Phoenix Criminal Lawyer
августа 30, 2009

 


 


Красное смещение — наблюдаемое для всех далёких источников (галактики, квазары) понижение частот излучения, свидетельствующее о динамическом удалении этих источников друг от друга и, в частности, от нашей Галактики, т.е. о нестационарности (расширении) Метагалактики.

174

История обнаружения

Красное смещение для галактик было обнаруженоамериканским астрономом В. Слайфером в 1912-14; в 1929 Э. Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла).

Предлагались различные объяснения наблюдаемого смещения спектральных линий. Такова, например, гипотеза о распаде световых квантов за время, составляющее миллионы и миллиарды лет, в течение которого свет далёких источников достигает земного наблюдателя; согласно этой гипотезе, при распаде уменьшается энергия, с чем связано и изменение частоты излучения. Однако эта гипотеза не подтверждается наблюдениями. В частности, красное смещение в разных участках спектра одного и того же источника, в рамках гипотезы, должно быть различным.

Между тем все данные наблюдений свидетельствуют о том, что красное смещение не зависит от частоты, относительное изменение частоты z = (n0-n)/n0 совершенно одинаково для всех частот излучения не только в оптическом, но и в радиодиапазоне данного источника (n0 — частота некоторой линии спектра источника, n — частота той же линии, регистрируемая приёмником; n<n0). Такое изменение частоты — характерное свойство доплеровского смещения и фактически исключает все другие истолкования красного смещения.

Теория

В теории относительности доплеровское красное смещение рассматривается как совместный результат движения источника относительно приёмника (обычный эффект Доплера) и замедления течения времени в движущейся системе отсчёта (поперечный эффект Доплера, эффект специальной теории относительности). Если скорость системы источника относительно системы приёмника составляет v (в случае метагалактического красного смещения v — это лучевая скорость), то

175

(c — скорость света в вакууме) и по наблюдаемому красному смещению легко определить лучевую скорость источника:

176 

Из этого уравнения следует, что при  z —>? скорость v приближается к скорости света, оставаясь всегда меньше её (v < с). При скорости v, намного меньшей скорости света (v << с), формула упрощается: . Закон Хаббла в этом случае записывается в форме v = cz = Hr (r — расстояние, Н — постоянная Хаббла). Для определения расстояний до внегалактических объектов по этой формуле нужно знать численное значение постоянной Хаббла Н. Знание этой постоянной очень важно и для космологии: с ней связан так называвемый возраст Вселенной.

Следует отметить, что в космологии красное смещение интерпретируется не как результат действительного существования скорости удалённой галактики относительно наблюдателя (галактики в среднем неподвижны в сопутствующей системе отсчёта, если не считать случайных, так называемых пекулярных скоростей), но как результат космологического расширения Вселенной.

Измерение внегалактических расстояний

Вплоть до 50-х гг. 20 века внегалактические расстояния (измерение которых связано, естественно, с большими трудностями) сильно занижались, в связи с чем значение Н, определённое по этим расстояниям, получилось сильно завышенным. В начале 70-х гг. 20 века для постоянной Хаббла было принято значение Н = 53,5 (км/сек)/Мпк, обратная величина Т = 1/Н = 18 млрд. лет. По результатам последних наблюдений в 2005 году значение Н принято равным (72±3) (км/сек)/Мпк.

Фотографирование спектров слабых (далёких) источников для измерения красного смещения, даже при использовании наиболее крупных инструментов и чувствительных фотопластинок, требует благоприятных условий наблюдений и длительных экспозиций. Для галактик уверенно измеряются смещения z = 0,2, соответствующие скорости v = 60000 км/сек и расстоянию свыше 1 Гпк. При таких скоростях и расстояниях закон Хаббла применим в простейшей форме (погрешность порядка 10%, т.е. такая же, как погрешность определения Н). Квазары в среднем в сто раз ярче галактик и, следовательно, могут наблюдаться на расстояниях в десять раз больших (если пространство евклидово). Для квазаров действительно регистрируются z = 2 и больше. При смещениях z = 2 скорость v = 0,8 с = 240000 км/сек. На таких расстояниях уже сказываются специфические космологические эффекты — нестационарность и кривизна пространства-времени; в частности, становится неприменимым понятие единого однозначного расстояния (одно из расстояний — расстояние по красному смещению — составляет здесь r = v/H = 3,3 Гпк), поскольку расстояния зависят от принимаемой модели Вселенной и от того, к какому моменту времени они отнесены. Поэтому характеристики расстояния до столь удалённых объектов обычно пользуются просто величиной красного смещения.

Красное смещение свидетельствует о расширении всей доступной наблюдениям части Вселенной; это явление обычно называется расширением (астрономической) Вселенной.

 

1 комментарий на “Космологическое красное смещение красное смещение в спектрах галактик”

  1. В результате исследования эффекта «аномалии Пионеров» группой NASA под руководством В.Г.Турышева была получена формула a=cH (совпадает в пределах погрешности), где a — постоянная аномального торможения, H — постоянная Хаббла, c — скорость света. И, хотя формула приведена без лишних объяснений, из нее, согласно логике, прямо вытекает, что космологическое красное смещение и «аномалия Пионеров» — это один и тот же эффект, представляющий потерю кинетической энергии со временем, которая переходит в энергию флуктуаций вакуума. В этом можно убедиться, сделав простые расчеты. Постоянная аномального торможения космических аппаратов a = (8.74 +- 1.33)E-10 м/с^2, постоянная Хаббла (74.2 +- 3.6) км/с на один мегапарсек. Свет проходит один мегапарсек за 1.03E14 сек (3.26 миллиона лет). Умножив аномальное торможение на это время, получим величину, равную, в пределах погрешности, постоянной Хаббла:
    (8.74 +- 1.33)E-10 м/с^2 x 1.03E14 с = (90 +- 13.7) км/с
    Это говорит о том, что на все частицы, включая фотоны, действует аномальное торможение, но так как фотоны представляют волны, всегда движущиеся со скоростью света, то уменьшается только энергия. Аналогичная ситуация, когда фотоны теряют энергию (краснеют) в гравитационном поле, другие же частицы, которые могут покоиться, тормозятся, теряя скорость.
    Подробно на http://m622.narod.ru/gravity

    [Ответить]

Комментировать