looked.

Illustration demonstrating the subjective change in the size of the Big Dipper when viewed near the horizon (7 p.m. local time in late November) and near the zenith (5 a.m.).
Stellarium

The Big Dipper offers one of the best examples of constellation inflation, a phenomenon you can easily see this month and next. During early evening hours, the Dipper looms large as it arcs along the northern horizon, but seems to shrink toward dawn on its climb toward the zenith.

For as long as we've seen the Moon illusion, people have been trying to explain why it happens. There's no question it has to do with how we perceive celestial objects in a terrestrial setting, but the particulars remain elusive. So what's going on here?

How we perceive the Moon's size has to do with how far away we think it is based on what's around it. Most of us see the top Moon, seemingly located in the distance based upon the convergence of the railroad tracks, as larger than the bottom Moon. Yet they're identical. This is known as the Ponzo illusion, discovered by Italian psychologist Mario Ponzo in 1913. In a real moonrise, it's thought that distant trees, buildings and landscape features play the role of converging lines. ناسا

In daily experience, an object overhead, say a bird or aircraft flying by, appears closer and therefore larger than the same bird or plane near the horizon because it really هو closer. We're built to think that objects near the horizon are (usually) more distant than those overhead because they appear to lie behind and beyond foreground objects.

The Moon's apparent size relates to our perception of the sky as a flattened dome. When the Moon is viewed near the horizon, our brains judge it to be farther away than when seen near the zenith. Based on that assumption, we inflate its size to accommodate the false extra distance. Click graphic for more information.
Bob King

But for extraterrestrial bodies such as the Moon, Sun and star groupings, which are identical in size whether on the horizon or at the zenith, we have no reference. Therefore, when we gaze at a horizon Moon, which clearly lies beyond every object in the foreground, our brains assume it must be farther away than the overhead version. We compensate for this perception by inflating the Moon's size. In a sense, our brains force the Moon to meet our expectations of how big it ينبغي يكون.

The Moon looms huge in this telephoto view taken of moonrise over the Swedish village Marieby in June 2014.
Göran Strand

This perception is reinforced by yet another perception — how we see the shape of sky. Lots of us look up and imagine the sky as a flattened dome with the zenith relatively nearby and the horizon in the far distance. Our mental muscle miscalculates the Moon's distance, imagining it to be much farther off compared to its overhead distance, which brings us back to the size-forcing issue. The flattened sky perception may help explain why some airline pilots report seeing a bloated, low Moon in an empty sky with no reference but the horizon.

The "relative size" theory is yet another explanation for the difference in the Moon's apparent size, as illustrated here by the Ebbinghaus illusion.The lower central circle surrounded by small circles represents the horizon Moon with foreground objects like trees and buildings, while the upper central circle represents the zenith moon surrounded by large expanses of sky. To many, the bottom circle looks larger, but they're both the same size.
AlexWorth91 / Wikipedia

Our brains happily create powerful illusions from the moment we wake up in the morning. Think of all the rectangular and square objects we come across during the day. Unless you're staring square-on at these shapes, they should look like trapezoids of all dimensions. Do they? No — our brains still see them as squares and rectangles even when viewed up close from the side. مجنون!

What's funny in all of this is that the rising Moon is actually 1.5% smaller than when it's overhead because we have to look across the radius of the Earth — or just under 4,000 miles — at rising time. With the Moon near the zenith, we look straight into space with no Earth in the way. Perhaps the solution to the illusion lies in a mashup of perceived distance, our internal model of the sky, and the Ponzo illusion.

آخر explanations abound, proving that a complete solution remains a moving target. Take a look for yourself the next few nights when the frosty Moon climbs above the eastern horizon.

Find a spot with a busy foreground and compare that impression to one made in a simpler setting where you can easily block out the foreground to show an isolated Moon relatively close to the horizon. Do both perspectives swell the Moon's apparent size equally? Then look at the Moon when it's high in the sky and recall its rising appearance. Does it look obviously smaller?

A magnificent rising Moon frames Lick Observatory atop Mt. Hamilton near San Jose, Calif. in March 2012.
Rick Baldridge

Whether you perform these simple experiments or just feel like basking in the brilliance of the November Moon, click here for moonrise times for your location. And don't forget to watch the full Moon occult Aldebaran early Thanksgiving morning (November 26, 2015) across much of the U.S. and Canada. It occurs around 4:30 a.m. CST (5:30 EST, 3:30 MST and 2:30 PST). Talk about illusions. You'll be watching the puny 2,160-mile-diameter Moon cover a star nearly 18,000 times its size.

Need a map to go with that Moon (and potential Moon illusion)? تفحص ال Sky & Telescope Field Map of the Moon!