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根据恒星光行差现象,探讨一下:坐标系与其描述的现象之间的区别。
[楼主] 作者:哲学黑洞  发表时间:2007/09/22 17:37
点击:696次

因地球无法停下来,故无法直接观测到恒星实际位置,所以只有通过分析计算确定恒星的实际位置。

但因恒星光行差是一种客观现象,所以恒星的视位置和实际位置都是客观的,实际上存在不存在是另一回事情,但看起来都是‘客观存在’的。



因此在我们的任意一个坐标系中,恒星的视位置和实际位置都是客观存在的,与选用哪个坐标系无关。



也就是说:在地球实际绕日公转的坐标系中,恒星的视位置和实际位置是共同同时存在的;在假设地球静止的坐标系中,恒星的视位置和实际位置也是共同同时存在的。



按道理讲:地球绕日公转时,我们只能观测到恒星视位置,而观测不到实际位置;地球(如果)静止时,我们只能观测到恒星实际位置,而观测不到视位置。



但是:分别在两种情况下的两个相对运动的坐标系中,恒星视位置和实际位置都是同时存在的,而且其间距离完全相等。
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 [2楼]  作者:星空ptg  发表时间: 2007/09/22 18:00 

回复:我还是认为在你这个说法中,存在两个要明确的概念:
1、恒星的“实际位置”是什么?(按你说的意思应该是指在太阳参照系中的位置)

2、“如果地球静止”是相对谁的?(按你说的意思应该是指相对太阳的)

这里你的“实际位置”和“如果地球静止”这两个概念,都是以太阳为参照系的。(在此讨论中,一年四季的地球不在一个参照系中,而太阳可以近似为始终处于同一个参照系中)
[楼主]  [3楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/09/22 18:13 

地球的运动和静止当然都是相对太阳的,但这与把太阳作为参照系是两回事。
这是因为要想把太阳选定参照系是有条件的,首先必须确定太阳参照系相对谁静止,而太阳本身是无所谓‘静止和运动’的。
 [4楼]  作者:星空ptg  发表时间: 2007/09/22 20:53 

回复:“光行差”中的“行”,是参照系之间的“行”,而不是光源相对观测者的“行”。
你选择地球相对太阳的运动,那么得到的“光行差”就是地球系与太阳系之间,对同一个无限远光源方向测量的差别。实际上我们在地球上进行一次测量,是无法发现这个差别的。

所以,我们选择相隔半年时间的两次测量。一方面在半年的时间里,我们可以认为太阳是匀速直线运动的。另一方面相隔半年地球,相对太阳的轨道运动速度差最大。所以,我们可以认为相隔半年的地球,分别处于两个相对速度为2V(V为地球相对太阳的轨道速率)惯性系中。因此,我们两次测量到的同一个无限远恒星的方位变化,就是我们所谓的“光行差”。这里要求无限远的目的是,在相隔半年的时间里,我们可以忽略恒星相对地球运动所造成的位置变化。

这里,因为我们标注两次测量所在惯性系的相对运动,是以太阳为参照的。所以,该恒星在太阳(这半年所处)惯性系的方位,必然是两次测量方位的角分线上。至于太阳(这半年所处)惯性系中的方位,相对恒星系又差多少,我们无从知晓。
[楼主]  [5楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/09/22 21:33 

这是综合分析观测数据的结论,不是直接观测的结果;恒星位置和运动数据都是在‘地平坐标系’中测定的。
利用地平坐标系测定恒星位置和运动的过程中,只是直接测定恒星的位置和运动规律。恒星光行差也是在地平坐标系中测定的。

观测表明:每颗恒星都只有唯一的一个视位置,沿形状非常复杂的曲线轨迹运行。这表明影响恒星运动的原因很多很复杂。

分析研究表明:每种原因分别对应一种形状简单的曲线轨迹。因此就根据原因把恒星视位置的运动轨迹,分解成了多条形状简单的曲线,每条曲线分别都具有一定的位置和相对位置。

为了把每条曲线轨迹简单地描述描绘出来,就建立了几种分别适合描述描绘各条曲线轨迹的‘天球坐标系’。其实其它坐标系也都是这样建立的。

也就是说:有些坐标系是用于实际测量的,有些只是为了描述描绘的需要。
 [6楼]  作者:星空ptg  发表时间: 2007/09/22 21:47 

回复:我们一般说的“坐标系”都是惯性系。
你两次测量虽然都在地面同一个位置,但并不是同一个“坐标系”,否则是测不出“差”的。
[楼主]  [7楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/09/23 06:56 

其实区分惯性系和非惯性系没必要;对观测者而言,两次观测所采用的是同一参照系,因此才能确定‘位置和运动’是否变化。
根据恒星光行差现象,探讨一下:坐标系与其描述的现象之间的区别。
 [8楼]  作者:星空ptg  发表时间: 2007/09/23 13:59 

回复:“两次观测所采用的是同一参照系”?你这个参照系也太复杂了吧?你把参照系和参照物混淆了。
根据恒星光行差现象,探讨一下:坐标系与其描述的现象之间的区别。
[楼主]  [9楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/09/23 19:07 

可实际上就是这样,观测者始终静止在这个参照系中,这个参照系始终随着地球一起绕日公转
根据恒星光行差现象,探讨一下:坐标系与其描述的现象之间的区别。
 [10楼]  作者:星空ptg  发表时间: 2007/09/23 20:08 

回复:实际当然是这样的。就因为两次测量时地球不在一个惯性系中,所以才会有光行差的存在。
如果你在地面两列向相反方向运动的火车上,基本同时测量(为了保证地球是近似惯性运动)某个遥远恒星的方位,那么两个火车的测量结果,将严格与它们各自相对地面的速度对应。

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