Sarkanā maiņa. Sarkanā nobīde
Zvaigznes izstarotā gaisma, skatoties globāli, ir elektromagnētiskās svārstības. Skatoties lokāli, šis starojums sastāv no gaismas kvantiem – fotoniem, kas ir enerģijas nesēji kosmosā. Tagad mēs zinām, ka izstarotais gaismas kvants ierosina tuvāko telpas elementārdaļiņu, kas nodod ierosmi blakus esošajai daļiņai. Pamatojoties uz enerģijas nezūdamības likumu, šajā gadījumā gaismas ātrums ir jāierobežo. Tas parāda atšķirību starp gaismas un informācijas izplatību, kas (informācija) tika aplūkota 3.4. sadaļā. Šāda ideja par gaismu, telpu un mijiedarbības būtību ir izraisījusi izmaiņas Visuma idejā. Tāpēc ir jāpārskata sarkanās nobīdes jēdziens kā viļņu garuma palielināšanās avota spektrā (līniju nobīde pret spektra sarkano daļu) salīdzinājumā ar atskaites spektra līnijām un būtu jāpārskata šī efekta rašanās raksturs. (sk. Ievada 7. un . punktu).
Sarkanā nobīde ir divu iemeslu dēļ. Pirmkārt, ir zināms, ka sarkanā nobīde Doplera efekta dēļ rodas, kad gaismas avota kustība attiecībā pret novērotāju palielina attālumu starp tiem.
Otrkārt, no fraktāļu fizikas viedokļa sarkanā nobīde notiek, kad emitētājs tiek novietots liela zvaigznes elektriskā lauka zonā. Tad jaunā šī efekta interpretācijā gaismas kvanti - fotoni - radīs vairākus
atšķirīga svārstību frekvence salīdzinājumā ar zemes standartu, kurā elektriskais lauks ir niecīgs. Šī zvaigznes elektriskā lauka ietekme uz starojumu noved gan pie topošā kvanta enerģijas samazināšanās, gan pie kvantu raksturojošās frekvences samazināšanās; attiecīgi starojuma viļņa garums = C / (C ir gaismas ātrums, aptuveni vienāds ar 3 10 8 m / s). Tā kā zvaigznes elektriskais lauks nosaka arī zvaigznes gravitāciju, tad starojuma viļņa garuma palielināšanas efektu sauksim ar veco terminu "gravitācijas sarkanā nobīde".
Gravitācijas sarkanās nobīdes piemērs ir novērotā līniju nobīde Saules un balto punduru spektros. Tā ir sarkanās gravitācijas nobīdes ietekme, kas tagad ir ticami noteikta baltajiem punduriem un Saulei. Gravitācijas sarkanā nobīde, kas līdzvērtīga ātrumam, baltajiem punduriem ir 30 km/s, bet Saulei – aptuveni 250 m/s. Atšķirība starp Saules un balto punduru sarkanajām nobīdēm par divām lieluma kārtām ir saistīta ar šo fizisko objektu dažādajiem elektriskajiem laukiem. Apskatīsim šo jautājumu sīkāk.
Kā minēts iepriekš, zvaigznes elektriskajā laukā izstarotajam fotonam būs mainīta svārstību frekvence. Sarkanās nobīdes formulas atvasināšanai fotona masai izmantojam sakarību (3.7): m ν = h /C 2 = Е/С 2 , kur Е ir fotona enerģija, kas ir proporcionāla tā frekvencei ν. Tādējādi mēs redzam, ka fotona masas un frekvences relatīvās izmaiņas ir vienādas, tāpēc mēs tās attēlojam šādā formā: m ν /m ν = / = Е/С 2 .
Topošā fotona enerģijas AE izmaiņas izraisa zvaigznes elektriskais potenciāls. Zemes elektriskais potenciāls tās mazuma dēļ šajā gadījumā netiek ņemts vērā. Tad zvaigznes ar elektrisko potenciālu φ un rādiusu R izstarotā fotona relatīvā sarkanā nobīde SI sistēmā ir vienāda.
Sarkanā nobīde: vēsture un mūsdienīgums
Doplera efektsApmēram pirms simts gadiem amerikāņu astronoms Vestons Slifers (Slipher), strādājot zvaigžņu un miglāju spektroskopijas jomā, atklāja, ka spektrālās līnijas ķīmiskie elementi spektros, kas nāk no lielākās daļas miglāju, ir nobīde uz tās zemfrekvences daļu. Šo spektrālo līniju nobīdi vai relatīvās garuma izmaiņas sauc par sarkano nobīdi (RS).
z = (l - l 0)/l 0, (1) kur l 0 ir laboratorijas viļņa garums, l ir nobīdītās līnijas viļņa garums attālā miglāja spektrā.
Tā kā atsevišķas atomu starojuma spektrālās līnijas praktiski ir monohromatiski viļņi, V. Slifers piedāvāja arī savu novērojumu interpretāciju, balstoties uz Doplera efektu skaņas viļņiem. Kurā frekvences nobīdes apjoms ir atkarīgs no raidītāja relatīvās kustības ātruma. Izrādījās, ka V. Slifera iegūtajām 40 miglāju spektrālajām līnijām ir sarkanā nobīde un tikai viena miglāja (Andromēda) līnijām zilā nobīde. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, tika secināts, ka miglāji attālinās no mums, turklāt ar diezgan lielu ātrumu simtiem kilometru sekundē. 19.-20.gadsimta mijā zinātnē dominēja ideja, ka mazie miglāji debesīs ir gāzveida miglāji Piena Ceļa visaptverošās zvaigžņu sistēmas nomalē. V. Slifers, pilnībā saskaņā ar sava laika idejām, uzskatīja, piemēram, Andromedas miglāja spektru, centrālās zvaigznes gaismas atspulgu.
Ievērojamu ieguldījumu jaunajā paradigmā, saskaņā ar kuru gāzveida miglāji ir attālas galaktikas, sniedza H. Leavits, E. Hercšrungs un, protams, E. Habls. 1908. gadā H. Leavits atklāja mainīgas zvaigznes un noteica dažu no tiem periodus Mazajā Magelāna mākonī. E Hertzsprung 1913. gadā identificēja mainīgās zvaigznes MMO ar mūsu galaktikā zināmajām cefeīdām. Nedaudz vēlāk (20. gadu vidū) E. Habls Andromedas miglājā atrada 36 cefeīdus, pārrēķināja attālumu, izmantojot perioda-spīduma atkarību un ieguva jaunu galaktiku "Andromēdas miglājs". Pēc 10 gadiem bija zināmi attālumi līdz 150 galaktikām (bijušajiem miglājiem).
Pētījumu gaitā E. Habls atklāja, ka, jo tālāk galaktika atrodas no mums, jo lielāka ir sarkanā nobīde un līdz ar to ar lielāku ātrumu tā aizlido no Zemes. Pamatojoties uz datiem par radiālajiem ātrumiem un attālumiem līdz galaktikām, tika atklāts jauns likums, kas parādīja, ka vienādība Z = kR ir izpildīta ar desmit procentu kļūdu, kur Z ir sarkanās nobīdes vērtība, kas definēta kā galaktiku pieauguma attiecība. jebkuras galaktikas atomu spektrālās līnijas viļņa garums (frekvence) attiecībā pret atomu spektrālajām līnijām, kas atrodas uz Zemes; k = H/C ir proporcionalitātes koeficients; H ir Habla konstante, kas iegūta no astronomiskajiem novērojumiem, C ir gaismas ātrums vakuumā; R ir attālums līdz galaktikai. Dažām galaktikām ir arī neliela zilā nobīde – pārsvarā tās ir mums tuvākās zvaigžņu sistēmas. Izskatās, ka ir pienācis laiks ilustrēt ar piemēriem - kāda ir saistība starp sarkano nobīdi z un astronomiskajiem attālumiem, ko postulējis Doplera efekts (pie Habla konstantes vērtības H = 70 km/s) sarkano nobīdi z astronomiskajiem attālumiem aptuveni 3 miljons gaismas gadu būs ~ 0,00023 , astronomiskajiem attālumiem 3 miljardu gaismas gadu garumā tas būs ~ 0,23 un astronomiskajiem attālumiem 10 miljonu gaismas gadu garumā tas būs ~ 0,7. E. Habla likuma ietvaros eksistē arī iedomāta sfēra, uz kuras pacelšanās ātrums ir vienāds ar gaismas ātrumu, kas nes atklājēja vārdu – E. Habls.
Pavisam nesen tika uzskatīts, ka galaktikas Visumā attālinās no mums ar ātrumu, kas nepārsniedz gaismas ātrumu, un formulu (1) saskaņā ar CS var izmantot tikai tad, ja Z>> Z^2 ar atsauci uz īpašā teorija relativitāte (STR), saskaņā ar kuru Z tiecas uz bezgalību, galaktikas ātrumam tuvojoties gaismas ātrumam. Bet pēc Ia tipa supernovu starojuma detalizēta pētījuma rezultātu publicēšanas (20. gs. beigas), mūsdienās ievērojams skaits kosmologu uzskata, ka attālās galaktikas un ārpusgalaktikas objekti ar sarkano nobīdi Z>1 attālinās no Zemes plkst. salīdzinoši superlumināls ātrums. Aplēses par "kritisko attālumu" līdz šādām galaktikām pārsniedz 14 miljardus gaismas gadu. Tajā pašā laikā jāatzīmē, ka dažās enciklopēdijās Visuma vecums mūsdienās tiek lēsts 13 + 0,7 miljardu gadu apmērā. Mēs varam tikai droši apgalvot, ka problēma ar gaismas ātruma pārsniegšanu tālām galaktikām, kvazāriem un gamma staru uzliesmojumiem noteikti pastāv šodien. IN pēdējie gadi astronomu redzes laukā bija objekti ar sarkano nobīdi Z ~ 10. Habla formula sniedz attālumus šādām pārvietojumiem, maigi izsakoties, visa novērojamā Visuma lieluma secībā. Dažos gadījumos šim starojumam vajadzētu nonākt pie mums ilgāk par tā pastāvēšanas laiku. Objektiem ar tik lieliem pārvietojumiem pārvietošanās cēloņa skaidrojums ar Doplera efektu ir pretrunā veselajam saprātam.
Interesanti, ka likuma, kas saistīja sarkanās nobīdes lielumu ar astro attālumu, atklājējs E. Habls, kurš smagi strādāja jaunas zvaigžņoto debesu kartes izveides jomā un mērīja attālumus un sarkano nobīdi uz daudzām galaktikām; līdz mūža beigām viņš bija skeptisks par savu rezultātu skaidrojumu – Doplera efektu un Visuma paplašināšanos. Viņa kritika gan par V. de Sitera interpretāciju, gan F. Cvikija hipotēzi ir zināma. Habls līdz mūža beigām (1953.) acīmredzot pats neizlēma, vai sarkanā nobīde runā par Visuma paplašināšanos, vai arī tas ir saistīts ar "kādu jaunu dabas principu". Viņš droši vien uzskatīja likumsakarības pamatu - galaktikām, kas atrodas lielākā attālumā no mums, ir lielāka sarkanā nobīde. Varbūt klasiķi uzskatīja sarkano nobīdi, kas ir telpas trīsdimensiju ietekmes uz starojuma izplatību sekas, kurā viļņa garums lineāri samazinās līdz ar attālumu; varbūt viņš uzskatīja, ka nav ideālistisku viļņu, kuru izplatīšanos nepavadītu enerģijas izkliede, tas nav droši zināms.
Alternatīvas hipotēzes
Apskatīsim, sekojot slavenā likuma atklājējam - daži alternatīvi skaidrojumi tālu miglāju spektrālajai nobīdei jeb sarkanajai nobīdei:
Gaismas gravitācijas pievilcība no galaktikas vai zvaigznes. Īpašs šī efekta gadījums var būt melnais caurums, kad fotons lido attālumā, kas pārsniedz notikumu horizontu. Gaismas kvanti kļūst sarkani, kad tie izplatās no apgabala ar lielāku gravitācijas potenciāla absolūto vērtību uz mazāku, t.i., atstāj spēcīgu gravitācijas lauku.
Gaismas kvantu spektrālo līniju nobīde elektromagnētiskajā vidē (atomu, molekulu telpā...) Abi dotie mehānismi pārejai uz garo viļņu apgabalu tiek uzskatīti par derīgiem savā darbības laukā un, iespējams, var tikt realizēti praksē. Bet tiem ir arī labi zināmi trūkumi: saskaņā ar pirmo mehānismu efekts ir diezgan mazs un lokāls, saskaņā ar otro versiju atomu izkliede ir atkarīga no viļņa garuma, un, pateicoties virziena maiņai izkliedes laikā, tam vajadzētu izskatīties izplūdušam.
Vairākas hipotēzes arī ir oriģinālas un, varētu teikt, eksotiskas, nosaukšu 2 manuprāt interesantākās
Ritz efekts, saskaņā ar kuru gaismas ātrums tiek vektorāli pievienots avota ātrumam, un gaismas viļņa garums palielināsies, tai kustoties. Šādam efektam ir derīgs f-la: t "/t \u003d 1 + La / c 2 kur periods t" starp divu gaismas impulsu vai viļņu ienākšanu atšķiras no avota to emisijas perioda t. , jo spēcīgāks ir gaismas avota attālums L un radiālais paātrinājums a . Parasti La/c2 ir hipotēze par Habla konstantes kvantu raksturu, ar kuru fotona frekvence samazinās vienā svārstību periodā neatkarīgi no viļņa garuma. Tiek ieviests pat fotonu enerģijas izkliedes kvants vienam svārstību periodam: E T = hH 0 = 1,6·10-51 J, kur h ir Planka konstante; un maksimālais svārstību skaits, ko fotons var radīt savā dzīves laikā: N = E/E T = hv/hH 0 = v/H 0 , kur E ir fotona enerģija.
Mūsdienās dažādās variācijās pastāv gandrīz gadsimtu sena “nogurušās gaismas” hipotēze, saskaņā ar kuru nevis galaktikas attālinās no mums, bet gaismas kvanti ilgā ceļojumā piedzīvo zināmu pretestību savai kustībai, pamazām zaudē enerģiju. un kļūst sarkans.
Tomēr kosmoloģiskās maiņas hipotēze, iespējams, mūsdienās ir vispopulārākā. Kosmoloģiskās sarkanās nobīdes veidošanos var attēlot šādi: apsveriet gaismu - elektromagnētiskais vilnis nāk no tālās galaktikas. Gaismai ceļojot pa telpu, telpa paplašinās. Līdz ar to izplešas arī viļņu pakete. Attiecīgi mainās arī viļņa garums. Ja gaismas lidojuma laikā telpa ir dubultojusies, tad gan viļņa garums, gan viļņu pakete dubultojas.
Tikai šī hipotēze spēj izskaidrot 20. gadsimta beigās iegūto attālumu nesakritību ar Doplera efektu un Ia tipa supernovu spektru, kas tika akcentēta laureātu darbos. Nobela prēmija 2011. gads Atklājot, ka tālās galaktikās, kuru attālumu noteica Habla likums, Ia tipa supernovu spilgtums ir zemāks par to, kāds tām ir paredzēts. Vai arī attālums līdz šīm galaktikām, kas aprēķināts, izmantojot "standarta sveču" metodi, izrādās lielāks nekā attālums, kas aprēķināts, pamatojoties uz iepriekš noteikto Habla parametra vērtību. Kas kalpoja par pamatu secinājumam Visums ne tikai paplašinās, tas paplašinās ar paātrinājumu!
Tomēr jāatzīmē, ka šeit tiek nepārprotami pārkāpts izstarotā fotona enerģijas saglabāšanas likums, ja nav mijiedarbības. Bet tas ne tikai ļauj mums uzskatīt kosmoloģiskās pārvietošanās hipotēzi par nepieņemamu, bet arī paliek neskaidrs:
Kāda ir fundamentāla atšķirība starp intragalaktiskās telpas un starpgalaktiskās telpas īpašībām?Ja nemainīgā starpzvaigžņu telpā nav kosmoloģisku pārvietojumu, un tikai tā pastāv starpgalaktiskajā telpā;
Kad, kas un kā atklāja jaunu fundamentālu mijiedarbību, ko dēvē par "fotona enerģijas samazināšanos Visuma izplešanās rezultātā?";
Kāds ir fiziskais pamats atšķirībai starp reliktajiem fotoniem (z ~ 1000) un pārējiem (z
- kā fotona enerģijas samazināšanās Visuma izplešanās dēļ būtiski atšķiras no sen labi zināmās hipotēzes par “nogurušo gaismu”?
CMB starojums
Sīkāk aplūkosim kosmoloģiskās hipotēzes nepilnības, izmantojot kosmiskā mikroviļņu fona piemēru (kosmiskā mikroviļņu fona starojums - ar I. S. Šklovska vieglo roku), ko izstaro karstā viela agrīnajā Visumā īsi pirms tās atdzišanas un pāriešanas. no plazmas stāvokļa uz gāzveida.
Sāksim ar populāro tēzi par G. Gamova mikroviļņu fona starojuma prognozi. Grāmatā "Paplašinošais Visums un galaktiku veidošanās", kas publicēta izdevumā Proceedings of the Danish Academy of Sciences for Mat-Fis. Medd 27 (10), 1, 1953 G. Gamovs izgāja no divām pozīcijām: 1) mūsdienu laikmets atbilst asimptotiskajam inerciālajam pasaules izplešanās režīmam homogēnā Frīdmena modeļa ietvaros ar izplešanās laiku T ~ 3 milj. gadi un matērijas blīvums Visumā p ~ 10^-30 g/cm; 2) temperatūra Visumā visos laikmetos atšķīrās no 0, un izplešanās sākumā tā bija ļoti augsta. Visums atradās termodinamiskā līdzsvarā jeb materiāli objekti ar temperatūru T saskaņā ar Stefana Bolcmaņa likumu izstaroja fotonus ar šai temperatūrai atbilstošu frekvenci. Adiabātiskās izplešanās laikā starojums un matērija atdziest, bet nepazūd.
Pamatojoties uz šiem nosacījumiem, G. Gamovs ieguva aplēsi par vielas pārsvara datējumu pār radiāciju ~ 73 miljoni gadu, radiācijas temperatūra demarkācijas punktā ir 320 K, un aplēse. mūsdienu nozīmešī starojuma ar lineāro ekstrapolāciju 7K.
S. Veinbergs izsaka šādu piezīmi par Gamova "prognozējumu" par CMB: "... apskatot šo 1953. gada darbu, redzams, ka Gamova prognoze balstījās uz matemātiski kļūdainiem argumentiem, kas attiecas uz Visuma vecumu, nevis uz viņa paša teoriju. kosmiskā nukleosintēze."
Papildus G. Gamova pareģojumam vēlos atzīmēt, ka eksperimentāli reģistrētā mikroviļņu fona 2,7 K apgrieztā aproksimācija pie 100 reižu palielinājuma (pēc G. Gamova aprēķiniem) noved pie rekombinācijas temperatūras 270 K, kas ir līdzīgs uz Zemes virsmas. Un, kad rekombinācijas temperatūra tiek tuvināta ar koeficientu 100, mikroviļņu fons jāreģistrē diapazonā no ~ 30K. Šajā sakarā plaši izplatītais/populārais zīmogs par G. Gamova teorētisko mikroviļņu fona/kosmiskā mikroviļņu fona prognozi ar sekojošu eksperimentālu apstiprinājumu vairāk izskatās pēc literāra pārspīlējuma, nevis zinātniska fakta.
Mūsdienās kosmiskā mikroviļņu fona (KMB) izcelsme tiek aprakstīta apmēram šādi: “Kad Visums izplešas tik daudz, ka plazma atdziest līdz rekombinācijas temperatūrai, elektroni sāk savienoties ar protoniem, veidojot neitrālu ūdeņradi, un fotoni sāk izplatīties. brīvi. Punkti, no kuriem fotoni sasniedz novērotāju, veido tā saukto pēdējo izkliedes virsmu. Tas ir vienīgais avots Visumā, kas mūs ieskauj no visām pusēm. Pēdējās izkliedes virsmas temperatūra tiek lēsta aptuveni 3000 K, Visuma vecums ir aptuveni 400 000 gadu. Kopš šī brīža fotoni pārstāja izkliedēt tagad neitrālos atomus un varēja brīvi pārvietoties telpā, praktiski bez mijiedarbības ar matēriju. Reliktā starojuma līdzsvara temperatūra, kas ir līdzīga absolūti melna ķermeņa starojumam, vienādi uzkarsēta, ir 3000 K.
Bet šeit mēs saskaramies ar daudziem paradoksiem.
Pat ārkārtīgi tālu kosmoloģisku objektu starojums nav izkliedēts (vide ir caurspīdīga);
Radiācijas spektrālais sastāvs pat no ārkārtīgi attāliem kosmoloģiskiem objektiem nemainās (vide ir lineāra).
Reliktā starojuma spektrālajam sastāvam jāatbilst melna ķermeņa starojuma spektrālajam sastāvam pie 3000 K. Bet tā reģistrētais spektrālais sastāvs atbilst melna ķermeņa starojumam, kas uzkarsēts līdz 2,7 K, bez jebkādām papildu galējībām.
Nav skaidrs, kāda procesa rezultātā, pretēji enerģijas nezūdamības likumam, 3000K izstarotie fotoni pārvērtās par fotoniem, kas atbilst 2,7K temperatūrai? Pēc formulas hv=KT fotonu enerģijai vajadzētu samazināties tūkstoš reizes bez jebkādas mijiedarbības un ietekmes, kas nav iespējams.
Citiem vārdiem sakot, ja kosmiskajam mikroviļņu fona starojumam bija izcelsme saskaņā ar Lielā sprādziena teoriju, tad nav fizisku iemeslu, lai tam būtu cits spektrs, izņemot melnā ķermeņa starojuma spektru pie 3000 K. "Samazināts izplešanās dēļ. no Visuma” ir tikai vārdu kopums, kam ir vienīgā nozīme – slēpt teorijas tiešo pretrunu ar novērojumu faktiem. Ja pašreizējais līdzsvara starojums atbilst 2,7 K temperatūrai, tad par trim kārtām vairāk paaugstināta temperatūra 3000 K atbildīs līdzsvara starojumam par aptuveni trīs kārtām enerģiskākiem fotoniem ar īsāka viļņa garuma spektrālo maksimumu.
Vairāki zinātnieki uzskata, ka mikroviļņu fons (kosmiskais mikroviļņu fons) ir pārāk viendabīgs, lai to uzskatītu par grandioza sprādziena sekām. Ir arī darbi, kuros šis starojums tiek skaidrots ar kopējo zvaigžņu starojumu, un darbi ar šī starojuma skaidrojumu ar kosmisko putekļu daļiņām....
Daudz vienkāršāks ir reliktu fotonu enerģijas zudums, kas izstarots pie T 3000K, kas rodas zudumu dēļ, pārejot fiziskajā vakuumā (ētera analogs).
Apkopojot teikto par astronomisko objektu sarkanās nobīdes Doplera efekta alternatīvām, jāatzīmē, ka kosmoloģiskās nobīdes hipotēzei nav fiziski konsekventa fotonu enerģijas zuduma mehānisma. Būtībā tas ir tikai "nogurušās gaismas" hipotēzes analogs, kas pārveidots pēc ~ 100 gadiem. Kas attiecas uz kosmiskā mikroviļņu fona starojuma prognozēšanu un saistību ar karstā Visuma teoriju, tās nebūt nav viennozīmīgas lietas, kurām ir daudz neatrisināti jautājumi. Tostarp literatūrā reti pieminēto relikto neitrīno eksperimentālās reģistrācijas trūkums, nedaudz agrāk nekā fotoni, kas rodas plazmas dzesēšanas laikā.
Doplera efekts ir apšaubāms ... kvazāru, supernovu novērojumi
Lielas problēmas dominējošajai 20. gadsimta otrās puses sarkanās nobīdes interpretācijai pēc Doplera efekta radīja arī astronomiskie objekti - kvazāri vai, ja tos sauc pilnā vārdā, kvazizvaigžņu radio avoti.
Pirmo kvazāru jeb radio avotu 3C 48 atklāja 50. gadu beigās A. Sandedžs un T. Metjūss, veicot debesu radio apsekojumu. Šķita, ka objekts sakrita ar vienu zvaigzni, atšķirībā no jebkuras citas: tā spektrā bija spilgtas līnijas, kuras nevarēja korelēt ne ar vienu no zināmajiem atomiem.
Nedaudz vēlāk, 1962. gadā, tika atklāts vēl viens zvaigznei līdzīgs objekts, kas izstaroja 3C273 plašā spektrā.
Gadu vēlāk M. Šmits parādīja, ka, ja šim zvaigznei līdzīgajam objektam tiek attiecināta 16% nobīde, tad tā spektrs sakritīs ar gāzveida ūdeņraža spektru. Šī sarkanā nobīde ir liela pat lielākajai daļai galaktiku. Objekts 3C 273 tika identificēts nevis ar eksotisku zvaigzni no Piena Ceļa, bet gan ar kaut ko pavisam citu, kas lielā ātrumā steidzās no mums. Tiek lēsts, ka attālums līdz šim kvazāram ir aptuveni 2 miljardi gaismas gadu, un šķietamais spilgtums ir 12,6 m. Izrādījās, ka arī citiem zvaigžņu radio avotiem, piemēram, 3C 48, ir lielas sarkanās nobīdes. Šie kompaktie objekti ar augstu sarkano nobīdi, kas fotogrāfijās izskatās kā zvaigznes, ir kvazāri.
Tiek uzskatīts, ka kvazāri nepārtraukti absorbē gāzi, putekļus un citus kosmosa atkritumi un pat zvaigznes. Vienlaikus izdalītā gravitācijas enerģija uztur kvazāru spožo mirdzumu – tie izstaro visā elektromagnētiskajā diapazonā ar intensitāti, kas lielāka par simtiem un tūkstošiem miljardu parasto zvaigžņu.
Debess objektu novērojumi ne vienmēr ir saskaņā ar principiāli nepārbaudāmu modeļu un hipotēžu nosacījumiem, t.sk. daži empīriski novērojumi par zvaigžņotajām debesīm ir pretrunā ar objektu uzvedību, kas apzīmēti kā kvazāri.
Viena no problēmām, ko rada objektu - kvazāru sarkanā nobīde, ir vizuāli novērotās kvazāru un galaktiku saiknes pārkāpums. H. Arps pagājušā gadsimta 70. gadu vidū konstatēja, ka kvazārs Makarian 205, kas atrodas netālu no spirālveida galaktikas NGC 4319, ir vizuāli savienots ar galaktiku caur gaismas tiltu. Galaktikas sarkanā nobīde ir 1800 kilometri sekundē, kas atbilst aptuveni 107 miljonu gaismas gadu attālumam. Kvazāra sarkanā nobīde ir 21 000 kilometru sekundē, kas nozīmē, ka tas atrodas 1,24 miljardu gaismas gadu attālumā. H. Arps norādīja, ka šie objekti noteikti ir saistīti, un tas liecina, ka sarkanās nobīdes standarta interpretācija šajā gadījumā ir nepareiza. Kritiķi ir teikuši, ka nav atraduši saites tiltu, kas parādīts Arpa galaktikas NGC 4319 attēlā. Taču vēlāk Džeks M. Sulentiks no Alabamas universitātes veica plašu fotometrisko pētījumu par diviem objektiem un secināja, ka savienojuma tilts ir īsts. Papildus tam, ka pastāv nepārtraukts gaismas savienojums starp kvazāriem un galaktikām, kurās tiek novēroti kvazāri, H. Arps, pamatojoties uz četru kvazāru novērojumiem galaktikas NGC520 tuvumā, uzskatīja, ka tie tika izmesti no eksplodējošas galaktikas. Turklāt izvirdušiem kvazāriem ir daudz lielāka sarkanā nobīde nekā galaktikai, kas, šķiet, ir viņu māte. Jāatzīmē, ka saskaņā ar standarta sarkanās nobīdes teoriju kvazāriem jāatrodas daudz tālāk nekā galaktika. H. Arps šo un citus līdzīgus piemērus interpretē, pieņemot, ka tikko izvirduši kvazāri piedzimst ar lielām sarkanajām nobīdēm un pakāpeniski to sarkanās nobīdes laika gaitā samazinās.
Kvazāru "kvantēšana" jeb vairāku objektu ar identiskiem starojuma parametriem reģistrēšana ir radījusi vēl vienu problēmu kosmologiem kopš 1979. gada. Vērojot zvaigžņotās debesis D. Velss R. Karšvels un R. Veimans (Den?nis Volšs, Roberts Karsvels, Rejs Veimans) atrada divus vienādi izstarojošus objektus, kas atrodas 6 loka sekunžu leņķiskā attālumā viens no otra. Turklāt šiem objektiem bija vienāda sarkanā nobīde zs=l.41, kā arī identiski spektrālie raksturlielumi (spektrlīniju profili, plūsmas attiecības dažādos spektra reģionos u.c.). Lauzuši galvu par topošo astronomisko mīklu, kosmologi atcerējās seno F. Cvikija (1937) ideju par gravitācijas lēcām, kuru pamatā ir galaktikas. Saskaņā ar kuru masīva gravitācijas objekta (miglāja, galaktikas vai tumšās vielas) klātbūtne gaismas stara trajektorijas tuvumā it kā palielina gaismas staru avotu. Šo efektu sauc par gravitācijas lēcu. Gravitācijas lēcas darbība ļoti atšķiras no optiskās lēcas, jo gravitācijas teorija būtībā ir nelineāra. Ja attālais objekts atrastos uz līnijas novērotāja - objektīva, tad novērotājs redzētu Einšteina gredzenu. Šādas sakritības iespējamība ir maza (mums nav iespējas mainīt nevienu no bāzes punktiem), punktveida avots būs redzams kā divi loki iekšpusē un ārpusē attiecībā pret Einšteina gredzenu.
Neraugoties uz galaktiku masas trūkumu ievērojamai staru novirzīšanai ar pieņemto gravitācijas lēcu un objektīva fundamentālo iespēju izveidot tikai vienu fantoma attēlu, kosmologu arsenālā nav citu saprātīgu skaidrojumu, lai novērotu fantoma attēlus. vairāki objekti - kvazāri debesīs. Viņiem ir jāveido absolūti fantastiski projekti par "piecu galaktiku grupu (divas ar sarkano nobīdi 0,3098, divas ar sarkano nobīdi 0,3123 un viena ar sarkano nobīdi 0,3095)", tā saukto "Otro objektīvu". izskaidrot četrkāršo kvazāra attēlu ar sarkano nobīdi zs=l,722.
Vēl viena problēma, ko kvazāri atnesa objektus (šobrīd vairāk nekā 1500 no tiem ir izmērītas sarkanās nobīdes), bija spējīga mehānisma trūkums mūsdienu fizikā, kas varētu izskaidrot milzīgo starojuma jaudu salīdzinoši nelielā apjomā. Neskatoties uz to, ka tas nav tieši saistīts ar sarkano nobīdi, šis fakts ir pelnījis uzmanību.
Var teikt, ka daudzu astronomisko objektu sarkanās nobīdes nosacītība ar Doplera efektu ir pretrunā ar dažiem astronomisko objektu kustības un atrašanās vietas novērojumiem, bet arī saskaras ar mūsdienu fiziku. visa rinda neatrisinātas problēmas: fizikālie procesi kvazāros, gaismas relatīvā ātruma pārsniegšana ar attāliem astronomiskiem objektiem, antigravitācija...
Arī slavenā likuma atklājējs E. Habls apšaubīja šādas nosacītības nepieciešamību. Un nav iespējams noteikt uzticamu Doplera efekta pielietojuma jomu, lai izskaidrotu sarkano nobīdi, jo Zemes un Saules sistēmas tuvumā nav sarkanās nobīdes objektu.
Mūsdienās ievērojams skaits astronomu apgalvo, ka daudzu objektu sarkanās nobīdes neizraisa Doplera efekts un ir nepareizi tās interpretēt tikai ar Doplera efektu. Varbūt Doplera efekts izraisa objektu sarkano nobīdi, bet kā jūs varat zināt, ka visu objektu sarkano nobīdi izraisa tieši Doplera efekts?
Piemēram, attālumu neatbilstība, kas noteikta gan no Doplera efekta, gan Ia tipa supernovu spektra lielos attālumos, ir praktiski novedusi pie tā, ka Doplera efekts ir izslēgts kā sarkanās nobīdes cēlonis šādos attālumos; un tajā pašā laikā atcelt gaismas ātruma ierobežojumu kā maksimālo iespējamo relatīvo kustības ātrumu.
Secinājums
Papildus iepriekšminētajām pozīcijām LCDM (Lambda - Cold Dark Matter, dominējošā Lielā sprādziena koncepcijas versija) atklāto astronomisko objektu sarkano nobīdes straujais pieaugums mūsdienās ir problemātisks. Līdz 2008. gadam visi no tiem jau bija pārvarējuši robežu z = 6, un gamma staru uzliesmojumu rekords z pieauga īpaši strauji. 2009. gadā viņi uzstādīja vēl vienu rekordu: z = 8,2. Tas padara esošās galaktiku veidošanās teorijas nepamatotas: tām vienkārši nav pietiekami daudz laika veidoties. Tikmēr progress z rādītājos, šķiet, neapstājas. Pat saskaņā ar visoptimistiskākajiem Visuma lieluma aprēķiniem, ja parādīsies objekti ar z > 12, tas kļūs par pilnīgu LCDM krīzi.
20. gadsimta vidū un pirmajā pusē Lielā sprādziena jēdziens, kas izauga no pirmatnējā atoma sprādziena J. Lemaitre, galvenokārt ar G. Gamova darbiem, kopumā bija progresīva pētniecības programma. kas veiksmīgi izskaidroja dažus nesaprotamos astronomiskos novērojumus, kas pastāvēja tajā laikā. Novērotā sarkanā nobīde un reģistrētais reliktais starojums (mikroviļņu fons), varētu teikt, bija empīriskais pamats (divi vaļi), uz kura balstījās šī koncepcija. IN XXI sākums gadsimtā progresu jaunu astronomisko novērojumu skaidrošanā aizstāja regresija, parādoties daudzām ad-hoc (papildu) hipotēzēm, kuras, kā mēs redzējām, ne vienmēr spēj sniegt konstruktīvu skaidrojumu jauniem novērojumiem. Līdz ar to šī koncepcija kļuva populāra aktīva lietošana gan hipotētiski objekti (melnie caurumi, tumšā viela, tumšā enerģija, singularitāte…), gan hipotētiskas parādības (singularitātes sprādziens, antigravitācija, ātra matērijas sadrumstalotība…). Jāpiebilst, ka bieža hipotētisku objektu un hipotētisku parādību izmantošana koncepcijā nedod iespēju uzskatīt šādus objektus vai parādības par reāli eksistējošiem.
Jā, un Lielā sprādziena empīriskā bāze (divi vaļi), var teikt, diez vai ir pakļauta kritikas ietekmei: sarkanā nobīde pēc datu novirzes par Ia tipa supernovām ir zaudējusi nepārprotamo saistību ar Doplera efektu, saikni. Kosmiskā mikroviļņu fona starojums ar "pirmo plazmu" nav saņēmis apstiprinājumu reģistrācijas reliktu neitrīno veidā, ko nedaudz agrāk izstaro "pirmā plazma".
Rodas iespaids, ka ne tikai kosmologu secinājumiem nav zinātniski pamatota pamata, bet arī pašam mēģinājumam radīt kādu matemātiskais modelis Visums ir nepareizs, un tas ir pilns ar fundamentālām grūtībām. Pazīstamais zviedru plazmas fiziķis un astrofiziķis, Nobela prēmijas laureāts H. Alvens piedēvēja "teoriju lielais sprādziens"matemātisko mītu kategorijai, kas atšķiras tikai ar darbībām ar idealizētiem objektiem no ēģiptiešu, grieķu mītiem .., Ptolemaja sistēmas. Viņš rakstīja:" Viens no šiem mītiem - "lielā sprādziena" kosmoloģiskā teorija - šobrīd tiek uzskatīts par "vispārīgi". akceptēts" zinātnieku aprindās. Tas galvenokārt saistīts ar to, ka šo teoriju popularizēja G. Gamovs ar viņam piemītošo enerģiju un šarmu. Kas attiecas uz novērojumu datiem, kas liecina par labu šai teorijai, tad, kā G. Gamovs un tās citi atbalstītāji apgalvoja, ka tie pilnībā izzuduši, taču, jo mazāk zinātnisku pierādījumu, jo fanātiskāka kļūst ticība šim mītam. Kā zināms, šī kosmoloģiskā teorija ir absurda virsotne – tā apgalvo, ka viss Visums sācies kādā konkrētā brīdī. kā sprādziens atombumba, kas mēra (vairāk vai mazāk) adatas galviņas izmēru. Šķiet, ka pašreizējā intelektuālajā gaisotnē “lielā sprādziena” kosmoloģijas lielā priekšrocība ir veselā saprāta aizskārums: credo, quia absurdum (“Es ticu, jo tas ir absurds”) …….kad simtiem vai tūkstošiem kosmologu ietērpj šo stāstu izsmalcinātos vienādojumos un pretēji patiesībai apgalvo, ka šīs muļķības atbalsta viss, ko novēro milzu teleskopi – kurš gan uzdrošinās šaubīties? Ja to uzskata par zinātni, tad pastāv pretruna starp zinātni un veselo saprātu. Mūsdienu kosmoloģiskā doktrīna ir antiintelektuāls faktors, iespējams, ļoti svarīgs!
Atceroties aprites perioda lielumu Saules sistēma ap galaktikas centru ~ 200 miljoni gadu, eksperimentāli ticamu datu trūkums par zvaigžņu veidošanos, empīriskā neatbilstība astroattālumiem, kas lielāki par 1 kpc, .... nav pamata uzskatīt, ka Lielā sprādziena koncepcija būtiski atšķiras no tā, kas ir sauc par gandrīz zinātnisku mītu.
K. Baldings savā uzrunā Amerikas Zinātnes attīstības asociācijai sacīja: “Kosmoloģija... mums šķiet zinātne, kurai nav stabila pamata kaut vai tāpēc, ka tā pēta plašo Visumu, izmantojot piemēru. neliela tā daļa, kuras pētījumi nevar sniegt objektīvu priekšstatu par realitāti. Mēs esam to novērojuši ļoti īsā laika periodā, un mums ir salīdzinoši pilnīgs priekšstats tikai par niecīgu tā apjoma daļu. No milzu ekstrapolācijām laikā un telpā, hipotētisku objektu un parādību izmantošanas, šķiet, būtībā nav iespējams izvairīties, apsverot jautājumus par Visuma izcelsmi un uzbūvi.
Līdz šim mēs runājām par objektīvām zināšanām par pasaules izcelsmi un vispārējiem Visuma likumiem. Un, sekojot daudziem saprātīgiem cilvēkiem, viņi nonāca pie secinājuma, ka mūsdienās piedāvātā Visuma izcelsmes un uzbūves aina ir arī mitoloģiska.
Atcerēsimies, ka jautājumus par pasaules un dzīvības izcelsmi, pasaules kārtības vispārējiem likumiem, pirmkārt, būdami bērni, mēs subjektīvi adresējam saviem tēviem un vectēviem. Un mums, sasniedzot briedumu, būs jāsaglabā personīga / subjektīva atbilde uz šiem jautājumiem mūsu bērnu un mazbērnu priekšā. Būtiskākā atšķirība starp reliģiskajām zināšanām un zinātniskajām zināšanām slēpjas reliģijas subjektīvajā un zinātnes objektīvajā dabā.
Pareizticīgo patristiskais viedoklis par pasaules izcelsmi, uz pašreizējais posms visrūpīgāk un detalizētāk izteica un izstrādāja tēvs Serafims Rouzs. Saskaņā ar to procesi, kas notika Bībeles sešās dienās, būtiski atšķiras no tiem, kas notiek mūsdienu dabas kārtības ietekmē. Patristiskais skatījums nekad nav bijis pretrunā un šodien nav pretrunā ar zinātniskiem datiem, jo dabas vai pastāvošā kārtība mūsdienu pasaule dabas likumi, kuru fenomenālā daļa ir zināma zinātniekiem, Visumā parādījās pēc pasaules un dzīvības radīšanas. Šestodņeva tekstā ir aprakstīti pārdabiski notikumi un procesi, kas norisinājās laikā pirms dabas kārtības nodibināšanas Visumā. Un iegūt zināšanas par šiem procesiem ar objektīvām (zinātniskām) metodēm nav iespējams, tie ir ārpus sfēras zinātniskās zināšanas par pasauli.
Literatūra
- 1. http://www.astronet.ru/db/msg/1202879
- 2. http://physiclib.ru/books/item/f00/s00/z0000022/st012.shtml
- 3. http://ritz-btr.narod.ru/melnikov.html
- 4. http://ritz-btr.narod.ru/starsvet.html
- 5. http://alemanow.narod.ru/hubble.htm
- 6. http://goponenko.ru/?p=45
- 7. http://ufn.ru/ufn94/ufn94_8/Russian/r948f.pdf
- 8. http://nashaucheba.ru/v31932/%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0 %B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
- 9. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=125201
- 10. http://astroera.net/content/view/106/9/
- 11. http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6797/
- 12. http://elementy.ru/blogs/users/a-xandr/35988/
- 13. http://www.astrolab.ru/cgi-bin/manager.cgi?id=30&num=45.
- 14. http://kharkov.orthodoxy.ru/evolution/Biblio/rouz_genesis/
Kā zināms, divi mehānismi noved pie sarkanās nobīdes: Doplera efekts un gravitācijas efekts. Sarkanā nobīde pirmā efekta dēļ notiek, kad gaismas avota kustība attiecībā pret novērotāju palielina attālumu starp avotu un novērotāju. Gravitācijas sarkanā nobīde notiek, kad gaismas uztvērējs atrodas apgabalā ar zemāku gravitācijas potenciālu nekā avotam. Šajā gadījumā sarkanā nobīde ir sekas, kas palēnina laika ātrumu gravitācijas masas tuvumā un samazina izstarotās gaismas kvantu frekvenci.
Astrofizikā un kosmoloģijā sarkanā nobīde parasti ir saistīta, kā minēts iepriekš, ar Habla empīrisko likumu. Vērojot tālu galaktiku un to kopu spektrus, izrādījās, ka sarkanās nobīdes vērtība palielinās, palielinoties attālumam līdz attālam objektam. Parasti tiek pieņemts, ka jo tālāk objekts atrodas no novērotāja (protams, šeit tiek ņemti vērā milzīgi kosmiskie attālumi), jo ātrāk tas attālinās no mums. Habla likumu skaitliski izsaka ar formulu, kurā attālināta objekta ātrums ir vienāds ar attālumu līdz tam, kas reizināts ar koeficientu, ko sauc par Habla konstanti. Vispārējā relativitātes teorijā, tās vienādojumu risināšanas versijā, ko sniedza A.A. Frīdmans, galaktiku kopu noņemšana viena no otras ir izskaidrojama ar Visuma paplašināšanos. Uz šī lēmuma faktiski tiek veidots Visuma modelis, kas ir saņēmis plašu atzinību. Tiek uzskatīts, ka Visuma pašreizējais stāvoklis ir tā secīgās izplešanās rezultāts pēc Lielā sprādziena no kāda atsevišķa stāvokļa. (Viņi parasti pieņem karstā Visuma modeli, kas atdziest, kad tas izplešas.)
Kosmoloģiskais scenārijs Logunov RTG nemaz neizskatās šādi. Šajā teorijā, kā teikts anotācijā par kosmoloģiju, tika atklāta jauna īpašība ne tikai palēnināt laika gaitu gravitācijas ietekmē, bet arī apturēt palēnināšanās procesu un līdz ar to arī kompresijas procesu. no matērijas. Pastāv gravitācijas lauka "pašierobežošanās" fenomens, kam ir svarīga loma Visumā. Saskaņā ar RTG, viendabīgs un izotropisks Visums var būt tikai “plakans” un cikliski attīstās no noteikta maksimālā blīvuma līdz minimumam utt. Tajā pašā laikā teorija novērš labi zināmās vispārējās relativitātes problēmas: singularitāti, cēloņsakarību (horizonts), plakanumu (eiklīda). Lauka "pašierobežošanās" efekts arī izslēdz "melno caurumu" veidošanās iespēju. No teorijas izriet "tumšās" matērijas esamība.
Tagad iepazīsimies ar GR un RTG loģisko un empīrisko pamatojumu problēmu šo teoriju ekskluzīvi kosmoloģisko seku izteiksmē.
RTG Logunova sarkanās nobīdes fenomenu izskaidro gravitācijas efekts. Saskaņā ar vienādojumu atrisinājumu, kas sastādīts saskaņā ar divu metrisko tenzoru apvienošanas likumu, matērija Visumā, ja to aplūko lielā mērogā, atrodas miera stāvoklī; gravitācijas laukā notiek cikliskas izmaiņas laikā. Šī cikliskā procesa klātbūtne ir izskaidrojama ar to, ka gravitoniem ir sava masa, kas tiek novērtēta ar kārtas vērtību (?). Kad Visums atrodas gravitācijas lauka intensitātes samazināšanās fāzē, elektromagnētiskais signāls, kas nāk no kāda attāla Visuma punkta uz vietu, kur atrodas novērotājs, nonāk tajā vietā telpā, kur elektromagnētiskā starojuma frekvences ir augstākas. proporcionāli ilgumam, kas nepieciešams signāla izplatībai no punkta r līdz punktam (?). Līdz ar to frekvenču atšķirība standarta spektrā un signāla spektrā, kas nāk no tālienes. Kā redzams, RTG autors prezentēja ģeniālu, vienkāršības, skaidrojuma un sarkanās nobīdes fenomena kvantitatīvā apraksta ziņā. - http://www.titanage.ru/Science/SciPhilosophy/Cosmology.php
Kā Lielā sprādziena teorijas "eksperimentālu pierādījumu" uzskata reliktā starojuma klātbūtni un tā saukto "fotonu apsārtumu" - galaktiku redzamā starojuma spektru sarkano nobīdi.
RTG kosmiskā mikroviļņu fona starojuma esamība ir saistīta galvenokārt ar to, ka gravitācijas lauka intensitāte Visumā mainās ar laiku un Visuma attīstības cikla sākumā bija daudz lielāka nekā šobrīd. Matērija tālā pagātnē, protams, atradās citā stāvoklī nekā tagadējā - tas ir redzams arī no astronomisko novērojumu rezultātiem. Temperatūra un spiediens "sākotnējā Visumā" bija daudz augstāki nekā tagad. Tad, Visumam atdziestot, starojums "atraujas" no matērijas, un mēs to novērojam kā relikviju. Taču ir arī citas reliktā starojuma interpretācijas - piemēram, pieņēmums, ka Visuma fona starojums parādās nepārtrauktā ūdeņraža atomu un molekulu sintēzes un ūdeņraža molekulu sašķidrināšanas procesā. Fotonu apsārtums RTG ietvaros tiek skaidrots arī ar gravitācijas lauka stipruma izmaiņām laika gaitā, taču, acīmredzot, šeit darbojas arī cits mehānisms. http://elementy.ru/lib/430919?context=2455814&discuss=430919
Pirmo reizi spektra līniju maiņas fenomenu zvaigžņu spektros spektrālās analīzes laikā pamanīja francūzis I. Fizo 1848. gadā un ierosināja šo fenomenu izskaidrot, izmantojot. Parādības būtība ir vienkārša: jo lielāka ir sarkanā nobīde objekta spektrogrammā, jo ātrāk objekts attālinās no mums. Kopumā, attālinoties no objekta, gaisma “kļūst sarkana”, un, tuvojoties, tā “pārslēdzas” uz purpursarkano pusi. Veseliem skaitļiem ir arī sarkanā nobīde. Pateicoties sarkanajai nobīdei, tika atklāta galaktiku rotācija. No viena gala galaktikas gaisma tiek novirzīta uz sarkano pusi, no otra - uz violetu. Attiecīgi tas griežas! Tālajām galaktikām ir lielāks pārvietojums nekā tuvajām, un tās vērtība pieaug proporcionāli attālumam. Tāpēc, jo tālāk atrodas galaktika, jo ātrāk tā attālinās no mums.
Sarkanā nobīde saskaņā ar relativitātes teoriju tiek aplūkota telpas paplašināšanās jēdzienā. Šo nobīdi izraisa arī telpas paplašināšanās un galaktiku pareiza kustība. Viss ir izskaidrots vienkārši: gaismas ceļojuma laikā telpā no avota līdz mums notiek arī telpas paplašināšanās. Rezultātā viļņa garums no avota arī paplašinās ceļojuma laikā. Kad telpa tiek dubultota, arī viļņa garums dubultosies.
Kosmosa paplašināšana
Sarkanā nobīde ir Visuma paplašināšanās indikators. Kosmosa paplašināšanās procesā galaktikas palielina attālumus starp tām, bet to koordinātas paliek nemainīgas.Šo procesu var saprast, ja iedomājamies, ka telpa ir gumijas bumba uz kurām galaktikas ir "pielīmētas". Pateicoties tā sfēriskajai formai, attālumi starp objektiem palielināsies visos punktos, kad balons tiek piepūsts. Tikai šeit nebūs centra, no kura notiek noņemšana. Bet tad vajadzētu mainīties arī lineārajiem izmēriem Saules sistēmas iekšienē. No tā izriet, ka vajadzētu mainīties arī garuma standarta vērtībai - skaitītājam. Tad izrādās, ka metru skaits līdz attāliem objektiem vienmēr paliek nemainīgs, un nav iespējas izmērīt telpas paplašināšanos.
Sarkanā nobīde un kvazāri
Viens no atklājējiem H. Arps liek domāt, ka šiem objektiem ir sava, iekšējā, sarkanā nobīde. Tas nav atkarīgs no objekta dzēšanas. Kvazāri ir diezgan mazi objekti kosmiskā mērogā. Bet, ja sarkanās nobīdes ir pareizas, ņemot vērā Habla likumu, tad attālumiem līdz tām, to masām un to noņemšanas ātrumam būs milzīgas vērtības.
Kvazāru ātrums, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā no mums, var sasniegt desmitiem tūkstošu kilometru sekundē.
Objekta 3C48 sarkanā nobīde liecina, ka tā ātrums ir aptuveni puse no gaismas ātruma, un attālums līdz tam ir 3,78 miljardi gaismas gadu. Un kvazārs 3C196 kopumā pārspēja visus rekordus: tā attālums ir 12 miljardi gaismas gadu, un ātrums ir gandrīz 200 tūkstoši km / s!
gaismas "novecošanās".
Daži astronomi apšauba sarkanās nobīdes teoriju vai, drīzāk, secinājumu, ka tās būtība liek galaktikām obligāti izkliedēties un pat ar fantastisku ātrumu. Tika izvirzīta ideja, ka gaisma, pateicoties ārkārtīgi garajam ceļojumam caur starpgalaktiskās telpas reto gāzi, kļūst sarkana. Tas ir saistīts ar īso viļņu garumu zudumu spektrā, un miglāji kļūst sarkanāki, lai gan spektra līnijas nepārvietojas. Bet sarkanā nobīde nozīmē tieši šo procesu. Iespējams, gaisma, bezgalīgi ceļojot Visumā, zaudē daļu savas enerģijas. Sakarā ar to notiek viļņu pagarināšanās, kas rada sarkano nobīdi, bet nav saistīta ar galaktiku lejupslīdi. Tomēr šī teorija vēl nav apstiprināta, neviens vēl nav spējis pierādīt, ka gaisma var jebkādā veidā zaudēt enerģiju. Un kur šī enerģija paliek - lielais jautājums. Kvazāru piemērs parāda: jo tālāk viņi atrodas no mums, jo lielāka ir viņu sarkanā nobīde, un, kā minēts, attiecīgi, to noņemšanas ātrums ir lielāks.
SARKANĀ MAIŅA
Zvaigznes vai galaktikas optiskais spektrs ir nepārtraukta josla, ko šķērso tumšas vertikālas līnijas, kas atbilst viļņu garumiem, kas raksturīgi elementiem zvaigznes ārējos slāņos. Spektra līnijas mainās zvaigznes kustības dēļ, kad tā tuvojas mums vai attālinās no mums. Šis ir Doplera efekta piemērs, kurā tiek mainīts novērotā viļņa garums, ko izstaro kustībā pret novērotāju. Spektra līnijas pāriet uz garākiem viļņu garumiem (t.i., tās parāda sarkano nobīdi), ja gaismas avots attālinās, vai uz īsākiem viļņu garumiem, ja gaismas avots tuvojas (tā sauktā zilā nobīde).
Gaismai, ko izstaro monohromatisks avots ar frekvenci f, kas virzās ar ātrumu u, var pierādīt, ka viļņa garuma nobīde?? = ?/f = (?/s) ?, kur c ir gaismas ātrums, vai ne? - viļņa garums. Tādējādi attālas zvaigznes vai galaktikas ātrumu var izmērīt, pamatojoties uz viļņa garuma nobīdi, izmantojot vienādojumu? =c? ?/?.
1917. gadā, novērojot dažādu galaktiku spektrus ar 60 cm teleskopu Lowell observatorijā Arizonā, Vesto Slifers atklāja, ka atsevišķas spirālveida galaktikas attālinās no mums ar ātrumu vairāk nekā 500 km/s, kas ir daudz ātrāk nekā jebkurš objekts mūsu galaktikā. Termins "sarkanā nobīde" tika ieviests kā viļņa garuma un izstarotā viļņa garuma izmaiņu attiecības mērs. Tātad sarkanā nobīde 0,1 nozīmē, ka avots attālinās no mums ar ātrumu 0,1 no gaismas ātruma. Edvīns Habls turpināja Slifera darbu, novērtējot attālumu līdz diviem desmitiem galaktiku ar zināmu sarkano nobīdi. Šādi tika formulēts Habla likums, kas nosaka, ka ātrums, ar kādu galaktika attālinās, ir proporcionāls tās attālumam.
1963. gadā Martins Šmits atklāja pirmo kvazāru, atklājot, ka zvaigznei līdzīgā objekta 3C 273 spektrālās līnijas ir sarkanās nobīdes par aptuveni 15%. Viņš nonāca pie secinājuma, ka šis objekts attālinās ar 0,15 gaismas ātrumu un tam jāatrodas vairāk nekā 2 miljardu gaismas gadu attālumā, un tāpēc tas ir daudz spēcīgāks par parastu zvaigzni. Kopš tā laika ir atklāti daudzi citi kvazāri.
Skatīt arī rakstus "Habla likums", "Kvazars", "Optiskais spektrs".
No grāmatas Īstā lēdija. Laba toņa un stila noteikumi autore Vos Elena No grāmatas Filozofiskā vārdnīca autors Komts Sponvils Andrē No grāmatas Jaunākā faktu grāmata. 1. sējums [Astronomija un astrofizika. Ģeogrāfija un citas zemes zinātnes. Bioloģija un medicīna] autorsKāda ir galaktiku sarkanā nobīde? To, ka tālu galaktiku spektrālās līnijas vienmēr šķiet sarkanās nobīdes, atklāja Miltons Humasons un Edvins Habls 20. gadsimta 20. gadu pirmajā pusē. Viņš izmantoja Habla novērojumus 1928. gadā
No grāmatas Jaunākā faktu grāmata. 1. sējums. Astronomija un astrofizika. Ģeogrāfija un citas zemes zinātnes. Bioloģija un medicīna autors Kondrašovs Anatolijs Pavlovičs No grāmatas Seno civilizāciju noslēpumi autors Torps Niks No grāmatas Krievu roks. Mazā enciklopēdija autors Bušueva SvetlanaMĀCĪBA 1980. gadā Alik Granovskis (basģitāra) un Andrejs Krusters (ģitāra) pameta Milky Way grupu un sāka gatavot paši savu programmu. Pēc vairākām bungu klausīšanām atkal tika uzaicināts arī Sergejs Šeludčenko bijušais biedrs"Piena ceļš".
No autora grāmatas Lielā padomju enciklopēdija (GR). TSB No autora grāmatas Lielā padomju enciklopēdija (KO). TSB No autora grāmatas Lielā padomju enciklopēdija (KR). TSB No autora grāmatas Lielā padomju enciklopēdija (EL). TSB No grāmatas Tavs ķermenis saka "Mīli sevi!" autors Burbo LizDISKA PĀRVIETOŠANA Fiziskā bloķēšana Mugurkauls sastāv no trīsdesmit trīs skriemeļiem, starp kuriem atrodas starpskriemeļu diski. Diski ir veidoti kā abpusēji izliekta lēca un nodrošina mugurkaula mobilitāti un elastību. Viena diska pārvietošana samazina elastību
No grāmatas Jaunākie filozofiskā vārdnīca autors Gritsanovs Aleksandrs AleksejevičsPĀRBAUDE (shift) - Freida psihoanalīzē psihes process, mehānisms un funkcionēšanas veids, nodrošinot informācijas un enerģētisko akcentu kustību no galvenā uz sekundāro, nenozīmīgo vai vienaldzīgo. Pēc Freida domām, S. izpaužas un izpaužas
autors Vasičkins Vladimirs Ivanovičs No grāmatas Liela uzziņu grāmata masāža autors Vasičkins Vladimirs Ivanovičs No grāmatas Lielais masāžas ceļvedis autors Vasičkins Vladimirs Ivanovičs No grāmatas Biopatogēnās zonas – slimības draudi autors Mizuns Jurijs GavrilovičsBiopatogēno joslu pārvietošana un neitralizācija Jautājums par iespējamu biopatogēno joslu pārvietošanu ir aktuāls vienmēr. Amerikāņu zinātnieks K. Bērds apgalvoja, ka biopatogēnās zonas pārvieto lielas dzelzs masas. Solovjovs S.S. ziņo, ka amatnieki Latvijā
REDSHIFT, garāki viļņu garumi (zemākas frekvences) elektromagnētiskā radiācija avots, kas izpaužas spektra līniju vai citu spektra detaļu nobīdē pret spektra sarkano (garo viļņu) galu. Sarkano nobīdi parasti novērtē, mērot līniju pozīcijas nobīdi novērotā objekta spektrā attiecībā pret atsauces avota spektrālajām līnijām ar zināmiem viļņu garumiem. Kvantitatīvi sarkano nobīdi mēra pēc viļņu garuma relatīvā pieauguma lieluma:
Z \u003d (λ in -λ exp) / λ exp,
kur λ prin un λ isp - attiecīgi saņemtā viļņa un avota izstarotā viļņa garums.
Ir divi iespējamie sarkanās nobīdes cēloņi. Tas var būt saistīts ar Doplera efektu, kad novērotais starojuma avots tiek noņemts. Ja šajā gadījumā z « 1, tad noņemšanas ātrums ir ν = cz, kur c ir gaismas ātrums. Ja attālums līdz avotam samazinās, tiek novērota pretējās zīmes nobīde (tā sauktā violetā nobīde). Mūsu galaktikas objektiem gan sarkanās, gan violetās nobīdes nepārsniedz z= 10 -3 . Liela ātruma gadījumā, kas salīdzināms ar gaismas ātrumu, sarkanā nobīde notiek relatīvistisku efektu dēļ, pat ja avota ātrums ir vērsts pāri redzes līnijai (šķērsvirziena Doplera efekts).
Īpašs Doplera sarkanās nobīdes gadījums ir galaktiku spektros novērotā kosmoloģiskā sarkanā nobīde. Kosmoloģisko sarkano nobīdi pirmo reizi atklāja V. Slifers 1912.–1914. Tas rodas, palielinoties attālumam starp galaktikām, pateicoties Visuma paplašināšanai, un vidēji aug lineāri, palielinoties attālumam līdz galaktikai (Habla likums). Kad arī ne lielas vērtības sarkanā nobīde (z< 1) закон Хаббла обычно используется для оценки расстояний до внегалактических объектов. Наиболее далёкие наблюдаемые объекты (галактики, квазары) имеют красные смещения, существенно превышающие z = 1. Известно несколько объектов с z >6. Ar šādām z vērtībām starojums, ko izstaro avots redzamajā spektra apgabalā, tiek uztverts IS reģionā. Gaismas ātruma ierobežotības dēļ objekti ar lielām kosmoloģiskām sarkanajām nobīdēm tiek novēroti tādi paši, kādi tie bija pirms miljardiem gadu, to jaunības laikmetā.
Gravitācijas sarkanā nobīde notiek, kad gaismas uztvērējs atrodas apgabalā ar zemāku gravitācijas potenciālu φ nekā avotam. Klasiskajā šī efekta interpretācijā fotoni zaudē daļu savas enerģijas, lai pārvarētu gravitācijas spēkus. Rezultātā fotona enerģiju raksturojošā frekvence samazinās, un attiecīgi palielinās viļņa garums. Vājiem gravitācijas laukiem gravitācijas sarkanās nobīdes vērtība ir vienāda ar z g = Δφ/с 2 , kur Δφ ir starpība starp avota un uztvērēja gravitācijas potenciālu. No tā izriet, ka sfēriski simetriskiem ķermeņiem z g = GM/Rc 2 , kur M un R ir izstarojošā ķermeņa masa un rādiuss, G ir gravitācijas konstante. Precīzāka (relativistiskā) formula nerotējošiem sfēriskiem ķermeņiem ir:
z g \u003d (1 -2GM / Rc 2) -1/2 - 1.
Gravitācijas sarkanā nobīde ir novērojama blīvu zvaigžņu (balto punduru) spektros; tiem z g ≤10 -3 . Gravitācijas sarkanā nobīde tika atklāta baltā pundura Sirius B spektrā 1925. gadā (W. Adams, ASV). Radiācijai no akrecijas disku iekšējiem apgabaliem ap melnajiem caurumiem vajadzētu būt ar spēcīgāko gravitācijas sarkano nobīdi.
Svarīga jebkura veida sarkanās nobīdes (Doplera, kosmoloģiskā, gravitācijas) īpašība ir z atkarības neesamība no viļņa garuma. Šo secinājumu apstiprina eksperimentāli: vienam un tam pašam starojuma avotam spektra līnijām optiskajā, radio un rentgenstaru diapazonā ir vienāda sarkanā nobīde.
Lit.: Zasovs A. V., Postnovs K. A. Vispārējā astrofizika. Fryazino, 2006.
