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角直径距离

2017-12-04 18:02阅读:

角直径距离[编辑]

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角直径距离一般是天文学中使用的距离。天体的角直径距离被定义为天体的真实大小 x{\displaystyle x} 和它从地球观察所见的角直径 θ{\displaystyle \theta }
<wbr>维基百科,自由的百科全书' /> 之比。
dA=xθ{\displaystyle d_{A}={\frac {x}{\theta }}}
角直径距离的确定依赖于宇宙模型的选取。一个红移z{\displaystyle z} 的天体的角直径距离用共动距离 χ{\displaystyle \chi } 表示为:
dA=r(χ)1+z{\displaystyle d_{A}={\frac {r(\chi )}{1+z}}}
此处r(χ){\displaystyle r(\chi )} 弗里德曼-罗伯逊-沃尔克坐标,其定义如下:
r(χ)={sin⁡(−ΩkH0χ)/(H0|Ωk|)Ωk<</mo>0χΩk=0sinh⁡(ΩkH0χ)/(H0|Ωk|)Ωk>0{\displaystyle r(\chi )={\begin{cases}\sin \left({\sqrt {-\Omega _{k}}}H_{0}\chi \right)/\left(H_{0}{\sqrt {|\Omega _{k}|}}\right)&\Omega _{k}<0\\\chi &\Omega _{k}=0\\\sinh \left({\sqrt {\Omega _{k}}}H_{0}\chi \right)/\left(H_{0}{\sqrt {|\Omega _{k}|}}\right)&\Omega _{k}>0\end{cases}}}
此处Ωk{\displaystyle \Omega _{k}} 是曲率密度,和H0{\displaystyle H_{0}} 哈勃参数目前的值。
在目前被普遍推崇的ΛCDM模型中,一个天体的“角直径距离”是对“真实距离”(即光线发出时刻的共动距离)很好的近似。请注意当红移较大时,增加红移会得到更小的角直径距离。换言之,在一个天体“后面”的另一个相同大小的天体,如果红移较大(约大于Z=1.5),会在天球上显示更大的张角,而且会有“较小”的“角直径距离”。

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角大小与红移的关系[编辑]

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Lambda 宇宙论中角大小与红移的关系,纵坐标的刻度是千秒差距/弧秒。
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Lambda 宇宙论中角大小与红移的关系,纵坐标的刻度是百万秒差距。
角大小与红移的关系描述天体在地球上观测到的角大小与其红移(与距离 d{\displaystyle d} 有关)的关系。根据欧几里得几何,这个关系可表达为:
tan⁡(θ)=xd{\displaystyle \tan \left(\theta \right)={\frac {x}{d}}}
其中 θ{\displaystyle \theta } 是天体的角大小,x{\displaystyle x} 是其真实大小,d{\displaystyle d} 是天体到地球的距离。当 θ{\displaystyle \theta } 很小时,上式可以近似为:
θ≈xd{\displaystyle \theta \approx {\frac {x}{d}}} .
但是,在

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