Listy czytelników

Witam!

Przeczytałem z zainteresowaniem artykuł „Kosmiczny tygiel” w numerze 12/2017 „WiŻ” i przypomniała mi się kwestia, nad którą zastanawiałem się niejednokrotnie, czytając o obserwacjach spektroskopowych. Jak wiadomo, wszystkie obiekty w kosmosie przemieszczają się względem siebie i to z dość dużymi prędkościami. Fale elektromagnetyczne, które emituje taki przemieszczający się obiekt, podlegają zjawisku Dopplera, co przy obserwacjach prowadzi do zmiany ich częstotliwości. Zapewne dla sporej części obserwowanych obiektów nie jest znana prędkość i kierunek przemieszczania się. Jak więc naukowcy interpretują wyniki takich obserwacji opartych na długościach fal?

ADAM BRZEZIŃSKI

Szanowny Panie!

Bardzo dziękuję za celne pytanie dotyczące efektu Dopplera. Powinienem był wyjaśnić tę kwestię w samym tekście, aby wszystko było jednoznaczne. To prawda, że w przypadku ruchu np. obłoków molekularnych w badaniach radiospektroskopowych musimy uwzględnić ten efekt. Na szczęście można to zrobić w dość prosty sposób. W większości wypadków znamy „ziemskie” widma poszukiwanych cząsteczek. Fale elektromagnetyczne docierające z daleka będą miały inne częstotliwości, ale istotne jest to, że obserwujemy zwykle co najmniej kilka charakterystycznych linii dla danej cząsteczki. Widmo będzie miało taki sam kształt jak „ziemskie”, ale zaobserwujemy pewne przesunięcie, dokładnie takie samo dla każdej linii emitowanej przez molekułę. Tylko wtedy możemy potwierdzić, że to właśnie ten związek. Symulację można zobaczyć na przezroczu nr 9 w tej prezentacji:

http://www.mso.anu.edu.au/pfrancis/roleplay/MysteryPlanet/doppler.pdf.

Upraszczając: to trochę tak, jakby sprawdzać przez nałożenie, czy dwie fotografie wykonane z dwóch różnych miejsc pokazują ten sam obiekt. Muszą się w nich zgadzać elementy – i, co więcej, każdy z nich musi być przesunięty o taką samą odległość. Co jednak w przypadku, gdy próbujemy odkryć molekułę, która na Ziemi nie istnieje? Dziś sprawa jest dość prosta – obliczeniowe metody chemii kwantowej pozwalają na symulację jej widma z całkiem dobrą dokładnością. W tym przypadku dopasowujemy widmo wyliczone do tego, które uzyskaliśmy z pomiarów astronomicznych.

MIROSŁAW DWORNICZAK

Szanowna Redakcjo!

W artykule Mirosława Dworczaka „Zawrót głowy” podano błędne rozróżnienie siły odśrodkowej i dośrodkowej. Choć intuicyjną charakteryzację obydwu przedstawiono dobrze, to pominięto najważniejszy fakt, iż odśrodkowa działa jedynie w nieinercjalnym układzie odniesienia związanym z poruszającym się po zakrzywionym torze ciałem, a dośrodkowa – jedynie w układzie inercjalnym, np. związanym ze środkiem obrotu. (Dlatego też siła odśrodkowa zaliczana jest do sił pozornych bezwładności, choć tu sprawa jest subtelna). Całkowitym błędem jest natomiast stwierdzenie, jakoby siły te się równoważyły! One działają w innych układach, zatem tam, gdzie działa jedna, nie ma drugiej i vice versa – nie mogą się równoważyć. Przeważnie działają też na różne ciała. Siła dośrodkowa musi działać na krzesełko karuzeli, skoro porusza się ono po okręgu (aby zakrzywić tor). Siła odśrodkowa zaś działa na pasażera, nadając mu przyspieszenie odśrodkowe. Jeśli nie ma odpowiedniej bariery, to siła dośrodkowa nie zostanie na niego przeniesiona i poleci on po stycznej na zewnątrz (patrząc z zewnątrz, w wyniku bezwładności, a patrząc z wewnątrz krzesełka, w wyniku siły odśrodkowej). Gdyby siły te się równoważyły, to ciało poruszałoby się ruchem jednostajnym prostoliniowym, a widzimy, że tak nie jest. Patrząc z zewnątrz, krzesełko karuzeli porusza się po łuku, a patrząc z wewnątrz krzesełka, pasażer doznaje przyspieszenia na zewnątrz – tak czy siak, efekt działania niezrównoważonej siły jest jawny.

KAROL ŁAWNICZAK

Szanowny Panie!

Dziękuję za wnikliwy komentarz. Każdy odzew na teksty jest dla autora cenny. Niestety, uproszczenie pewnych spraw jest tu konieczne ze względu na ograniczoną objętość artykułów. Poza tym są one przygotowywane z myślą o wszystkich czytelnikach, niekoniecznie po studiach z fizyki.

MIROSŁAW DWORNICZAK