Avaruus.fi - keskustelualue

Tähtiharrastus ja tähtitiede => Radioastronomia => Aiheen aloitti: mistral - 08-04-2019, 23:35:50

Otsikko: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 08-04-2019, 23:35:50
Jännityksellä odotan keskiviikkona julkaistavaa kuvaa Sagittarius A:sta, Linnunradan keskustassa olevasta mustasta aukosta. Etäisyys sinne on käsittämätön kilometreissä, 247+15 nollaa! Yritin muuttaa mittakaavaa ymmärrettävämmäksi, pienensin mustan aukon yhden millimetrin kokoiseksi "kirpuksi". Kuitenkin kirpulle tulisi n. 10 000km matka (jos ei laskut ole pielessä). Harrastusputkella ehkä näkee kirpun 10km päästä, mutta 10 000km, ei onnistu.
Eli uskomaton suoritus kuvata vielä radiopeileillä jotka tuskin on niin tarkoiksi hiottu kuin näkyvän valon teleskoopit.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Lauri Kangas - 09-04-2019, 09:31:56
Eli uskomaton suoritus kuvata vielä radiopeileillä jotka tuskin on niin tarkoiksi hiottu kuin näkyvän valon teleskoopit.

Kyllä ne ovat ihan yhtä tarkkoja suhteessa havaittavaan aallonpituuteen. Jos kuvataan millimetrin aaltoja, ei ole mitään väliä onko peili muodossaan mikrometrin vai nanometrin tarkkuudella.

Isoimmat radioteleskoopit toimivat ihan hyvin vaikka olisivat tehty kanaverkosta.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 09-04-2019, 12:39:41
Onko salaisuus siinä että keinoälyllä kuvainformaatiosta karsitaan ne pikselit joilla on suurin sivuttaissiirtymä? Sivuttaissiirtymä tulisi kun maapallon eri puolilta kulmamuutos Sagittariukseen näkyy kennolla. Tosin kulma on kaukana niin pieni ettei fotonit jaksa siirtyä viereiseen pikseliin. Kuitenkaan en ymmärrä kuinka radioaalloista päästään sellaiseen tarkkuuteen vaikka mitä keinoälyä käytetään.

Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: einari - 09-04-2019, 12:56:46
http://www.astro.utu.fi/zubi/obs/radioint.htm
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Lauri Kangas - 09-04-2019, 14:50:12
Onko salaisuus siinä että keinoälyllä kuvainformaatiosta karsitaan ne pikselit joilla on suurin sivuttaissiirtymä? Sivuttaissiirtymä tulisi kun maapallon eri puolilta kulmamuutos Sagittariukseen näkyy kennolla. Tosin kulma on kaukana niin pieni ettei fotonit jaksa siirtyä viereiseen pikseliin. Kuitenkaan en ymmärrä kuinka radioaalloista päästään sellaiseen tarkkuuteen vaikka mitä keinoälyä käytetään.

Tekoälyllä ei ole mitään tekemistä tämän kanssa vaan dataa käsitellään ihan deterministisesti jo satoja vuosia ymmärrettyjen fysikaalisten periaatteiden pohjalta, ottamalla huomioon miten aaltomuotoiset signaalit interferoivat toisiaan. Kyseessä ei ole mikään parallaksi-ilmiö eikä sivuttaissiirtymä, vaan aaltoliikkeen fysikaalinen ominaisuus, koherenssi.

Keräämällä signaalit mahdollisimman kaukana toisistaan saadaan kahden teleskoopin data yhdistämällä systeemin erotuskyky yhtä hyväksi kuin vastaavan kokoisella yksittäisellä teleskoopilla. Pinta-alalla ei ole väliä, joten keskellä saa olla tyhjää.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 09-04-2019, 15:59:10
http://www.astro.utu.fi/zubi/obs/radioint.htm

Ai se onkin interferenssi jolla päästään käsiksi resoluutioon, tämä on se arvoitus jota olen ihmetellyt monta vuotta. Yksi arvoitus kuitenkin jäi ratkaisematta, kuinka yksi fotoni voi osua eri peileihin? Siis jos kaikki fotonit on erilaisia, kuinka erilaisten fotonien vaiheista on hyötyä, nehän voi tulla sivusuunnassa ja syvyyssuunnassa ja eri polarisaatiolla hyvin eri paikoista, niin miten niistä saadaan mitään irti?
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 09-04-2019, 16:11:50
Tekoälyllä ei ole mitään tekemistä tämän kanssa vaan dataa käsitellään ihan deterministisesti jo satoja vuosia ymmärrettyjen fysikaalisten periaatteiden pohjalta, ottamalla huomioon miten aaltomuotoiset signaalit interferoivat toisiaan. Kyseessä ei ole mikään parallaksi-ilmiö eikä sivuttaissiirtymä, vaan aaltoliikkeen fysikaalinen ominaisuus, koherenssi.

Keräämällä signaalit mahdollisimman kaukana toisistaan saadaan kahden teleskoopin data yhdistämällä systeemin erotuskyky yhtä hyväksi kuin vastaavan kokoisella yksittäisellä teleskoopilla. Pinta-alalla ei ole väliä, joten keskellä saa olla tyhjää.

Ok, sivuttaissiirtymällä ei ole merkitystä vaan interferenssillä. Einarille jo kommentoin ja ihmettelin kuinka eri fotonit voi antaa mitään informaatiota jos ne on eri paikoista lähteneet. Siis jos ne on miljoonan kilometrin päässä toisistaan startissa niin mitä niillä voi todistaa? Vai onko kyse säteilypiikistä jossa kaksi murikkaa törmää yhteen ja sen perusteella voidaan olettaa että fotonit tulee samasta tapahtumasta? Ja siitä piikistä sitten valitaan monien joukosta 2 tai useampia fotoneja, joilla on sama polarisaatio ja sen perusteella teleskoopin erotuskyky paranee? Eli kukin fotoni antaisi "tikkatauluun" jäljen ja kun jälkiä tarpeeksi monta, voidaan päätellä missä tikkataulun kymppi on.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 09-04-2019, 19:15:41
Joku lamppu syttyi tässä illansuussa, siis onko interferenssi tässä vaan kolmion yhden sivun mittakeppi? Jos trigonometrisessä kolmiossa tiedetään sivun pituus niin sen suuntakin saadaan tarkkaan laskettua :grin: Ja kun pohjois/etelä suunta on laskettu, sitten itä/länsi ja tiedetään tarkkaan kohteen suunta. Tässä hämäsi se että jokaisella fotonilla on oma vaihe ja polarisaatio mutta radioaalloissa ilmeisesti joku kolari avaruudessa teettää enemmän tietyn polarisaation fotoneita ja ne nousee esiin mittauksessa ja se mahdollistaa interferometrin toiminnan?
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Lauri Kangas - 09-04-2019, 21:33:46
Ok, sivuttaissiirtymällä ei ole merkitystä vaan interferenssillä. Einarille jo kommentoin ja ihmettelin kuinka eri fotonit voi antaa mitään informaatiota jos ne on eri paikoista lähteneet. Siis jos ne on miljoonan kilometrin päässä toisistaan startissa niin mitä niillä voi todistaa? Vai onko kyse säteilypiikistä jossa kaksi murikkaa törmää yhteen ja sen perusteella voidaan olettaa että fotonit tulee samasta tapahtumasta? Ja siitä piikistä sitten valitaan monien joukosta 2 tai useampia fotoneja, joilla on sama polarisaatio ja sen perusteella teleskoopin erotuskyky paranee? Eli kukin fotoni antaisi "tikkatauluun" jäljen ja kun jälkiä tarpeeksi monta, voidaan päätellä missä tikkataulun kymppi on.

Ei valo ole mikään kimppu erillisiä fotoneja joista jokaisella on jokin toisistaan riippumaton aallonpituus ja vaihe, ja joka voi osua vain yhteen paikkaan kerrallaan.

Thomas Young osoitti valon aaltoluonteen jo kaksisataa vuotta sitten näyttämällä että kahden kapean raon läpi kulkeva valo muodostaa interferenssikuvion, joka esiintyy siitä huolimatta vaikka valoa laitettaisiin tulemaan vain yksi fotoni kerrallaan. Peittämällä toinen raoista kuvio häviää. Fotoni kulkee siis aaltoluonteensa takia kummankin raon läpi yhtäaikaa. Samoin käy niihin kahteen radioteleskooppiin osuvalle fotonille.

Täytyy edelleenkin ihmetellä että miten voit miettiä noin syvällisiä asioita kosmologiasta ilman että aaltohiukkasdualismin perusperiaatteet ovat tuttuja. Tuo on modernin fysiikan kulmakiviä. Ei oppilaitoksissakaan turhaan aloiteta ensin näistä asioista, ennenkuin mennään mihinkään syvällisempään.

Joku lamppu syttyi tässä illansuussa, siis onko interferenssi tässä vaan kolmion yhden sivun mittakeppi? Jos trigonometrisessä kolmiossa tiedetään sivun pituus niin sen suuntakin saadaan tarkkaan laskettua :grin: Ja kun pohjois/etelä suunta on laskettu, sitten itä/länsi ja tiedetään tarkkaan kohteen suunta.

Tässä ollaan jo ihan vähän jyvällä siitä periaatteesta. Mutta ei pidä ajatella mitään kolmioita, tämän systeemin kannalta ne kolmion kummatkin pitkät sivut ovat käytännössä yhdensuuntaisia. Siis kohteesta katsottuna niiden kahden teleskoopin välinen kulma on käytännössä nolla. Kolmioita piirrellään sitten sinne teleskooppien luokse kuten tuossa Einarin linkkaamassa sivussa.

Tässä hämäsi se että jokaisella fotonilla on oma vaihe ja polarisaatio mutta radioaalloissa ilmeisesti joku kolari avaruudessa teettää enemmän tietyn polarisaation fotoneita ja ne nousee esiin mittauksessa ja se mahdollistaa interferometrin toiminnan?

Tässä taas mentiin niin pahasti pieleen etten oikein edes tiedä mistä aloittaa. Ainakaan polarisaatio ei tähän perusperiaatteeseen liity millään tavalla.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Lauri Kangas - 09-04-2019, 21:39:04
Joku lamppu syttyi tässä illansuussa, siis onko interferenssi tässä vaan kolmion yhden sivun mittakeppi? Jos trigonometrisessä kolmiossa tiedetään sivun pituus niin sen suuntakin saadaan tarkkaan laskettua :grin: Ja kun pohjois/etelä suunta on laskettu, sitten itä/länsi ja tiedetään tarkkaan kohteen suunta.

Nyt kun luin tämän lauseen uudestaan niin epäilen että lampun syttyminen on koskenut ns. phased arrayta (en muista miksikä tuota pitäisi sanoa suomeksi): https://en.wikipedia.org/wiki/Phased_array

Tuossa ensimmäisessä animaatiossa toimii tuollainen vaiheistettu radiolähetin, mutta yhtälailla vastaanottohommissa voidaan vaihe-eroja säätämällä tehdä kiinteästä antennirivistöstä sellainen joka kuulee signaalia vain tietystä kapeasta suunnasta. Siis voidaan etsiä jonkun tuntemattoman kohteen suunta.

Radiointerferometriassa ei varsinaisesti ole aivan tästä kysymys, vaikka hyvin samankaltaisilla periaatteilla leikitäänkin.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 10-04-2019, 00:20:02
Ei valo ole mikään kimppu erillisiä fotoneja joista jokaisella on jokin toisistaan riippumaton aallonpituus ja vaihe, ja joka voi osua vain yhteen paikkaan kerrallaan.

Thomas Young osoitti valon aaltoluonteen jo kaksisataa vuotta sitten näyttämällä että kahden kapean raon läpi kulkeva valo muodostaa interferenssikuvion, joka esiintyy siitä huolimatta vaikka valoa laitettaisiin tulemaan vain yksi fotoni kerrallaan. Peittämällä toinen raoista kuvio häviää. Fotoni kulkee siis aaltoluonteensa takia kummankin raon läpi yhtäaikaa. Samoin käy niihin kahteen radioteleskooppiin osuvalle fotonille.
No jos fotoni jakautuu kahden teleskoopin välillä, niin vain toiseen se absorboituu. Jos absorboituisi molempiin, energian säilymislaki ei toimisi. Tai jos säilymislaki halutaan  pitää voimassa, osumassa aallonpituus kaksinkertaistuu? Ja jos aallonpituus kaksinkertaistuu, kuinka mittaus sitten onnistuu?

Lisäksi, samasta suunnasta tulee paljon muitakin fotoneita, mistä teleskooppi osaisi valita juuri tietyn fotonin ja neuvotella naapuri teleskoopin kanssa että juuri se korvamerkitty fotoni saatiin kennolle?

Lainaus
Tässä ollaan jo ihan vähän jyvällä siitä periaatteesta. Mutta ei pidä ajatella mitään kolmioita, tämän systeemin kannalta ne kolmion kummatkin pitkät sivut ovat käytännössä yhdensuuntaisia. Siis kohteesta katsottuna niiden kahden teleskoopin välinen kulma on käytännössä nolla. Kolmioita piirrellään sitten sinne teleskooppien luokse kuten tuossa Einarin linkkaamassa sivussa.
En tarkoittanut kolmiota Sagittaariukseen päin vaan näin: Etelä-Amerikan itärannikolla on antenni I, Andeilla on A. A on lähempänä Sagittariusta, sinne osuu ensin fotoni. A:sta piirretään kolmion kateetti I:n yläpuolelle lähiavaruuteen niin että se tekee suorankulman kohti I:tä. Sieltä alas I:hin on tarkasti mitattava matka. Toinen tarkasti mitattava matka on I:stä A:han hypotenuusana joka menee maan läpi. Eikös noilla pysty tarkkaan mittaamaan kolmion sivun suunnan kohti Sagittariusta? Eli kun A ja I 'neuvottelevat' voidaan saadaan tietää kuinka monta nanosekuntia myöhemmin fotoni osuu I:hin ja sen perusteella tiedetään suorankulman tarkka korkeus I:stä, näillä tiedoilla vissiin voidaan laskea kateetin tarkka suunta kohti Sag:ia.

Lainaus
Tässä taas mentiin niin pahasti pieleen etten oikein edes tiedä mistä aloittaa. Ainakaan polarisaatio ei tähän perusperiaatteeseen liity millään tavalla.

Ajattelin vaan että polarisaatio on mitä sattuu joka fotonilla ainakin näkyvän valon tapauksessa mutta että radioaaltojen kohdalla olisi joku tekijä joka nostaa tietyn polarisaation vallitsevaksi ja sen perusteella aaltorintama tekisi interferenssin josta saadaan kateetin 'mittakeppi'. No voin olla väärässä.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Lauri Kangas - 10-04-2019, 07:52:15
No jos fotoni jakautuu kahden teleskoopin välillä, niin vain toiseen se absorboituu. Jos absorboituisi molempiin, energian säilymislaki ei toimisi. Tai jos säilymislaki halutaan  pitää voimassa, osumassa aallonpituus kaksinkertaistuu? Ja jos aallonpituus kaksinkertaistuu, kuinka mittaus sitten onnistuu?

Lisäksi, samasta suunnasta tulee paljon muitakin fotoneita, mistä teleskooppi osaisi valita juuri tietyn fotonin ja neuvotella naapuri teleskoopin kanssa että juuri se korvamerkitty fotoni saatiin kennolle?

Nyt yrität väkisin selittää valon hiukkasluonteella ilmiötä joka on mahdollista selittää vain valon aaltoluonteella. Ei se mitään, Isaac Newton kajahti ihan samaan virheeseen, mutta niistä ajoista on fysiikka jo hieman kehittynyt.

Onko tuo mainitsemani Youngin kaksoisrakokoe tuttu? Jos ei, niin nyt välittömästi opiskelemaan aihetta!


En tarkoittanut kolmiota Sagittaariukseen päin vaan näin: Etelä-Amerikan itärannikolla on antenni I, Andeilla on A. A on lähempänä Sagittariusta, sinne osuu ensin fotoni. A:sta piirretään kolmion kateetti I:n yläpuolelle lähiavaruuteen niin että se tekee suorankulman kohti I:tä. Sieltä alas I:hin on tarkasti mitattava matka. Toinen tarkasti mitattava matka on I:stä A:han hypotenuusana joka menee maan läpi. Eikös noilla pysty tarkkaan mittaamaan kolmion sivun suunnan kohti Sagittariusta? Eli kun A ja I 'neuvottelevat' voidaan saadaan tietää kuinka monta nanosekuntia myöhemmin fotoni osuu I:hin ja sen perusteella tiedetään suorankulman tarkka korkeus I:stä, näillä tiedoilla vissiin voidaan laskea kateetin tarkka suunta kohti Sag:ia.

Siinä tapauksessa olit varmaan ihan oikeilla jäljillä. Mutta ei edelleenkään se suunta ole se tuntematon muuttuja tässä yhtälössä. Suunta tiedetään hyvin tarkasti, sillä on päätetty että tehdään kuva, ja siinä joka pikseli on hieman eri suunnassa. Sitten yritetään mitata paljonko kustakin niistä suunnasta tulee signaalia. Siitä voidaan sitten piirtää kuva.

Ajattelin vaan että polarisaatio on mitä sattuu joka fotonilla ainakin näkyvän valon tapauksessa mutta että radioaaltojen kohdalla olisi joku tekijä joka nostaa tietyn polarisaation vallitsevaksi ja sen perusteella aaltorintama tekisi interferenssin josta saadaan kateetin 'mittakeppi'. No voin olla väärässä.

Ei se ole mikään sääntö että näkyvällä valolla on satunnainen polarisaatio. Jos jostain lähteestä tuleva valo on polarisoitunutta, joka fotonilla on sama polarisaatio. Tämä pätee esimerkiksi valolle joka paistaa tietokoneesi/kännykkäsi näytöstä kohti naamaasi.

En osaa nyt suorilta sanoa miten polarisaatio vaikuttaa noihin radiotähtitieteellisiin mittauksiin (varmaan useissa kohteissa mittaillaan säteilystä kummankin suuntaista polarisaatiota) mutta polarisaatio ei joka tapauksessa ole se mikä aiheuttaa interferenssin, vaan sen aiheuttaa sen säteilyn koherenssi.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 10-04-2019, 13:03:22
Nyt yrität väkisin selittää valon hiukkasluonteella ilmiötä joka on mahdollista selittää vain valon aaltoluonteella. Ei se mitään, Isaac Newton kajahti ihan samaan virheeseen, mutta niistä ajoista on fysiikka jo hieman kehittynyt.
En vaan mene merta edemmäs kalaan, kala tuli jo hiukkasluonteella. Eipä silti toki aaltoluonnekin on totta.

Lainaus

Onko tuo mainitsemani Youngin kaksoisrakokoe tuttu? Jos ei, niin nyt välittömästi opiskelemaan aihetta!

Onpa hyvinkin tuttu, onhan sitä käsitelty täällä monesti...

Lainaus
Siinä tapauksessa olit varmaan ihan oikeilla jäljillä. Mutta ei edelleenkään se suunta ole se tuntematon muuttuja tässä yhtälössä. Suunta tiedetään hyvin tarkasti, sillä on päätetty että tehdään kuva, ja siinä joka pikseli on hieman eri suunnassa. Sitten yritetään mitata paljonko kustakin niistä suunnasta tulee signaalia. Siitä voidaan sitten piirtää kuva.
Sepä se, hirmuinen määrä prosessointia.

Lainaus
Ei se ole mikään sääntö että näkyvällä valolla on satunnainen polarisaatio. Jos jostain lähteestä tuleva valo on polarisoitunutta, joka fotonilla on sama polarisaatio. Tämä pätee esimerkiksi valolle joka paistaa tietokoneesi/kännykkäsi näytöstä kohti naamaasi.

En osaa nyt suorilta sanoa miten polarisaatio vaikuttaa noihin radiotähtitieteellisiin mittauksiin (varmaan useissa kohteissa mittaillaan säteilystä kummankin suuntaista polarisaatiota) mutta polarisaatio ei joka tapauksessa ole se mikä aiheuttaa interferenssin, vaan sen aiheuttaa sen säteilyn koherenssi.

Ajattelin että polarisaatio lisää interferoivien aaltojen määrää koska niillä on vain yksi värähtelysuunta lukemattomien suuntien sijaan. Mutta tämä vain pähkäilyä.


Palaan vielä energian säilymislakiin, se siis tarkoittaisi että startissa olevan fotonin energia ei lisääntyisi perillä. Jos nyt sanot että fotoni menee kahteen eri antenniin jotka on tuhansien kilometrien päässä toisistaan, niin keila on todella leveä. Leveys teettää yllätyksen: osa keilasta osuu maahan jo ennen antenneja. Siksi fotoni luovuttaisi energiaa jatkuvasti ja vain rippeet tulisi viimeiseen antenniin.

Tässä lainaus "Maailmankaikkeuden synty" ketjusta:

 Vastaus #68 : 23-08-2009, 15:11:49 »
Lainaus käyttäjältä: mistral - 23-08-2009, 14:28:09

    Jostain kouluajoilta oli jäänyt takaraivoon se, että kvantti on pienin mahdollinen energian paketti. Tätä taustaa vasten tuntui oudolta, että fotoni, joka energisyydessä voi olla biljoonakertainen toiseen fotoniin verrattuna, olisi yhtä kuin kvantti. No, uskottava se on.

RJ
Yleisesti ottaen fotonilla voi olla mikä energia (eli aallonpituus eli taajuus) tahansa, mutta esim. atomin elektronien energiatasot voivat saada vain tiettyjä arvoja (alunperin Planckin kvanttihypoteesi). Kvantittuminen näkyy nimenomaan sidotuissa systeemeissä, ei niinkään vapailla hiukkasilla.

Lainaus
    Jos yksittäisen fotonin aalto on levinnyt koko avaruuteen, niin sen energiatiheys pienenee koko ajan ja häviää nopeasti olemattomiin. Eli onkohan tässä aallon tehtävänä ainoastaan informaation siirtäminen (jos se ei kuluta energiaa) Energian siirtäminen taas olisi hiukkasen tehtävä.

RJ
Todennäköisyysaaltoa ei voi suoraan havaita, ainoastaan sen interferenssi on kaksoisrakokokeessa nähtävissä. Valolähteessä fotoni synnytetään diskreettinä energiapakettina, jonka jälkeen se aaltomaisesti siirtyy systeemin läpi, ja taas jälleen kasaantuu diskreetiksi pisteeksi osuessaan varjostimelle. Tämä on todella ihmeellinen asia, mutta malli on silti aika yksinkertainen ja tarkka..



Loppupuolella RJ sanoo että synnytetään diskreettinä ja absorbtiossa kasaantuu diskreetiksi. Tätä tarkoitin kun sanoin ettei fotoni voi absorboitua kahdelle eri antennille. Eli kaksoisrakokoe on jotenkin erilainen ihan perusteiltaan. Johtuuko sitten siitä että raot on niin lähellä toisiaan vai siitä ettei aallolla ole muita reittejä auki, vai siitä että varjostin on suora taso. Ehkä kaikki kolme vaikuttaa?
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Eusa - 10-04-2019, 13:26:03
 :azn:

EDIT: Moderointia, liitetiedosto poistettu. Ohessa suora linkki
https://xkcd.com/2133/
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 10-04-2019, 14:40:38
:azn:

Joo, se on kiven takana. Mutta Ylen sivuilla lupasivat tiedotustilaisuuden klo 16
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: pnuu - 10-04-2019, 14:44:40
Nyt kun luin tämän lauseen uudestaan niin epäilen että lampun syttyminen on koskenut ns. phased arrayta (en muista miksikä tuota pitäisi sanoa suomeksi): https://en.wikipedia.org/wiki/Phased_array

Vaiheistettu antenniryhmä.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Eusa - 10-04-2019, 15:31:51
Joo, se on kiven takana. Mutta Ylen sivuilla lupasivat tiedotustilaisuuden klo 16
Sain tuon sarjiksen eräältä tiedotustilaisuuteen osallistuvalta tutkijalta ja on aika hermona, että ans kattoo ny mitä sieltä tulee...
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 10-04-2019, 18:39:37
Tiedotustilaisuudessa oli m87 galaksin todella massiivinen musta aukko kuvattuna, olisko lähes 2000x oman galaksimme ma:ta massiivisempi. Valon määrä ympärillä oli suuri, mistäköhän sellainen kirkkaus tulee? Ja onko se todellisuudessa radioaaltoja vai näkyvää valoa? Tarkkuus on harrastajalle mykistävä...
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: ketarax - 11-04-2019, 00:34:54
Tiedotustilaisuudessa oli m87 galaksin todella massiivinen musta aukko kuvattuna, olisko lähes 2000x oman galaksimme ma:ta massiivisempi. Valon määrä ympärillä oli suuri, mistäköhän sellainen kirkkaus tulee? Ja onko se todellisuudessa radioaaltoja vai näkyvää valoa? Tarkkuus on harrastajalle mykistävä...

Valo on radioaaltoja ja tulee aukkoa ympäröivästä materiasta.  Tarkkuus on toki mieletön, mutta julkisuuteen tuotu kuva, no, en halua sanoa että valehtelee, mutta liioittelee: efektiivinen kulmaerotuskyky M87*:n mittauksessa oli n. 20μas (https://iopscience-event-horizon.s3.amazonaws.com/article/10.3847/2041-8213/ab0f43/The_Event_Horizon_Telescope_Collaboration_2019_ApJL_875_L5.pdf).  Eli tapahtumahorisontin varjosta saatiin talteen suunnilleen yksi pikseli, tai kertymäkiekkoineen (vai -palloineen...) n. 3x3px kuva.  Varjon kaunis, tasaisen pyöreä muoto on enempi kuvankäsittelyä kuin mittausta.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Lauri Kangas - 11-04-2019, 08:57:48
Varjon kaunis, tasaisen pyöreä muoto on enempi kuvankäsittelyä kuin mittausta.

Tähän vielä selvennys, että kyseessä on sellainen "miten saadaan tämä 3x3 pikselin kuva skaalattua isommaksi ja pehmeämmäksi että sitä on järkevämpää esitellä" -tyyppinen kuvankäsittely, ei "miten piirretään tästä hienompi" -tyyppinen kuvamanipulaatio.

Siltä varalta että joku tulkitsisi koko homman huijaukseksi.  :smiley:
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: jpaana - 11-04-2019, 10:00:07
Luulisi että tuolla datamäärällä jotain drizzlen tyylistä tarkkuuden parantamistakin voisi harrastaa.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: ketarax - 11-04-2019, 10:10:15
Luulisi että tuolla datamäärällä jotain drizzlen tyylistä tarkkuuden parantamistakin voisi harrastaa.

Ja harrastetaankin, käytännössä "resoluutio" ei ole interferometriassa aivan yhtä suoraviivainen käsite kuin ccd:n ja polttovälin kanssa pelattaessa.  Sitä voi vähän niinkuin säätää.  EHT:kin ilmoittaa "nominaalisen" resoluution, eikä tarkasti, eikä samaa arvoa joka paperissa.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 11-04-2019, 11:21:46
Se että valorengas on alapuolella kirkaampi, johtuu vissiin näkökulmasta. Eli se on suunnilleen yhtä kirkas joka suunnassa mutta yäpuolella materia peittää osan kirkkaudesta.

Ihmetyttää kuinka ilmakehän läpi saa näin tarkkoja kuvia.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: vehnae - 11-04-2019, 11:33:33
Tässä videossa (https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo) on varsin havainnollisesti selitetty, miksi kuva näyttää siltä kuin näyttää.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Eusa - 11-04-2019, 11:46:51
Tässä radiohavaintojen tarkkuusesimerkki, jollaisesta julkaisukuvaa on lähdetty "tekemään".

Viereen lisätty vastaavuuskuvaus julkaisusta.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Eusa - 11-04-2019, 11:54:38
https://www.youtube.com/watch?v=S_GVbuddri8

Tässä esiintyy myös oman galaksimme keskus, kun näytetään kerätyn datan vaikutusta kuvanmuodostukseen.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: ketarax - 11-04-2019, 12:25:24
Se että valorengas on alapuolella kirkaampi, johtuu vissiin näkökulmasta.

Relativistinen Doppler-efekti (https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming).  Kirkkaammalla alueella rompe on liikkeessä (enemmän) meitä päin, himmeämmällä (enemmän) meistä pois päin.

Sikäli johtuu näkökulmasta, että jos kampe ois liikkeessä 2D-kiekossa jonka normaali ois tismalleen näkölinjamme suuntainen niin tämmöistä "kahtijakoista" kirkkauseroa ei nähtäisi.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 11-04-2019, 14:05:40
Tässä videossa (https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo) on varsin havainnollisesti selitetty, miksi kuva näyttää siltä kuin näyttää.

Varmaankin noin, nyt myös käsite 'varjo' selvisi, varjo on pinta-alaltaan paljon suurempi kuin Schwarzschildin halkaisija.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 11-04-2019, 14:08:18
Tässä radiohavaintojen tarkkuusesimerkki, jollaisesta julkaisukuvaa on lähdetty "tekemään".

Viereen lisätty vastaavuuskuvaus julkaisusta.

Ai se on noin isoista pikseleistä tehty. Tarkoittaako se että tarkka kuva on arvaus?

Sikäli kuin ymmärrän, jokainen fotoni sijoitetaan yksilöllisesti kuvaan, eikä kennoa käytetä niinkään kuvanmuodostukseen vaan ajanmääritykseen. Eli 'ensimmäisen' antennin kennolta saadaan lähtöaika ja toisen antennin kennolta tuloaika ja siitä lasketaan kuinka monta mikrometriä valo ehtii matkustaa, mikä määrittää sen kolmion kateetin pituuden. Mutta olen aika epävarma olenko edes oikeilla jäljillä, liian monta kysymysmerkkiä leijuu ilmassa.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Eusa - 11-04-2019, 14:22:55
Ai se on noin isoista pikseleistä tehty. Tarkoittaako se että tarkka kuva on arvaus?
On siinä aika paljon arvailua, mutta sikäli valistunutta, että vaihteiluista radioteleskoopin mittauksissa voidaan johtopäätöksin tarkentaa kuvaa. Katso edellä linkkaamani video.

Muuten, kaveri, joka toimitti sen epävarmuuksista vihjailevan sarjakuvan, oli juurin tuo Heino Falcke, jolla oli avainrooli julkistustilaisuudessa.  :tongue: :huh:
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 11-04-2019, 14:37:04
On siinä aika paljon arvailua, mutta sikäli valistunutta, että vaihteiluista radioteleskoopin mittauksissa voidaan johtopäätöksin tarkentaa kuvaa. Katso edellä linkkaamani video.

Muuten, kaveri, joka toimitti sen epävarmuuksista vihjailevan sarjakuvan, oli juurin tuo Heino Falcke, jolla oli avainrooli julkistustilaisuudessa.  :tongue: :huh:

Jos se oli se Ylen striimaus, siitä puuttui tekstitys ja nimet mutta aika hyvin sai selvää jutuista :)

Mutta tein nämä lisäykset edelliseen viestiin:

"Sikäli kuin ymmärrän, jokainen fotoni sijoitetaan yksilöllisesti kuvaan, eikä kennoa käytetä niinkään kuvanmuodostukseen vaan ajanmääritykseen. Eli 'ensimmäisen' antennin kennolta saadaan lähtöaika ja toisen antennin kennolta tuloaika ja siitä lasketaan kuinka monta mikrometriä valo ehtii matkustaa, mikä määrittää sen kolmion kateetin pituuden. Mutta olen aika epävarma olenko edes oikeilla jäljillä, liian monta kysymysmerkkiä leijuu ilmassa."
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Kaizu - 11-04-2019, 14:49:47
Relativistinen Doppler-efekti (https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming).  Kirkkaammalla alueella rompe on liikkeessä (enemmän) meitä päin, himmeämmällä (enemmän) meistä pois päin.

Sikäli johtuu näkökulmasta, että jos kampe ois liikkeessä 2D-kiekossa jonka normaali ois tismalleen näkölinjamme suuntainen niin tämmöistä "kahtijakoista" kirkkauseroa ei nähtäisi.

Näkisimme kirkkaan kvasaarin kun kertymäkiekon navan suuntaan lähtevä suihku osottaisi katsojan silmään. Musta aukko piiloutuisi sen taakse. M87:lla on "selkeästi" erottuva materiasuihku joka ei osoita meitä kohti. Emme siis ole kiekon normaalin suunnassa ja kiekko näkyy kuvassa niinkuin sen ennusteen mukaan pitääkin

Kaizu
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: ketarax - 11-04-2019, 16:18:30
Ai se on noin isoista pikseleistä tehty. Tarkoittaako se että tarkka kuva on arvaus?

Ei sitä oikeastaan ole tehty pikseleistä ollenkaan.  Kyllä, kuvaa voi pitää jonkinlaisena hyvin valistuneena arvauksena, tai mittauksilla ohjattuna synteesinä.

Lainaus
Sikäli kuin ymmärrän, jokainen fotoni sijoitetaan yksilöllisesti kuvaan, eikä kennoa käytetä niinkään kuvanmuodostukseen vaan

Ei ole kennoa.  Interferometri koostuu useista antenneista erilaisilla etäisyyksillä (ns. baseline eli suomeksi kanta) toisistaan.  Antennit mittaa radiosignaalin amplitudivaihtelut (jotka sisältää tiedon sekä signaalin sisältämistä taajuuksista että näiden vaiheista -- mutta yksittäisessä antennissa ei mitään tietoa kohteen muodoista, ts. yksi antenni ei muodosta kuvaa ollenkaan; tai jos on ihan pakko, niin voi kai ajatella että interferometrin yksittäinen antenni "kuvaa" yhden ison pikselin joka peittää kohteen kokonaan).  Eri antenneilta mitatut signaalit interferoidaan (kertolaskulla -- tässä ei tarvita kaksoisrakoa!) pareittain ja näin saaduille interferenssikuvioille (l. interferogrammeille) tehdään Fourier-muunnos, jonka lopputuloksena saadaan lopulta kuvia kohteesta -- kukin eri resoluutiolla eri antenniparien eri kannoilla.  Lopuksi nämä yhdistetään yhdeksi kuvaksi. 

Selvää kuin pläkki?  No ei, tässä jäi suurin osa detaljeista kertomatta, mutta katsotaan jos niitä voitaisiin ajan kanssa availla :-)
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 11-04-2019, 17:58:07
Näkisimme kirkkaan kvasaarin kun kertymäkiekon navan suuntaan lähtevä suihku osottaisi katsojan silmään. Musta aukko piiloutuisi sen taakse. M87:lla on "selkeästi" erottuva materiasuihku joka ei osoita meitä kohti. Emme siis ole kiekon normaalin suunnassa ja kiekko näkyy kuvassa niinkuin sen ennusteen mukaan pitääkin

Kaizu

Suihku ampuu materiaa suurella nopeudella kyllä mutta niin on kertymäkiekonkin nopeus suuri, tämä teettää sini- ja punasiirtymää. Kuvassa vaan näyttää kuin rengas olisi ylhäällä ohuempi mutta ehkä se johtuu antennin rajallisesta taajuusalueesta. Jos punasiirtymä ylhäällä on niin suuri ettei antenni jaksa venyä sille alueelle? Tai blokkaako ilmakehä sitä taajuutta?
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: Lauri Kangas - 11-04-2019, 18:51:30
Eri antenneilta mitatut signaalit interferoidaan (kertolaskulla -- tässä ei tarvita kaksoisrakoa!) pareittain

Juuri näin. Kaksoirakokoe liittyi tässä keskustelussa siihen että ihan kuin kaksoisrakokoeessa, niin tässäkin ihan todistetusti tapahtuvan ilmiön selittämiseen riittää täysin valon aaltoluonne. Hiukkasluonnetta ei tässä yhteydessä kannata miettiä ollenkaan, itseasiassa sen miettiminen johtaa ihmisjärjelle käsittämättömiin lopputuloksiin, kuten että sama fotoni voi kulkea kahden raon läpi yhtä aikaa. Näin maailma kuitenkin toimii. Signaalin voi ajatella ihan jatkuvana palloaaltona (tai itseasiassa kohteen kaukaisuuden vuoksi tasoaaltona), ja sen perusteella laskemalla saadut tulokset vastaavat havaintoja aivan prikulleen.

Kaksoisrakokokeessa niihin kahteen rakoon saapuva aaltorintama synnyttää kumpikin uuden palloaallon, jotka sitten interferoivat keskenään ja piirtävät varjostimelle lopputuloksena erikoisen kuvion. Teleskooppien tapaus on yhtä pykälää yksinkertaisempi: signaali nauhoitetaan kummallakin teleskoopilla ja ne yhdistetään suoraan toisiinsa.

Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: AstroIle - 11-04-2019, 19:09:29
Hei,

Teen pienen sivuhypyn aiheeseesta. Videossa henkilö pohtii mustan aukon muotoa tähän julkistukseen liittyen.
Minusta tämä on selkein esitys aiheesta mihin olen törmännyt vaikka radiointerferometriasta ei puhutakkaan.

How to Understand the Image of a Black Hole
https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo

T.AstroIle

Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 11-04-2019, 19:55:51
Ei sitä oikeastaan ole tehty pikseleistä ollenkaan.  Kyllä, kuvaa voi pitää jonkinlaisena hyvin valistuneena arvauksena, tai mittauksilla ohjattuna synteesinä.

Ei ole kennoa.  Interferometri koostuu useista antenneista erilaisilla etäisyyksillä (ns. baseline eli suomeksi kanta) toisistaan.  Antennit mittaa radiosignaalin amplitudivaihtelut (jotka sisältää tiedon sekä signaalin sisältämistä taajuuksista että näiden vaiheista -- mutta yksittäisessä antennissa ei mitään tietoa kohteen muodoista, ts. yksi antenni ei kerää "kuvaa" ollenkaan; tai jos on ihan pakko, niin voi kai ajatella että interferometrin yksittäinen antenni "kuvaa" yhden ison pikselin joka peittää kuvattavan kohteen kokonaan).  Eri antenneilta mitatut signaalit interferoidaan (kertolaskulla -- tässä ei tarvita kaksoisrakoa!) pareittain ja näin saaduille interferenssikuvioille (l. interferogrammeille) tehdään Fourier-muunnos, jonka lopputuloksena saadaan lopulta kuvia kohteesta -- kukin eri resoluutiolla eri antenniparien eri kannoilla.  Lopuksi nämä yhdistetään yhdeksi kuvaksi. 

Selvää kuin pläkki?  No ei, tässä jäi suurin osa detaljeista kertomatta, mutta katsotaan jos niitä voitaisiin ajan kanssa availla :-)

Hei olenko ymmärtänyt mekanismin oikein?
Yritän kuvailla. 'Mittakeppinä' olisi suorakulmaisen kolmion kateetti. Sama kateetti toimii myös lineaarina joka osoittaa kohti kuvattavaa kohdetta. Tämä suorakulmainen on siis sikäli hyvä että trigometrisillä laskuilla kaikki on laskettavissa kun tiedetään kahden sivun pituus. Ja ne sivut on juuri tuo kateetti ja hypotenuusa.
Kahden antennin (tai 3 tarvitaan mutta jätän kolmannen pois jotta periaate aukenisi) paikat olkoot missä vaan vaikka A Andeilla ja I itärannikolla. Oletetaan että A on lähempänä kohdetta. Piirretään kolmio, hypotenuusa maan läpi A:sta I:hin, lineaarikateetti I:stä kohteeseen, toinen kateetti A:sta lineaarikateetin suorakulmaan.
No nyt kun tulee fotoni vaikka SgtA:sta A antenniin, sen tarkka kellonaika kirjataan muistiin. JOS sama aaltorintama tuo toisen fotonin antenniin I, sekin kirjataan ja lasketaan erotus eli aika mikä kuluu kirjauksien välillä. Sen perusteella lasketaan valon matka, sanotaan vaikka 300 000 000mm, se säädetään kateettilineaariin. Nyt suorakulman paikka on sillä korkeudella avaruudessa. Kun tulee seuraava fotoni ja sen suunta eri, olkoon sen matka vaikka 300 000 000,001mm, niin ruuvataan kateettia 0,001mm korkeammalle avaruuteen. Nyt tapahtuu oleellinen juttu, suorakulma menee vinoon ja sen korjaamiseksi toista kateettia pitää lyhentää n. 0,001mm. Seurauksena lineaarikateetti kallistuu sen verran Andeja kohti. Tässä se mekanismi on. Toki tarvitaan myös pohjois-etelä mekanismi, sen tekemä korjaus vasta antaa lopullisen suunnan ja silloin lineaari osoittaa tarkasti, mistä fotoni on tullut.
Oma lukunsa on sitten mitä interferometrissä tapahtuu, varmaan tietokoneet tekee kovasti työtä, mutta tässä yritän vaan ymmärtää periaatetta.
Otsikko: Vs: Radiointerferometria
Kirjoitti: mistral - 11-04-2019, 21:46:24
Hei,

Teen pienen sivuhypyn aiheeseesta. Videossa henkilö pohtii mustan aukon muotoa tähän julkistukseen liittyen.
Minusta tämä on selkein esitys aiheesta mihin olen törmännyt vaikka radiointerferometriasta ei puhutakkaan.

How to Understand the Image of a Black Hole
https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo

T.AstroIle

Vehnae toi saman videon #23, tosi hyvin tehty tietopaketti.