<p>------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)<br><br>1. 답변 달아주신 분께 감사의 댓글은 필수!<br><br>2. 모두 볼 수 있도록 비밀댓글은 금지!<br><br>3. 답변을 받은 후 질문글 삭제하지 않기!<br><br>4. 질문 전에 검색해보기! 질문은 구체적으로!<br><br>------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)</p><p>쌍성 펄서가 궤도 운동하며 도플러 이동에 의해 펄서간 간격과 폭이 변한다는데, 도플러 이동은 개별 신호가 원래 기본 파장보다 증가하고 감소하는 것이라고 생각했습니다. 이런 궤도 운동 상황에서 개별 신호의 폭과 간격이 도플러 이동에 의해 변하는 원리가 궁금합니다!</p><p>이건 파장간 폭이나 간격이 아니라 시간에 따른 변화 같은데 이게 도플러 이동과 무슨 상관일까요</p>
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첫댓글첨부된 gif에서 우측 파란색 구체가 펄서라 생각하시고, 파란색 구체에서 빠른 속도로 발사되는 흰색 점을 펄서의 빛(깜빡임)이라 생각하시구요,
저 상태에서 파란색 구체(펄서로 가성)이 왼쪽 노란색 구체(관측자라 가정)를 향해 움직인다고 생각해보세요. 그러면, 동일한 시간동안 관측자에게 도착하는 흰색 점(펄서의 빛)이 더욱 많이 도착할 것입니다. 즉, 동일한 시간 동안 펄서의 발광 주기가 더 짧아지고, 맥동이 짧아진다고 느껴지게 될 것입니다.
반대로 파란색 구체(펄서)가 노란색 구체(관측자)로부터 멀어지면, 동일한 시간 동안 관측자에게 도착하는 흰색 점(펄서의 빛)이 더욱 적게 도착하여서 주기가 길어지고 맥동이 길어졌다고 느끼게 될 것입니다.
여기서 동일 시간에 더 많이 도착(접근)하거나 더 적게 도착(후퇴)한 것은 빛의 속도가 변해서가 아닌(광속 불변의 원리) 미세하게 파란색 구체(펄서)가 운동하며 관측자와의 거리가 변하여서 빛이 진행해야할 거리가 달라져서 발생한 것이지만, 어쨌건 관측자 입장으로는 펄서의 깜빡이는 시간 주기가 달라졌다고 느끼게 될 것입니다.
@asdasf아뇨, 천천서의 도플러 효과에 대해 말씀드린겁니다. 펄서의 맥동은 펄서가 방출한 빛이 관측자에게 주기적으로 관측되는 것인데, 광원(파원)이 운동(접근 또는 후퇴)을 하게되면서 관측자에게 주기적으로 도착하는 빛의 시간 간격(주기)이 변화되어 맥동의 주기가 변한다는 것을 위의 gif의 오른쪽 구체가 움직인다고 가정한 것으로 빗대어 설명해드린 것입니다.
쌍성 펄서에서 나오는 빛 자체의 파장도 도플러효과로 변화할 수 있으나(gravitation doppler shift도 포함) , 말씀하신 쌍성 펄서의 도플러 효과는 쌍성 펄서에서 나오는 단일 빛의 파장이 아닌 '펄스'의 폭과 간격이 도플러 효과로 인해 변함을 말하는 것입니다. (천천서 399쪽에도 '펄스 사이의 간격' 이라고 말하고 있습니다. 펄스의 간격과 폭이 변하게 된 이유를 gif 사진을 이용한 도플러 효과로 말씀드린 것입니다.)
@Wolf-Rayet Star도플러 효과는 광원이 관측자에 대해 상대적으로 움직이면서 개별 파의 "파동 혹은 주파수"가 변하는 것으로 알고 있습니다. 근데 설명해주신 상황은 광원이 관측자에게 다가오며 맥동 봉우리 사이사이 시간 간격이 짧아지는 것으로 이해했습니다. 즉, 도플러 효과는 x축이 파장이나, 주파수일때, 말씀해주신 상황은 x축이 시간일 때, 펄서 봉우리간 간격이 짧아지는 것으로요! 이 "시간" 간격이 짧아지는 것이 과연 도플러라고 말할 수 있나요?
@asdasf네, 궤도운동에 의해 관측 주기가 변화하는 것도 넓은 의미로 도플러 효과라 할 수 있습니다.
도플러 효과는 적어주신 것이 대표적이고 일반적인 의미가 맞습니다. 그렇지만 그 외에도 원리가 비슷하다면 범주를 넓게 적용하여 다양하게 표현되어집니다. 위의 제 댓글에도 잠깐 언급한 중력적 도플러 편이(gravitation doppler shift)도 있구요. 광원이 움직이지도 않았는데도 시공간상 급진적인 중력의 변화(시공간의 급진적 곡률 변화)에 의한 현상도 도플러 효과의 일종으로 언급하지요.
또한, 일반적인 도플러 효과의 의미로 해석하자면 주파수(파장)의 변화는 곧 주기의 변화이므로 (주기는 주파수의 역수), 주기가 변화한다고도 할 수 있습니다만, 쌍성 펄서의 경우는 단일 전자기파의 주기가 아닌 맥동(펄스)의 간격 입니다.
혹시 몰라서, 이에 관하여 질문하신 쌍성 펄서인 PSR 1913+16에 관한 최초 논문(천천서에도 언급되어있는 헐스와 테일러의 논문(1975 발표))을 찾아보니, 논문의 본문상에서도 펄서의 "궤도 운동에 의한 도플러 이동(shift)"으로 관측된 "주기 변화"를 설명해낼 수 있다고 써있네요. (첨부된 사진이 해당 논문의 원본 내용입니다.)
@Wolf-Rayet Star그래도 이 설명이 맞는지 의아하시다면.... 제가 더 이상 드릴 말씀은 없습니다....;; 혹시몰라 도플러 효과에 관련된 내용을 계속 찾아봐도 위에 적어드렸듯 운동학적인 결과로 관측 결과가 달라지는 것도 도플러 효과의 범주에 포함된다는 글들이 구글 영문 검색 및 논문에서도 다수 나오긴 합니다만, 과연 엄밀한 도플러 효과라 단정지을 수 있는지는 제가 물리학 전공자는 아닌지라 "틀릴수도 있기에" 확신을 갖고 말씀드리지는 못할 듯 합니다. 일단 제가 아는 바와 이런저런 내용을 찾아본 결과는 이렇습니다.
첫댓글 첨부된 gif에서 우측 파란색 구체가 펄서라 생각하시고, 파란색 구체에서 빠른 속도로 발사되는 흰색 점을 펄서의 빛(깜빡임)이라 생각하시구요,
저 상태에서 파란색 구체(펄서로 가성)이 왼쪽 노란색 구체(관측자라 가정)를 향해 움직인다고 생각해보세요.
그러면, 동일한 시간동안 관측자에게 도착하는 흰색 점(펄서의 빛)이 더욱 많이 도착할 것입니다.
즉, 동일한 시간 동안 펄서의 발광 주기가 더 짧아지고, 맥동이 짧아진다고 느껴지게 될 것입니다.
반대로 파란색 구체(펄서)가 노란색 구체(관측자)로부터 멀어지면,
동일한 시간 동안 관측자에게 도착하는 흰색 점(펄서의 빛)이 더욱 적게 도착하여서 주기가 길어지고 맥동이 길어졌다고 느끼게 될 것입니다.
여기서 동일 시간에 더 많이 도착(접근)하거나 더 적게 도착(후퇴)한 것은 빛의 속도가 변해서가 아닌(광속 불변의 원리) 미세하게 파란색 구체(펄서)가 운동하며 관측자와의 거리가 변하여서 빛이 진행해야할 거리가 달라져서 발생한 것이지만, 어쨌건 관측자 입장으로는 펄서의 깜빡이는 시간 주기가 달라졌다고 느끼게 될 것입니다.
이렇게 이해하시면 될 듯 합니다.
그럼 천천서에 제시된 도플러 효과라고 말할 수 없는건가요?
@asdasf 아뇨, 천천서의 도플러 효과에 대해 말씀드린겁니다.
펄서의 맥동은 펄서가 방출한 빛이 관측자에게 주기적으로 관측되는 것인데,
광원(파원)이 운동(접근 또는 후퇴)을 하게되면서 관측자에게 주기적으로 도착하는 빛의 시간 간격(주기)이 변화되어 맥동의 주기가 변한다는 것을 위의 gif의 오른쪽 구체가 움직인다고 가정한 것으로 빗대어 설명해드린 것입니다.
쌍성 펄서에서 나오는 빛 자체의 파장도 도플러효과로 변화할 수 있으나(gravitation doppler shift도 포함) ,
말씀하신 쌍성 펄서의 도플러 효과는 쌍성 펄서에서 나오는 단일 빛의 파장이 아닌 '펄스'의 폭과 간격이 도플러 효과로 인해 변함을 말하는 것입니다.
(천천서 399쪽에도 '펄스 사이의 간격' 이라고 말하고 있습니다. 펄스의 간격과 폭이 변하게 된 이유를 gif 사진을 이용한 도플러 효과로 말씀드린 것입니다.)
@Wolf-Rayet Star 도플러 효과는 광원이 관측자에 대해 상대적으로 움직이면서 개별 파의 "파동 혹은 주파수"가 변하는 것으로 알고 있습니다.
근데 설명해주신 상황은 광원이 관측자에게 다가오며 맥동 봉우리 사이사이 시간 간격이 짧아지는 것으로 이해했습니다.
즉, 도플러 효과는 x축이 파장이나, 주파수일때, 말씀해주신 상황은 x축이 시간일 때, 펄서 봉우리간 간격이 짧아지는 것으로요!
이 "시간" 간격이 짧아지는 것이 과연 도플러라고 말할 수 있나요?
@asdasf 네,
궤도운동에 의해 관측 주기가 변화하는 것도 넓은 의미로 도플러 효과라 할 수 있습니다.
도플러 효과는 적어주신 것이 대표적이고 일반적인 의미가 맞습니다. 그렇지만 그 외에도 원리가 비슷하다면 범주를 넓게 적용하여 다양하게 표현되어집니다.
위의 제 댓글에도 잠깐 언급한 중력적 도플러 편이(gravitation doppler shift)도 있구요.
광원이 움직이지도 않았는데도 시공간상 급진적인 중력의 변화(시공간의 급진적 곡률 변화)에 의한 현상도 도플러 효과의 일종으로 언급하지요.
또한, 일반적인 도플러 효과의 의미로 해석하자면 주파수(파장)의 변화는 곧 주기의 변화이므로 (주기는 주파수의 역수),
주기가 변화한다고도 할 수 있습니다만, 쌍성 펄서의 경우는 단일 전자기파의 주기가 아닌 맥동(펄스)의 간격 입니다.
혹시 몰라서, 이에 관하여 질문하신 쌍성 펄서인 PSR 1913+16에 관한 최초 논문(천천서에도 언급되어있는 헐스와 테일러의 논문(1975 발표))을 찾아보니, 논문의 본문상에서도 펄서의 "궤도 운동에 의한 도플러 이동(shift)"으로 관측된 "주기 변화"를 설명해낼 수 있다고 써있네요. (첨부된 사진이 해당 논문의 원본 내용입니다.)
@Wolf-Rayet Star 그래도 이 설명이 맞는지 의아하시다면.... 제가 더 이상 드릴 말씀은 없습니다....;;
혹시몰라 도플러 효과에 관련된 내용을 계속 찾아봐도 위에 적어드렸듯 운동학적인 결과로 관측 결과가 달라지는 것도 도플러 효과의 범주에 포함된다는 글들이 구글 영문 검색 및 논문에서도 다수 나오긴 합니다만, 과연 엄밀한 도플러 효과라 단정지을 수 있는지는 제가 물리학 전공자는 아닌지라 "틀릴수도 있기에" 확신을 갖고 말씀드리지는 못할 듯 합니다.
일단 제가 아는 바와 이런저런 내용을 찾아본 결과는 이렇습니다.
@Wolf-Rayet Star 와 진짜 너무 감사합니다!!! 많이 배워갑니다