Физика (почему небо чёрное?)

[kashey]

1

[Трофимыч]

Вики- не читал.
Хочу уточнить: "должно быть светло" к чему относится? Предположу, что к чёрном небу над Землёй, когда "нет" Солнца или к космическому пространству где-то не слишком далеко от нашей планеты куда человек уже долетел и посмотрел, да?
Тогда мне непонятна постановка вопроса. А с чего там светло должно быть? Источников света нет. Вокруг- космическая пустота ("вакуум" я пока не стану употреблять...)- пустота не светится, не отражает, не поглощает- так чему там светиться? Луч прожектора тоже невидимый! Если на Земле и воздух чист и вид сбоку... Как нам известно, звёзды очень слабо светятся, чтобы источниками света быть. Для освещения, а не для телескопа (да ещё с фотоумножителем...), естественно. Да и звёзд явно маловато вокруг Земли (в пространстве...), чтобы можно было задумываться об освещении. (о невидимых невооружённым глазом нет смысла говорить).
Так что непонятна мне сама постановка вопроса. Пространство само по себе не светится. Светятся предметы отражённым светом. Явно, есть некоторая величина отраженного (от объекта, от наблюдателя...) света звезд и так же явно, эта величина так мала, что на Земле можно не учитывать.
Что, кто-то думает, что все звёзды в сумме должны светить на Землю сравнимо с нашим Солцем?
Возможно, чисто математически при бесконечном числе звёзд будет иной результат. НО: 1) мы наблюдаем конечное и явно малое число звёзд; 2) в твоей математике не всё понятно. (чуть позже...)

[Трофимыч]

В твоём примере второй множитель это площадь источника света, равная площади поверхности сферы.
Поясни, как ты светимость этого источника определил?

[kashey]

1

[Трофимыч]

не врубился сначала, что светимость=плотность потока...

[Трофимыч]

1.ты считаешь, что площадь излучения= площади поверхности сферы. При допущении бесконечности числа звёзд. Мне это не кажется очевидным. А если число звёзд конечно? Тогда Sизл. < Sсферы и поток соотв.
2. Ты посчитал некую условную величину суммарного "звёздного потока" на Земле и он оказался в 12 раз больше потока от одной звезды. Так?

[DS]

А ещё затухание в межзвёздном пространстве учесть бы. А ещё конечную продолжительность жизни звёзд и время, в течение которого свет добирается от бесконечно далёкой звезды до поверхности условной сферы.
А ещё определиться бы со светимостью и яркостью.
Я ничего в этом не понимаю, но - интересно.

[kashey]

1

[Трофимыч]

По моему поток даже 12-кратный по сравнению с одной звездой это слишком малая величина, чтобы его принимать во внимание, ведь есть наше Солнце. Надеюсь, поток от Солнца не приравнен в к той средней
величине I ?

[kashey]

1

[kashey]

1

[Трофимыч]

1.

1. Если вселенная бесконечна, то число звёзд бесконечно

-логично.
Но мы ведь сферу не бесконечного радиуса провели? Значит, множество должно быть конечным?
2. Или ты подсчитываешь суммарный поток всей вселенной, беря бесконечную сферу?
Поток через поверхность вычисляется интегрированием по этой самой поверхности, а если поверхность не определена? Если у сферы есть радиус, то интеграл сведётся в итоге к площади сферы, а если радиус бесконечен, то результат мне непонятен. Если ты математик, объясни, что тут следует из теоремы Гаусса? (я не спец., лучше как-то попроще) Могу предположить, что возникнет неопределённость- бесконечная площать/на бесконечный радиус.

[Трофимыч]

Если мы примем средний поток за поток Солнца, то получится, что по твоим вычислениям у нас должно светить сильнее в 12 раз, да? (ну, а если средний поток ещё больше.... то и светить должно в 12 раз от того потока)

[kashey]

1

[kashey]

Трофимыч писал:

Если мы примем средний поток за поток Солнца, то получится, что по твоим вычислениям у нас должно светить сильнее в 12 раз, да? (ну, а если средний поток ещё больше.... то и светить должно в 12 раз от того потока)
-------------------------------------------------
Это вся энергия, которая приходит в данную точку со всех сторон. Далее мы будем считать, что наша точка переизлучает эту энергию в пространство.
С ледоательно, чтобы получить яркость этой точки мы должны этот пришедший поток разделить на площадь сферы, через которую проходит энергия, т.е. на 12*r^2. Таким образом светимость нашей точки оказалась равной исходной светимости.
Почему я должен всё объяснять, предложите своё объяснение почему суммарного света звёзд не достаточно для освещения Земли.

[Трофимыч]

kashey: Почему я должен всё объяснять

хочется разобраться в том, что же мы хотим?
должен? Никто не сказал, что должен. Но я не математик. Что для тебя, вероятно, очевидно- для меня
надо объяснять. Наверное, и для других читателей.
Кстати, что с неопределённостью при бесконечном радиусе?

[Трофимыч]

kashey: Площадь сферы должна быть равна усреднённой площади звезды на их количество внутри сферы.

а вот это я вообще не понимаю.
1. А я считал, что мы имеем дело с точкой. Точечный излучатель с потоком I. Так на мой взгляд логично и удобно.
2. Какое может быть количество ИХ, когда ты сам выше сказал- "бесконечность" по штукам и по радиусу!? Какая может быть площадь при бесконечном радиусе? (сферы)
3. Хотелось бы осознать условия задачи прежде, чем начать над ней думать.
4. Предлагаю: либо берём фиксированный радиус и тогда придётся признать, что множество звёзд конечно,
либо берём бесконечный радиус (в этом случае смысл наших вычислений- величина светимости (она же плотность потока энергии бесконечного числа звёзд) - и тогда прошу объяснить мне про неопределённость?
5.

kashey: чтобы получить яркость

Предлагаю яркость не трогать..., а пользоваться одним понятием- светимость, как у тебя изначально было. Светимость= плотность потока энергии. Так или нет?
6. kashey: предложите своё объяснение почему суммарного света звёзд не достаточно для освещения Земли.
Вот! Как говорится в некоторых кругах: правильно заданный вопрос это уже половина ответа. Я готов над этой простенькой детской формулировкой подумать. А про мои сомнения насчёт неопределённости вида бесконечность/бесконечность прошу всё же разъяснить.

[Трофимыч]

Я бы предпочёл объяснения качественного характера без привлечения математического аппарата.
Читатели нам помогут.
А как интересно вопрос трансформировался!
предложите своё объяснение почему суммарного света звёзд не достаточно для освещения Земли.

[DS]

1. Чем обусловленно затухание? Каков его закон?

Каков закон? Кто из нас учёный? Я не знаю, каков закон, но я знаю, что оно есть и ты его не учитываешь. Может быть им можно и пренебречь, тебе видней, но тогда скажи почему.
Чем обусловлено? Да тем, что между звёздами нет пустоты. А раз там непустота, то она со светом как-то взаимодействует. И вряд ли она его усиливает.
Если тебе нужен пример - пожалуйста. Планета Земля - достаточно очевидный пример?

2. Продолжительность жизни звезды конечно важна. Можно зделать небольной рассчет. Диаметр Солнца 1400*10^6 м. Предположим среднее расстояние между звёздами 20 световых лет = 2*3*10 ^9*3600*24*365 м. Количество звёзд (при усреднённом расстоянии между ними) будет расти пропорционально кубу расстояния от Земли. Площадь сферы будет расли пропорционально квадрату расстояния от Земли. Таким образом получаем радиус сферы: 4*Pi*R^2=(Pi*490000*10^12*R^3)/(Pi*(10^11*36*24*365*6)^2) => => R=10^18 м , если не ошибся в рассчётах. => R = 100 световых лет.

Летели 2 крокодила: один зелёный, другой на север. Сколько лет ёжику?
Что твой расчёт означает? Я не понимаю.
Я имел в виду простую вещь - раз ты суммируешь светимости бесконечного количества звёзд, то в эту сумму попадают и те, которые находятся бесконечно далеко. Ну и те, которые просто, охренеть как, далеко. Свету от которых до твоей сферы ещё лететь и лететь. Ведь жизнь звёзд конечна? Следовательно, излучаемая ими энергия когда-то возникла. И, если это произошло далеко, до твоей сферы она ещё не долетела. Стало быть, ты суммируешь ещё недолетевшие до нас потоки.
Ну и наконец - чем тебя не удовлетворяет объяснение на основе Доплеровского эффекта?

[pas2005]

Господа! Раз кол-во звезд берется бесконечным то можно предположить что есть еще бесконечное кол-во черных дыр, планет, космической пыли и прочих непрозрачных и не выделяющих свет космических объектов. На примере нашей солнечной системы планет и подобных объектов можно предположить что непрозрачных тел больше в разы чем звезд. Так что не будет ли являться ответом на поставленный вопрос, то что наша планета просто в тенечке находится?