pergeseran merah

peningkatan panjang gelombang dari garis-garis dalam spektrum sumber radiasi (pergeseran garis ke arah bagian merah dari spektrum) dibandingkan dengan garis-garis dari spektrum referensi. Pergeseran merah terjadi ketika jarak antara sumber radiasi dan penerimanya (pengamat) meningkat (lihat efek Doppler) atau ketika sumber berada dalam medan gravitasi yang kuat (pergeseran merah gravitasi). Dalam astronomi, pergeseran merah terbesar diamati dalam spektrum objek ekstragalaksi jauh (galaksi dan quasar) dan dianggap sebagai konsekuensi dari ekspansi kosmologis Semesta.

pergeseran merah

menurunkan frekuensi radiasi elektromagnetik, salah satu manifestasi dari efek Doppler. Nama "K dengan." karena fakta bahwa di bagian spektrum yang terlihat, sebagai akibat dari fenomena ini, garis-garisnya bergeser ke ujung merahnya; K. s. diamati dalam radiasi frekuensi lain, misalnya, dalam jangkauan radio. Efek sebaliknya yang terkait dengan peningkatan frekuensi disebut pergeseran biru (atau ungu). Paling sering, istilah "K. dengan." digunakan untuk menunjuk dua fenomena — kosmologis kosmologis. dan gravitasi K. s.

Kosmologis (metagalaksi) K. s. disebut penurunan frekuensi radiasi yang diamati untuk semua sumber jauh (galaksi, quasar), yang menunjukkan jarak sumber-sumber ini satu sama lain dan, khususnya, dari Galaksi kita, yaitu, tentang non-stasioneritas (ekspansi) Metagalaxy. K. s. untuk galaksi ditemukan oleh astronom Amerika W. Slifer pada tahun 1912-14; pada tahun 1929 E. Hubble menemukan bahwa K. s. untuk galaksi jauh itu lebih besar daripada yang terdekat, dan meningkat kira-kira sebanding dengan jarak (hukum K. s, atau hukum Hubble). Berbagai penjelasan untuk pergeseran garis spektral yang diamati telah diajukan. Seperti, misalnya, adalah hipotesis peluruhan kuanta cahaya selama jutaan dan miliaran tahun, di mana cahaya dari sumber yang jauh mencapai pengamat bumi; menurut hipotesis ini, energi berkurang selama peluruhan, yang juga merupakan alasan untuk perubahan frekuensi radiasi. Namun, hipotesis ini tidak didukung oleh pengamatan. Secara khusus, K. s. di bagian yang berbeda dari spektrum sumber yang sama, dalam kerangka hipotesis, harus berbeda. Sementara itu, semua data observasi menunjukkan bahwa K. s. tidak bergantung pada frekuensi, perubahan relatif dalam frekuensi z = (n0≈ n)/n0 persis sama untuk semua frekuensi radiasi tidak hanya di optik, tetapi juga dalam jangkauan radio dari sumber tertentu (n0 frekuensi garis tertentu dalam spektrum sumber, n frekuensi garis yang sama, yang didaftarkan oleh penerima; n

Dalam teori relativitas, Doppler K. s. dianggap sebagai akibat dari melambatnya aliran waktu dalam kerangka acuan yang bergerak (efek dari teori relativitas khusus). Jika kecepatan sistem sumber relatif terhadap sistem penerima adalah u (dalam kasus pesawat ruang angkasa metagalaksi, u ini adalah kecepatan radial), maka

(c kecepatan cahaya dalam ruang hampa) dan menurut pengamatan K. s. mudah untuk menentukan kecepatan radial dari sumber: . Dari persamaan berikut bahwa pada z kecepatan v mendekati kecepatan cahaya, selalu tetap kurang dari itu (v< с). При скорости v, намного меньшей скорости света (u << с), формула упрощается: u » cz. Закон Хаббла в этом случае записывается в форме u = 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 т. н. возраст Вселенной.

Sampai tahun 50-an. abad ke-20 jarak ekstragalaksi (pengukuran yang, tentu saja, dikaitkan dengan kesulitan besar) sangat diremehkan, sehubungan dengan itu nilai H yang ditentukan dari jarak ini ternyata sangat dilebih-lebihkan. Di awal tahun 70-an. abad ke-20 untuk konstanta Hubble, nilai H = 53 5 (km/sec)/Mgps diterima, nilai timbal baliknya adalah T = 1/H = 18 miliar tahun.

Memotret spektrum sumber lemah (jauh) untuk mengukur sinar kosmik, bahkan saat menggunakan instrumen terbesar dan pelat fotografi sensitif, memerlukan kondisi pengamatan yang baik dan eksposur yang lama. Untuk galaksi, perpindahan z » 0.2 diukur dengan pasti, sesuai dengan kecepatan u » 60.000 km/detik dan jarak lebih dari 1 miliar ps. Pada kecepatan dan jarak seperti itu, hukum Hubble dapat diterapkan dalam bentuk yang paling sederhana (kesalahannya sekitar 10%, yaitu sama dengan kesalahan dalam menentukan H). Quasar, rata-rata, seratus kali lebih terang daripada galaksi dan, oleh karena itu, dapat diamati pada jarak sepuluh kali lebih besar (jika ruang adalah Euclidean). Untuk quasar, z » 2 dan lebih memang direkam. Dengan perpindahan z = 2, kecepatannya adalah u » 0,8×s = 240.000 km/s. Pada kecepatan seperti itu, efek-efek kosmologis spesifik sudah berperan non-stasioneritas dan kelengkungan ruang waktu; khususnya, konsep jarak tunggal yang tidak ambigu menjadi tidak dapat diterapkan (salah satu jarak jarak sepanjang K. s. di sini, jelas, adalah r = ulH = 4,5 miliar ps). K. s. bersaksi tentang perluasan seluruh bagian alam semesta yang dapat diakses oleh pengamatan; fenomena ini biasa disebut sebagai perluasan alam semesta (astronomi).

Gravitasi K. dengan. adalah konsekuensi dari melambatnya laju waktu dan disebabkan oleh medan gravitasi (efek dari teori relativitas umum). Fenomena ini (juga disebut efek Einstein, efek Doppler umum) diprediksi oleh A. Einstein pada tahun 1911, dan diamati mulai tahun 1919, pertama dalam radiasi Matahari dan kemudian di beberapa bintang lainnya. Gravitasi K. dengan. adalah kebiasaan untuk mengkarakterisasi kecepatan bersyarat u, yang secara formal dihitung menggunakan rumus yang sama seperti dalam kasus kosmologis kosmologis s. Nilai kecepatan bersyarat: untuk Matahari u = 0,6 km/dtk, untuk bintang padat Sirius B u = 20 km/dtk. Pada tahun 1959, untuk pertama kalinya, dimungkinkan untuk mengukur gaya gravitasi akibat medan gravitasi bumi, yang sangat kecil: u = 7,5 × 10-5 cm/detik (lihat efek Mössbauer). Dalam beberapa kasus (misalnya, selama keruntuhan gravitasi), koeksistensi harus diperhatikan. kedua jenis (dalam bentuk efek total).

Lit.: L. D. Landau, E. M. Lifshits, Field Theory, edisi ke-4, M., 1962, 89, 107; Fondasi observasional kosmologi, trans. dari bahasa Inggris, M., 1965.

G.I.Naan.

Wikipedia

pergeseran merah

pergeseran merah- pergeseran garis spektral unsur kimia ke sisi merah. Fenomena ini mungkin merupakan ekspresi dari efek Doppler atau pergeseran merah gravitasi, atau kombinasi keduanya. Pergeseran garis spektrum ke sisi ungu disebut pergeseran biru. Untuk pertama kalinya, pergeseran garis spektrum dalam spektrum bintang dijelaskan oleh fisikawan Prancis Ippolite Fizeau pada tahun 1848, dan ia mengusulkan efek Doppler yang disebabkan oleh kecepatan radial bintang untuk menjelaskan pergeseran tersebut.

Kebanyakan quasar memancar dengan intens gelombang radio. Ketika para astronom menunjukkan dengan tepat posisi sumber-sumber radio ini dalam foto-foto cahaya tampak, mereka menemukan objek-objek seperti bintang.

Untuk menetapkan sifat benda langit yang aneh, difoto spektrumnya. Dan kami melihat sesuatu yang sama sekali tidak terduga! "Bintang" ini memiliki spektrum yang sangat berbeda dari semua bintang lainnya. Spektrum itu benar-benar asing. Di sebagian besar quasar, mereka tidak hanya mengandung garis hidrogen yang terkenal dan khas untuk bintang biasa, tetapi pada pandangan pertama tidak mungkin untuk mendeteksi di dalamnya satu garis bahkan elemen kimia lainnya. Seorang astrofisikawan muda Belanda M. Schmidt, yang bekerja di Amerika Serikat, menemukan bahwa garis-garis dalam spektrum sumber aneh tidak dapat dikenali hanya karena mereka sangat bergeser ke wilayah spektrum merah, tetapi sebenarnya ini adalah garis-garis baik- unsur kimia yang diketahui (terutama hidrogen).

Alasan pergeseran garis spektral quasar adalah subjek diskusi ilmiah yang hebat, sebagai akibatnya sebagian besar ahli astrofisika sampai pada kesimpulan bahwa pergeseran merah garis spektral dikaitkan dengan ekspansi umum Metagalaxy.

Dalam spektrum objek 3C273 dan 3C48, pergeseran merah mencapai nilai yang belum pernah terjadi sebelumnya. Pergeseran garis ke arah ujung merah spektrum mungkin merupakan tanda sumber bergerak menjauh dari pengamat. Semakin cepat sumber cahaya menjauh, semakin besar pergeseran merah dalam spektrumnya.

Merupakan karakteristik bahwa dalam spektrum hampir semua galaksi (dan aturan ini tidak terkecuali untuk galaksi jauh), garis-garis dalam spektrum selalu bergeser ke arah ujung merahnya. Secara kasar, pergeseran merah sebanding dengan jarak ke galaksi. Inilah tepatnya yang diungkapkan HUKUM PERGESERAN MERAH, yang sekarang dijelaskan sebagai hasil dari ekspansi cepat dari seluruh kumpulan galaksi yang diamati.

Kecepatan penghapusan

Galaksi terjauh yang diketahui sejauh ini memiliki pergeseran merah yang sangat tinggi. Kecepatan pemindahan yang sesuai diukur dalam puluhan ribu kilometer per detik. Tapi pergeseran merah objek 3S48 melampaui semua rekor. Ternyata itu terbawa dari Bumi dengan kecepatan hanya sekitar setengah kecepatan cahaya! Jika kita berasumsi bahwa objek ini mematuhi hukum pergeseran merah umum, mudah untuk menghitung bahwa jarak dari Bumi ke objek 3C48 adalah 3,78 miliar tahun cahaya! Misalnya, dalam 8 1/3 menit seberkas cahaya akan mencapai Matahari, dalam 4 tahun - ke bintang terdekat. Dan di sini hampir 4 miliar tahun penerbangan supercepat berkelanjutan adalah waktu yang sebanding dengan rentang hidup planet kita.

Untuk objek 3C196, jaraknya, juga ditemukan dari pergeseran merah, ternyata 12 miliar tahun cahaya, yaitu. kami menangkap seberkas cahaya yang dikirimkan kepada kami bahkan ketika Bumi maupun Matahari tidak ada! Objek 3S196 sangat cepat - kecepatan pemindahannya di sepanjang garis pandang mencapai 200 ribu kilometer per detik.

Zaman quasar

Menurut perkiraan modern, usia quasar diukur dalam miliaran tahun. Selama waktu ini, setiap quasar memancarkan energi yang luar biasa. Kami tidak tahu proses yang dapat menyebabkan pelepasan energi seperti itu. Jika kita berasumsi bahwa kita memiliki superstar di mana hidrogen "terbakar habis", maka massanya harus satu miliar kali lebih besar dari massa Matahari. Sementara itu, astrofisika teoretis modern membuktikan bahwa dengan massa lebih dari 100 kali lebih besar dari matahari, bintang mau tidak mau kehilangan stabilitas dan pecah menjadi sejumlah pecahan.

Dari quasar yang diketahui saat ini, jumlah totalnya lebih dari 10.000, yang terdekat adalah 260.000.000 tahun cahaya, yang paling jauh adalah 15 miliar tahun cahaya. Quasar mungkin adalah objek tertua yang kami amati, karena dari jarak miliaran tahun cahaya, galaksi biasa tidak terlihat di teleskop mana pun. Namun, "masa lalu yang hidup" ini masih sama sekali tidak dapat kita pahami. Sifat quasar belum sepenuhnya dijelaskan.

putaran. dari 11-12/2013 - ()

Teori big bang dan perluasan alam semesta adalah fakta bagi pemikiran ilmiah modern, tetapi jika Anda menghadapi kebenarannya, itu tidak pernah menjadi teori yang nyata. Hipotesis ini lahir ketika, pada tahun 1913, astronom Amerika Vesto Melvin Slipher mulai mempelajari spektrum cahaya yang berasal dari selusin nebula yang diketahui dan menyimpulkan bahwa mereka bergerak menjauh dari Bumi dengan kecepatan mencapai jutaan mil per jam. Ide serupa dibagikan pada waktu itu oleh astronom de Sitter. Pada suatu waktu, laporan ilmiah de Sitter membangkitkan minat para astronom di seluruh dunia.

Di antara ilmuwan ini juga Edwin Powell Hubble (Edwin Habble). Dia juga menghadiri konferensi American Astronomical Society pada tahun 1914 ketika Slifer melaporkan penemuannya terkait dengan pergerakan galaksi. Terinspirasi oleh ide ini, Hubble mulai bekerja pada tahun 1928 di Observatorium Gunung Wilson yang terkenal dalam upaya untuk menggabungkan teori de Sitter tentang alam semesta yang mengembang dengan pengamatan Sdyfer tentang galaksi yang menyusut.

Hubble beralasan kira-kira sebagai berikut. Di alam semesta yang mengembang, kita seharusnya mengharapkan galaksi-galaksi bergerak menjauh satu sama lain, dengan galaksi-galaksi yang lebih jauh bergerak menjauh satu sama lain lebih cepat. Ini berarti bahwa dari mana saja, termasuk Bumi, seorang pengamat harus melihat bahwa semua galaksi lain bergerak menjauhinya, dan, rata-rata, galaksi yang lebih jauh bergerak menjauh lebih cepat.

Hubble percaya bahwa jika ini benar dan benar-benar terjadi, maka pasti ada hubungan proporsional antara jarak ke galaksi dan tingkat pergeseran merah dalam spektrum cahaya yang datang dari galaksi ke kita di Bumi. Dia mengamati bahwa dalam spektrum sebagian besar galaksi, pergeseran merah ini benar-benar terjadi, dan galaksi yang terletak pada jarak yang lebih jauh dari kita memiliki pergeseran merah yang lebih besar.

Pada suatu waktu, Slifer memperhatikan bahwa dalam spektrum galaksi yang dipelajarinya, garis spektrum cahaya dari planet-planet tertentu bergeser ke arah ujung merah spektrum. Fenomena aneh ini disebut "pergeseran merah". Slifer dengan berani menghubungkan pergeseran merah dengan efek Doppler, yang terkenal pada saat itu. Berdasarkan peningkatan "pergeseran merah", kita dapat menyimpulkan bahwa galaksi-galaksi bergerak menjauh dari kita. Ini adalah langkah besar pertama menuju gagasan bahwa seluruh alam semesta mengembang. Jika garis-garis dalam spektrum bergeser ke arah ujung biru spektrum, maka ini berarti bahwa galaksi-galaksi bergerak ke arah pengamat, yaitu Semesta menyempit.

Timbul pertanyaan, bagaimana Hubble bisa mengetahui seberapa jauh masing-masing galaksi yang dia pelajari dari kita, dia tidak mengukur jarak ke mereka dengan pita pengukur? Tetapi pada data keterpencilan galaksi-galaksi itulah dia mendasarkan pengamatan dan kesimpulannya. Ini memang pertanyaan yang sangat sulit bagi Hubble, dan masih tetap menjadi pertanyaan yang sulit bagi para astronom modern. Lagi pula, tidak ada alat ukur yang bisa mencapai bintang.

Oleh karena itu, dalam pengukurannya, ia menganut logika berikut: sebagai permulaan, seseorang dapat memperkirakan jarak ke bintang-bintang terdekat dengan menggunakan berbagai metode; kemudian, selangkah demi selangkah, Anda dapat membangun "tangga jarak kosmik", yang memungkinkan Anda memperkirakan jarak ke beberapa galaksi.

Hubble, menggunakan metode perkiraan jaraknya, memperoleh hubungan proporsional antara besarnya pergeseran merah dan jarak ke galaksi. Sekarang hubungan ini dikenal sebagai hukum Hubble.

Dia percaya bahwa galaksi terjauh memiliki nilai pergeseran merah tertinggi dan karenanya menjauh dari kita lebih cepat daripada galaksi lain. Dia menganggap ini sebagai bukti yang cukup bahwa alam semesta mengembang.

Seiring waktu, ide ini menjadi begitu kokoh sehingga para astronom mulai menerapkannya dengan cara yang berlawanan: jika jarak sebanding dengan pergeseran merah, maka pergeseran merah yang terukur dapat digunakan untuk menghitung jarak ke galaksi. Tapi, seperti yang telah kita catat, Hubble menentukan jarak ke galaksi bukan dengan pengukuran langsung. Mereka diperoleh secara tidak langsung, berdasarkan pengukuran kecerahan galaksi. Setuju, asumsinya tentang hubungan proporsional antara jarak ke galaksi dan pergeseran merah tidak dapat diverifikasi.

Dengan demikian, model alam semesta yang mengembang berpotensi memiliki dua kelemahan:

- Pertama-tama, kecerahan benda langit dapat bergantung pada banyak faktor, tidak hanya pada jaraknya. Artinya, jarak yang dihitung dari kecerahan galaksi yang tampak mungkin tidak valid.

- Kedua, sangat mungkin bahwa pergeseran merah tidak ada hubungannya dengan kecepatan pergerakan galaksi.

Hubble melanjutkan penelitiannya dan sampai pada model tertentu dari alam semesta yang mengembang, menghasilkan hukum Hubble.

Untuk menjelaskannya, pertama-tama kita ingat bahwa, menurut model big bang, semakin jauh galaksi dari pusat ledakan, semakin cepat ia bergerak. Menurut hukum Hubble, laju penyusutan galaksi harus sama dengan jarak ke pusat ledakan dikalikan dengan angka yang disebut konstanta Hubble. Dengan menggunakan hukum ini, para astronom menghitung jarak ke galaksi berdasarkan besarnya pergeseran merah, yang asal-usulnya tidak sepenuhnya dipahami oleh siapa pun,

Secara umum, mereka memutuskan untuk mengukur Semesta dengan sangat sederhana; Temukan pergeseran merah dan bagi dengan konstanta Hubble dan Anda mendapatkan jarak ke galaksi mana pun. Dengan cara yang sama, para astronom modern menggunakan konstanta Hubble untuk menghitung ukuran alam semesta. Kebalikan dari konstanta Hubble memiliki arti waktu karakteristik perluasan Alam Semesta pada saat ini. Dari sinilah kaki-kaki waktu keberadaan Semesta tumbuh.

Berdasarkan ini, konstanta Hubble adalah angka yang sangat penting bagi sains modern. Sebagai contoh, jika Anda menggandakan konstanta, maka Anda juga menggandakan perkiraan ukuran alam semesta. Tetapi kenyataannya adalah bahwa pada tahun yang berbeda ilmuwan yang berbeda beroperasi dengan nilai konstanta Hubble yang berbeda.

Konstanta Hubble dinyatakan dalam kilometer per detik per megaparsec (satuan jarak kosmik yang setara dengan 3,3 juta tahun cahaya).

Misalnya, pada tahun 1929 nilai konstanta Hubble adalah 500. Pada tahun 1931 adalah 550. Pada tahun 1936 adalah 520 atau 526. Pada tahun 1950 adalah 260, yaitu. turun secara signifikan. Pada tahun 1956, turun lebih jauh, menjadi 176 atau 180. Pada tahun 1958, turun lebih jauh menjadi 75, dan pada tahun 1968 melonjak menjadi 98. Pada tahun 1972, nilainya berkisar dari 50 hingga 130. Hari ini, konstanta Hubble umumnya dianggap 55. Semua perubahan ini membuat seorang astronom dengan bercanda mengatakan bahwa konstanta Hubble lebih baik disebut variabel Hubble, yang merupakan konvensi saat ini. Dengan kata lain, diyakini bahwa konstanta Hubble berubah seiring waktu, tetapi istilah "konstanta" dibenarkan oleh fakta bahwa pada waktu tertentu di semua titik di alam semesta, konstanta Hubble adalah sama.

Tentu saja, semua perubahan ini selama beberapa dekade dapat dijelaskan oleh fakta bahwa para ilmuwan telah meningkatkan metode mereka dan meningkatkan kualitas perhitungan.

Namun muncul pertanyaan: Perhitungan apa? Kami ulangi sekali lagi bahwa tidak seorang pun akan dapat benar-benar memeriksa perhitungan ini, karena pita pengukur (bahkan laser) yang dapat mencapai galaksi tetangga belum ditemukan.

Terlebih lagi, bahkan dalam rasio jarak antar galaksi, orang yang berakal tidak mengerti segalanya. Jika alam semesta mengembang, menurut hukum proporsionalitas, seragam, lalu mengapa banyak ilmuwan mendapatkan nilai kuantitas yang berbeda, berdasarkan proporsi yang sama dari laju ekspansi ini? Ternyata proporsi ekspansi seperti itu juga tidak ada.

Astronom terpelajar Viger mengamati bahwa, ketika para astronom melakukan pengukuran ke arah yang berbeda, mereka mendapatkan tingkat ekspansi yang berbeda. Kemudian dia mengalihkan perhatiannya ke sesuatu yang lebih aneh: dia menemukan itu langit dapat dibagi menjadi dua set arah. Yang pertama adalah seperangkat arah di mana banyak galaksi terletak di depan galaksi yang lebih jauh. Yang kedua adalah seperangkat arah di mana galaksi jauh tanpa galaksi latar depan. Mari kita sebut grup pertama dari arah ruang "area A", grup kedua - "area B".

Viger menemukan hal yang menakjubkan. Jika dalam penelitian kita membatasi diri pada galaksi jauh di wilayah A dan hanya berdasarkan studi ini kita menghitung konstanta Hubble, maka satu nilai konstanta akan diperoleh. Jika Anda melakukan penelitian di area B, Anda mendapatkan nilai konstanta yang sama sekali berbeda.

Ternyata tingkat ekspansi galaksi, menurut penelitian ini, bervariasi tergantung pada bagaimana dan dalam kondisi apa kita mengukur indikator yang berasal dari galaksi jauh. Jika kita mengukurnya di mana ada galaksi latar depan, maka akan ada satu hasil, jika tidak ada latar depan, maka hasilnya akan berbeda.

Jika alam semesta benar-benar mengembang, lalu apa yang bisa menyebabkan galaksi latar depan memengaruhi kecepatan galaksi lain sedemikian rupa? Galaksi-galaksi itu sangat jauh sehingga mereka tidak dapat meniup satu sama lain seperti kita meniup balon. Oleh karena itu, masuk akal untuk berasumsi bahwa masalahnya terletak pada misteri pergeseran merah.

Ini persis seperti yang dikatakan Viger. Dia menyarankan bahwa pergeseran merah yang terukur dari galaksi-galaksi jauh, yang menjadi dasar semua ilmu pengetahuan, sama sekali tidak terkait dengan perluasan Alam Semesta. Sebaliknya, mereka disebabkan oleh efek yang sama sekali berbeda. Dia menyarankan bahwa efek yang sebelumnya tidak diketahui ini terkait dengan apa yang disebut mekanisme penuaan cahaya yang mendekati kita dari jauh.

Menurut Wiger, spektrum cahaya yang telah melakukan perjalanan melalui ruang besar mengalami pergeseran merah yang kuat hanya karena cahaya bergerak terlalu jauh. Wiger membuktikan bahwa ini terjadi sesuai dengan hukum fisika dan secara mengejutkan mirip dengan banyak fenomena alam lainnya. Di alam, selalu, jika sesuatu bergerak, maka selalu ada sesuatu yang lain yang mencegah gerakan ini. Kekuatan penghalang seperti itu juga ada di luar angkasa. Viger percaya bahwa saat cahaya menempuh jarak yang sangat jauh antar galaksi, efek pergeseran merah mulai muncul. Dia menghubungkan efek ini dengan hipotesis penuaan (mengurangi kekuatan) cahaya.

Ternyata cahaya kehilangan energinya, melintasi ruang, di mana ada kekuatan tertentu yang mengganggu pergerakannya. Dan semakin lama usia cahaya, semakin merah jadinya. Oleh karena itu, pergeseran merah sebanding dengan jarak, bukan kecepatan benda. Jadi semakin jauh perjalanan cahaya, semakin tua usianya. Menyadari hal ini, Wiger menggambarkan Alam Semesta sebagai struktur yang tidak mengembang. Dia menyadari bahwa semua galaksi kurang lebih tidak bergerak. Dan pergeseran merah tidak terkait dengan efek Doppler, dan karena itu jarak ke objek yang diukur dan kecepatannya tidak terkait. Viger percaya bahwa pergeseran merah ditentukan oleh sifat intrinsik cahaya itu sendiri; dengan demikian, ia berpendapat bahwa cahaya, setelah menempuh jarak tertentu, semakin tua. Ini tidak membuktikan dengan cara apa pun bahwa galaksi yang diukur jaraknya menjauh dari kita.

Sebagian besar astronom modern (tetapi tidak semua) menolak gagasan penuaan cahaya. Menurut Joseph Silk dari University of California di Berkley, "kosmologi cahaya yang menua tidak memuaskan karena memperkenalkan hukum fisika baru."

Namun teori penuaan cahaya yang dikemukakan oleh Wiger tidak memerlukan penambahan radikal pada hukum fisika yang ada. Dia menyarankan bahwa di ruang intergalaksi ada jenis partikel tertentu yang, berinteraksi dengan cahaya, menghilangkan sebagian energi cahaya. Sebagian besar objek masif mengandung lebih banyak partikel ini daripada yang lain.

Menggunakan ide ini, Wiger menjelaskan pergeseran merah yang berbeda untuk wilayah A dan B sebagai berikut: cahaya yang melewati galaksi latar depan bertemu lebih banyak partikel ini dan karena itu kehilangan lebih banyak energi daripada cahaya yang tidak melewati wilayah galaksi latar depan. Dengan demikian, spektrum cahaya yang melintasi rintangan (wilayah galaksi latar depan) akan mengalami pergeseran merah yang lebih besar, dan ini mengarah ke nilai yang berbeda untuk konstanta Hubble. Wiger juga merujuk pada bukti tambahan untuk teorinya, yang diperoleh dari eksperimen pada objek dengan pergeseran merah yang lambat.

Misalnya, jika Anda mengukur spektrum cahaya yang datang dari bintang yang terletak dekat dengan piringan Matahari kita, maka jumlah pergeseran merah di dalamnya akan lebih besar daripada bintang yang terletak di wilayah langit yang jauh. Pengukuran seperti itu hanya dapat dilakukan selama gerhana matahari total, ketika bintang-bintang yang dekat dengan piringan matahari menjadi terlihat dalam gelap.

Singkatnya, Wiger menjelaskan pergeseran merah dalam hal alam semesta yang tidak mengembang di mana perilaku cahaya berbeda dari gagasan yang diterima oleh sebagian besar ilmuwan. Wiger percaya bahwa model alam semestanya memberikan data astronomi yang lebih akurat dan realistis daripada yang diberikan oleh model standar alam semesta yang mengembang.Model lama ini tidak dapat menjelaskan perbedaan besar dalam nilai yang diperoleh saat menghitung konstanta Hubble. Menurut Viger, pergeseran merah yang lambat mungkin merupakan fitur global Semesta. Alam semesta mungkin sangat statis, dan karenanya kebutuhan akan teori big bang menghilang begitu saja.

Dan semuanya akan baik-baik saja: kami akan mengucapkan terima kasih kepada Wiger, tegur Hubble, tetapi masalah baru muncul, yang sebelumnya tidak diketahui. Masalah itu adalah quasar. Salah satu fitur yang paling mencolok dari quasar adalah bahwa pergeseran merahnya sangat tinggi dibandingkan dengan objek astronomi lainnya. Sementara pergeseran merah yang diukur untuk galaksi normal adalah sekitar 0,67, beberapa pergeseran merah quasar mendekati 4,00. Saat ini, galaksi juga telah ditemukan yang koefisien pergeseran merahnya lebih besar dari 1,00.

Jika kita menerima, seperti kebanyakan astronom, bahwa mereka adalah pergeseran merah biasa, maka quasar pastilah objek terjauh yang pernah ditemukan di alam semesta dan memancarkan energi jutaan kali lebih banyak daripada galaksi bola raksasa, yang juga tidak memiliki harapan.

Jika kita mengambil hukum Hubble, maka galaksi (dengan pergeseran merah lebih besar dari 1,00) harus mundur dari kita dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan cahaya, dan quasar pada kecepatan yang sama dengan 4 kali kecepatan cahaya.

Ternyata sekarang perlu memarahi Albert Einstein? Atau apakah kondisi awal masalah masih salah dan pergeseran merahnya adalah ekuivalen matematis dari proses yang tidak banyak kita ketahui? Matematika tidak salah, tetapi tidak memberikan pemahaman yang sebenarnya tentang proses yang berlangsung. Misalnya, matematikawan telah lama membuktikan keberadaan dimensi ruang tambahan, sementara sains modern tidak dapat menemukannya dengan cara apa pun.

Dengan demikian, kedua alternatif yang tersedia dalam teori astronomi konvensional mengalami kesulitan yang serius. Jika pergeseran merah dianggap sebagai efek Doppler normal, karena penyerapan spasial, jarak yang ditunjukkan sangat besar sehingga sifat lain dari quasar, terutama emisi energi, tidak dapat dijelaskan. Di sisi lain, jika pergeseran merah tidak terkait, atau tidak sepenuhnya terkait dengan kecepatan gerakan, kami tidak memiliki hipotesis yang dapat diandalkan mengenai mekanisme yang menghasilkannya.

Bukti yang meyakinkan berdasarkan masalah ini sulit diperoleh. Argumen di satu sisi, atau pertanyaan di sisi lain, terutama didasarkan pada hubungan nyata antara quasar dan objek lain. Asosiasi yang jelas dengan pergeseran merah tersebut ditawarkan sebagai bukti untuk mendukung pergeseran Doppler sederhana, atau sebagai hipotesis "kosmologis". Lawan berpendapat bahwa asosiasi antara objek yang pergeseran merahnya berbeda menunjukkan bahwa dua proses yang berbeda sedang bekerja. Setiap kelompok menstigmatisasi asosiasi lawan sebagai palsu.

Bagaimanapun, untuk situasi ini, kita harus setuju bahwa komponen kedua (kecepatan) dari pergeseran merah diidentifikasi sebagai perubahan Doppler lain yang dihasilkan dengan cara yang sama seperti pergeseran merah normal penyerapan, dan harus ditambahkan ke pergeseran normal untuk memberikan matematika representasi proses yang sedang berlangsung.

Dan pemahaman yang sebenarnya dari proses yang sedang berlangsung dapat ditemukan dalam karya Dewey Larson, misalnya, dalam bagian ini.

Pergeseran merah quasar

Meskipun beberapa objek yang sekarang dikenal sebagai quasar sudah diakui sebagai milik kelas fenomena baru dan terpisah karena spektrum khusus mereka, penemuan quasar yang sebenarnya dapat ditelusuri kembali ke tahun 1963, ketika Martin Schmidt mengidentifikasi spektrum sumber radio. 3C 273 digeser 16% ke arah merah. . Sebagian besar karakteristik penentu lainnya yang awalnya dikaitkan dengan quasar harus ditentukan ketika lebih banyak data dikumpulkan. Misalnya, satu deskripsi awal mendefinisikannya sebagai "objek mirip bintang yang bertepatan dengan sumber radio". Tetapi pengamatan modern menunjukkan bahwa dalam banyak kasus quasar memiliki struktur kompleks yang jelas tidak seperti bintang, dan ada kelas besar quasar yang emisi radionya belum terdeteksi. Pergeseran merah yang tinggi terus menjadi ciri khas quasar, dan karakteristik pembedanya dianggap sebagai rentang magnitudo yang diamati yang meluas ke atas. Pergeseran merah sekunder yang diukur untuk 3C 48 adalah 0,369, jauh di atas pengukuran utama 0,158. Pada awal 1967, ketika 100 pergeseran merah tersedia, nilai tertinggi adalah 2,223, dan pada saat publikasi telah meningkat menjadi 3,78.

Memperluas kisaran pergeseran merah di atas 1,00 menimbulkan pertanyaan interpretasi. Berdasarkan pemahaman sebelumnya tentang asal usul pergeseran Doppler, resesi pergeseran merah di atas 1,00 akan menunjukkan bahwa kecepatan relatif lebih besar daripada kecepatan cahaya. Penerimaan umum terhadap pandangan Einstein bahwa kecepatan cahaya adalah batas absolut membuat interpretasi semacam itu tidak dapat diterima oleh para astronom, dan matematika relativitas digunakan untuk memecahkan masalah tersebut. Analisis kami di Volume I menunjukkan bahwa ini adalah kesalahan penerapan hubungan matematis dalam situasi di mana hubungan ini dapat digunakan. Ada kontradiksi antara nilai yang diperoleh sebagai hasil pengamatan dan diperoleh dengan cara tidak langsung. Misalnya, dengan mengukur kecepatan dengan membagi jarak koordinat dengan waktu per jam. Dalam contoh seperti itu, matematika relativitas (persamaan Lorentz) diterapkan pada pengukuran tidak langsung untuk membuatnya sesuai dengan pengukuran langsung yang dianggap benar. Pergeseran Doppler adalah pengukuran langsung dari kecepatan yang tidak memerlukan koreksi. Pergeseran merah 2,00 menunjukkan gerakan relatif ke luar dengan nilai skalar dua kali kecepatan cahaya.

Meskipun masalah pergeseran merah yang tinggi telah dielakkan dalam pemikiran astronomi tradisional dengan trik matematika relativitas, masalah energi jarak yang menyertainya terbukti lebih sulit dipecahkan dan menolak semua upaya resolusi atau akal-akalan.

Jika quasar berada pada jarak yang ditunjukkan oleh kosmologi, yaitu, pada jarak yang sesuai dengan pergeseran merah, menurut fakta bahwa mereka adalah pergeseran merah resesi biasa, maka jumlah energi yang mereka pancarkan jauh lebih besar daripada yang dapat dijelaskan oleh proses yang diketahui. pembangkit energi atau bahkan spekulasi spekulatif. Di sisi lain, jika energi direduksi ke tingkat yang kredibel dengan mengasumsikan bahwa quasar lebih dekat, maka ilmu pengetahuan konvensional tidak memiliki penjelasan untuk pergeseran merah yang besar.

Jelas ada sesuatu yang perlu dilakukan. Satu atau asumsi pembatas lainnya harus ditinggalkan. Entah ada proses yang belum ditemukan sebelumnya yang menghasilkan lebih banyak energi daripada proses yang sudah diketahui, atau ada faktor yang tidak diketahui yang mendorong pergeseran merah quasar melampaui nilai resesi biasa. Untuk beberapa alasan, alasan yang sulit untuk dipahami, sebagian besar astronom percaya bahwa alternatif pergeseran merah adalah satu-satunya hal yang perlu direvisi atau diperluas dalam teori fisika yang ada. Argumen yang paling sering diajukan terhadap keberatan dari mereka yang cenderung mendukung penjelasan non-kosmologis tentang pergeseran merah adalah bahwa hipotesis yang diperlukan untuk diukur dalam teori fisika hanya boleh diterima sebagai upaya terakhir. Inilah yang tidak dilihat oleh orang-orang ini: pilihan terakhir adalah satu-satunya yang tersisa. Jika kita mengecualikan modifikasi teori yang ada untuk menjelaskan pergeseran merah, maka teori yang ada harus dimodifikasi untuk menjelaskan besarnya pembangkitan energi.

Selain itu, energi alternatif jauh lebih radikal karena tidak hanya membutuhkan proses baru yang sama sekali tidak diketahui, tetapi juga melibatkan peningkatan besar dalam skala pembangkitan, di luar tingkat yang diketahui saat ini. Di sisi lain, semua yang diperlukan dalam situasi pergeseran merah, bahkan jika solusi berdasarkan proses yang diketahui tidak dapat diperoleh, adalah proses baru. Dia tidak berpura-pura menjelaskan apa pun selain yang sekarang diakui sebagai hak prerogatif dari proses resesi yang diketahui; itu hanya digunakan untuk menghasilkan pergeseran merah di lokasi spasial yang kurang jauh. Bahkan tanpa informasi baru dari perkembangan teori alam semesta gerak, harus jelas bahwa alternatif pergeseran merah adalah cara yang jauh lebih baik untuk memecahkan kebuntuan saat ini antara energi quasar dan teori pergeseran merah. Itulah sebabnya penjelasan yang dihasilkan dari penerapan teori Reverse System untuk menyelesaikan masalah ini sangat signifikan.

Penalaran semacam itu agak akademis, karena kita menerima dunia apa adanya, suka atau tidak suka apa yang kita temukan. Namun, perlu dicatat bahwa di sini, sekali lagi, seperti dalam banyak contoh di halaman-halaman sebelumnya, jawaban yang muncul sebagai hasil dari perkembangan teoretis baru mengambil bentuk yang paling sederhana dan paling logis. Tentu saja, jawaban untuk masalah quasar tidak termasuk pemutusan dengan sebagian besar dasar, seperti yang diharapkan oleh para astronom yang condong ke penjelasan non-kosmologis untuk pergeseran merah. Ketika mereka melihat situasinya, beberapa proses atau prinsip fisik baru harus dimasukkan untuk menambahkan "komponen non-kecepatan" ke resesi pergeseran merah quasar. Kami menemukan bahwa tidak ada proses atau prinsip baru yang diperlukan. Pergeseran merah ekstra hanyalah hasil dari kecepatan tambahan, kecepatan yang luput dari kesadaran karena ketidakmampuan untuk direpresentasikan dalam kerangka acuan spasial tradisional.

Sebagaimana dinyatakan di atas, nilai batas kecepatan ledakan dan pergeseran merah adalah dua unit yang dihasilkan dalam satu dimensi. Jika kecepatan ledakan dibagi rata antara dua dimensi aktif di wilayah perantara, quasar dapat diubah menjadi gerak dalam waktu jika komponen pergeseran merah ledakan di dimensi asli adalah 2,00 dan pergeseran merah total quasar adalah 2,326. Pada saat Quasar dan Pulsar diterbitkan, hanya satu pergeseran merah quasar yang telah diterbitkan, melebihi 2,326 dengan jumlah yang signifikan. Seperti yang ditunjukkan dalam pekerjaan itu, pergeseran merah 2,326 bukanlah maksimum absolut, tetapi tingkat di mana transisi gerakan quasar ke status baru terjadi, yang, sebagaimana diizinkan dalam peristiwa apa pun, dapat terjadi. Dengan demikian, nilai 2,877 yang sangat tinggi yang ditetapkan untuk quasar 4C 05 34 menunjukkan adanya beberapa proses, sebagai akibatnya transformasi, yang secara teoritis dapat terjadi pada 2,326, tertunda, atau kesalahan pengukuran. Mengingat kurangnya data lain yang tersedia, pada saat itu pilihan antara dua alternatif tampaknya tidak diinginkan. Banyak pergeseran merah tambahan di atas 2,326 telah ditemukan di tahun-tahun berikutnya; dan menjadi jelas bahwa perluasan pergeseran merah quasar ke tingkat yang lebih tinggi adalah fenomena yang sering terjadi. Oleh karena itu, situasi teoretis direvisi dan sifat proses yang beroperasi pada pergeseran merah yang lebih tinggi telah dijelaskan.

Seperti dijelaskan dalam Volume 3, faktor pergeseran merah 3,5, yang berlaku di bawah level 2,326, adalah hasil dari distribusi yang sama dari tujuh unit ruang ekuivalen antara dimensi yang sejajar dengan dimensi gerakan dalam ruang dan dimensi yang tegak lurus terhadapnya. . Distribusi yang sama seperti itu adalah hasil dari tindakan probabilitas tanpa adanya pengaruh yang mendukung satu distribusi di atas yang lain, dan distribusi lainnya sepenuhnya dikecualikan. Namun, ada kemungkinan kecil tapi signifikan dari distribusi yang tidak merata. Alih-alih distribusi biasa 3½ - 3½ dari tujuh unit kecepatan, pembagian bisa menjadi 4 - 3, 4½ - 2½, dan seterusnya. Jumlah total quasar dengan pergeseran merah di atas level yang sesuai dengan distribusi 3½ - 3½ relatif kecil. Dan tidak diharapkan bahwa setiap kelompok acak berukuran sedang, katakanlah 100 quasar, akan berisi lebih dari satu quasar seperti itu (jika ada).

Distribusi miring dalam suatu dimensi tidak memiliki efek signifikan yang dapat diamati pada tingkat kecepatan yang lebih rendah (walaupun itu akan menghasilkan hasil yang tidak wajar dalam studi seperti analisis pengumpulan Arp jika lebih umum). Tetapi menjadi jelas pada tingkat yang lebih tinggi, karena menghasilkan pergeseran merah yang melebihi batas biasa 2,326. Karena sifat hubungan antar wilayah derajat kedua (persegi), 8 unit yang terlibat dalam kecepatan ledakan, 7 di antaranya berada di wilayah perantara, menjadi 64 unit, 56 di antaranya berada di wilayah itu. Oleh karena itu, kemungkinan faktor pergeseran merah di atas 3,5 meningkat dalam langkah 0,125. Maksimum teoretis yang sesuai dengan distribusi hanya dalam satu dimensi akan menjadi 7,0, tetapi probabilitas menjadi tidak signifikan pada beberapa tingkat yang lebih rendah, mungkin sekitar 6,0. Nilai pergeseran merah yang sesuai mencapai puncaknya sekitar 4.0.

Peningkatan faktor pergeseran merah karena perubahan distribusi dalam dimensi tidak termasuk peningkatan jarak dalam ruang. Oleh karena itu, semua quasar dengan pergeseran merah 2,326 ke atas berada pada jarak yang kira-kira sama di ruang angkasa. Ini adalah penjelasan untuk perbedaan nyata yang terlibat dalam fakta yang diamati bahwa kecerahan quasar dengan pergeseran merah yang sangat tinggi sebanding dengan quasar dengan rentang pergeseran merah sekitar 2,00.

Ledakan bintang, yang memicu rantai peristiwa yang mengarah pada emisi quasar dari galaksi asal, mereduksi sebagian besar materi ledakan bintang menjadi energi kinetik dan radial. Sisa massa bintang terurai menjadi partikel gas dan debu. Beberapa material yang tersebar menembus sektor galaksi yang mengelilingi wilayah ledakan, dan ketika salah satu sektor tersebut dikeluarkan sebagai quasar, ia mengandung gas dan debu yang bergerak cepat. Karena kecepatan partikel maksimum lebih tinggi daripada kecepatan yang diperlukan untuk melepaskan diri dari tarikan gravitasi masing-masing bintang, materi ini secara bertahap keluar dan akhirnya mengambil bentuk awan debu dan gas di sekitar quasar - atmosfer, seperti yang dapat kita sebut dia. Radiasi dari bintang-bintang yang membentuk quasar bergerak melalui atmosfer, meningkatkan penyerapan garis-garis dalam spektrum. Materi yang tersebar di sekitar quasar yang relatif muda bergerak dengan tubuh utama, dan penyerapan pergeseran merah kira-kira sama dengan jumlah radiasi.

Saat quasar bergerak keluar, bintang penyusunnya bertambah tua, dan pada tahap akhir keberadaannya, beberapa di antaranya mencapai batas yang dapat diterima. Kemudian bintang-bintang seperti itu meledak dalam supernova Tipe II yang sudah dijelaskan. Seperti yang telah kita lihat, ledakan mengeluarkan satu awan produk ke luar angkasa, dan awan kedua yang serupa keluar dalam waktu (setara dengan pengusiran ke dalam ruang). Ketika kecepatan produk ledakan yang dikeluarkan dalam waktu ditumpangkan pada kecepatan quasar, yang sudah dekat batas sektor, produk masuk ke sektor ruang angkasa dan menghilang.

Pergerakan keluar dari produk ledakan yang dilempar ke luar angkasa setara dengan pergerakan ke dalam dalam waktu. Oleh karena itu, ini adalah kebalikan dari gerakan luar quasar dalam waktu. Jika gerakan ke dalam dapat diamati secara independen, itu akan menciptakan pergeseran biru, karena akan diarahkan ke kita, bukan menjauh dari kita. Tetapi karena gerakan seperti itu hanya terjadi dalam kombinasi dengan gerakan luar quasar, efeknya adalah mengurangi kecepatan luar yang dihasilkan dan besaran pergeseran merah. Jadi, produk yang bergerak lambat dari ledakan sekunder bergerak ke luar dengan cara yang sama seperti quasar itu sendiri, dan komponen kecepatan terbalik hanya menunda kedatangannya pada titik di mana transformasi menjadi gerak dalam waktu terjadi.

Oleh karena itu, quasar di salah satu tahap terakhir keberadaannya dikelilingi tidak hanya oleh atmosfer yang bergerak dengan quasar itu sendiri, tetapi juga oleh satu atau lebih awan partikel yang bergerak menjauh dari quasar dalam waktu (ruang ekuivalen). Setiap awan partikel berkontribusi pada penyerapan pergeseran merah, yang berbeda dari jumlah emisi dengan jumlah kecepatan masuk yang diberikan ke partikel oleh ledakan internal. Seperti yang ditunjukkan dalam diskusi tentang sifat gerak skalar, benda apa pun yang bergerak dengan cara ini juga dapat memperoleh gerak vektor. Kecepatan vektor komponen quasar kecil dibandingkan dengan kecepatan skalarnya, tetapi mereka bisa cukup besar untuk membuat beberapa penyimpangan terukur dari skalar. Dalam beberapa kasus, ini menghasilkan penyerapan pergeseran merah di atas tingkat emisi. Karena kecepatan luar yang dihasilkan dari ledakan sekunder, semua penyerapan pergeseran merah selain nilai emisi berada di bawah pergeseran merah emisi.

Kecepatan yang diberikan pada partikel yang dipancarkan tidak memiliki pengaruh yang signifikan pada resesi z, seperti halnya peningkatan kecepatan efektif di luar level 2,326; oleh karena itu, perubahan terjadi dalam koefisien pergeseran merah dan terbatas pada langkah 0,125, perubahan minimum dalam koefisien ini. Oleh karena itu, kemungkinan penyerapan pergeseran merah terjadi melalui jumlah reguler yang berbeda satu sama lain sebesar 0,125z . Karena nilai z quasar mencapai maksimum pada 0,326, dan semua variabilitas pergeseran merah di atas 2,326 muncul karena perubahan koefisien pergeseran merah, nilai teoritis kemungkinan penyerapan pergeseran merah identik untuk semua quasar dan bertepatan dengan kemungkinan pergeseran merah emisi. .

Karena sebagian besar quasar pergeseran merah tinggi yang diamati relatif tua, konstituennya berada dalam kondisi aktivitas ekstrem. Gerakan vektor ini memperkenalkan beberapa ketidakpastian ke dalam pengukuran pergeseran merah emisi dan membuat tidak mungkin untuk menunjukkan korelasi yang tepat antara teori dan pengamatan. Dalam kasus penyerapan pergeseran merah, situasinya lebih menguntungkan, karena nilai kepunahan terukur untuk masing-masing quasar yang lebih aktif membentuk deret, dan hubungan antara deret tersebut dapat ditunjukkan bahkan ketika nilai individu memiliki derajat yang signifikan. ketidakpastian.

Sebagai hasil dari ledakan, pergeseran merah adalah produk dari faktor pergeseran merah dan z , dengan masing-masing quasar dengan tingkat resesi z kurang dari 0,326 memiliki himpunan sendiri kemungkinan penyerapan pergeseran merah, dan anggota berturut-turut dari setiap seri berbeda sebesar 0,125z 2 . Salah satu sistem terbesar dalam kisaran ini yang dieksplorasi sejauh ini adalah quasar 0237-233.

Biasanya dibutuhkan waktu yang lama untuk membawa sejumlah besar bintang quasar ke batas usia yang memicu aktivitas ledakan. Dengan demikian, penyerapan pergeseran merah yang berbeda dari nilai emisi tidak muncul sampai quasar mencapai kisaran pergeseran merah di atas 1,75. Namun, jelas dari sifat prosesnya bahwa ada pengecualian untuk aturan umum ini. Bagian terluar yang baru bertambah dari galaksi asal sebagian besar terdiri dari bintang yang lebih muda, tetapi kondisi khusus selama pertumbuhan galaksi, seperti konjungsi yang relatif baru dengan populasi besar lainnya, dapat memasukkan konsentrasi bintang yang lebih tua ke dalam bagian struktur galaksi. galaksi terlontar oleh ledakan. . Bintang yang lebih tua kemudian mencapai batas usia, dan memulai rangkaian peristiwa yang menciptakan penyerapan pergeseran merah pada tahap kehidupan quasar lebih awal dari biasanya. Namun, tampaknya jumlah bintang tua yang termasuk dalam quasar baru yang dipancarkan tidak cukup besar untuk menghasilkan aktivitas internal yang mengarah ke sistem penyerapan pergeseran merah yang intens.

Dalam kisaran pergeseran merah yang lebih tinggi, faktor baru ikut bermain; itu mempercepat tren menuju penyerapan pergeseran merah yang lebih besar. Untuk memasukkan ke dalam komponen berdebu dan gas dari quasar, peningkatan kecepatan yang diperlukan untuk memicu sistem penyerapan, biasanya diperlukan intensitas aktivitas eksplosif yang signifikan. Namun, di luar dua unit kecepatan ledakan, tidak ada batasan seperti itu. Di sini, komponen difus tunduk pada kondisi sektor kosmik yang cenderung mengurangi kecepatan terbalik (setara dengan peningkatan kecepatan), menciptakan penyerapan pergeseran merah tambahan selama evolusi quasar normal, tanpa perlu pembangkitan energi lebih lanjut di quasar. Oleh karena itu, di atas level ini, "semua quasar menunjukkan garis serapan yang kuat." Stritmatter dan Williams, yang dari komunikasinya pernyataan di atas diambil, selanjutnya mengatakan:

“Sepertinya ada ambang batas untuk keberadaan material yang diserap dalam emisi pergeseran merah sekitar 2,2.”

Kesimpulan empiris ini konsisten dengan penemuan teoretis kami bahwa ada batas sektor tertentu pada pergeseran merah 2,326.

Selain penyerapan pergeseran merah dalam spektrum optik, yang dibahas di atas, penyerapan pergeseran merah juga ditemukan pada frekuensi radio. Penemuan pertama dalam emisi dari quasar 3C 286 membangkitkan minat yang cukup besar karena kesan yang agak umum bahwa penjelasan diperlukan untuk menjelaskan penyerapan frekuensi radio, berbeda dari penyerapan frekuensi optik. Para peneliti pertama sampai pada kesimpulan bahwa pergeseran merah frekuensi radio terjadi karena penyerapan hidrogen netral di beberapa galaksi yang terletak di antara kita dan quasar. Karena dalam kasus ini penyerapan pergeseran merah adalah sekitar 80%, mereka menganggap pengamatan sebagai bukti yang mendukung hipotesis pergeseran merah kosmologis. Berdasarkan teori alam semesta gerak, pengawasan radio tidak memberikan kontribusi sesuatu yang baru. Proses penyerapan yang beroperasi di quasar berlaku untuk radiasi semua frekuensi. Dan keberadaan penyerapan pergeseran merah pada frekuensi radio memiliki arti yang sama dengan adanya penyerapan pergeseran merah pada frekuensi optik. Pergeseran merah yang diukur dari frekuensi radio untuk 3C 286 selama emisi dan penyerapan berturut-turut adalah 0,85 dan 0,69. Dengan faktor pergeseran merah 2,75, penyerapan pergeseran merah teoritis yang sesuai dengan nilai emisi 0,85 adalah 0,68.

Cahaya yang dipancarkan oleh sebuah bintang, jika dilihat secara global, merupakan osilasi elektromagnetik. Jika dilihat secara lokal, radiasi ini terdiri dari kuanta cahaya - foton, yang merupakan pembawa energi di ruang angkasa. Kita sekarang tahu bahwa kuantum cahaya yang dipancarkan menggairahkan partikel dasar ruang terdekat, yang mentransfer eksitasi ke partikel tetangga. Berdasarkan hukum kekekalan energi, dalam hal ini kecepatan cahaya harus dibatasi. Ini menunjukkan perbedaan antara propagasi cahaya dan informasi, yang (informasi) dipertimbangkan dalam Bagian 3.4. Gagasan tentang cahaya, ruang, dan sifat interaksi seperti itu telah menyebabkan perubahan gagasan tentang alam semesta. Oleh karena itu, konsep pergeseran merah sebagai peningkatan panjang gelombang dalam spektrum sumber (pergeseran garis menuju bagian merah spektrum) dibandingkan dengan garis spektrum referensi harus ditinjau dan sifat terjadinya efek ini harus ditetapkan (lihat Pendahuluan, paragraf 7 dan ).

Pergeseran merah disebabkan oleh dua alasan. Pertama, diketahui bahwa pergeseran merah akibat efek Doppler terjadi ketika pergerakan sumber cahaya relatif terhadap pengamat menyebabkan peningkatan jarak di antara mereka.

Kedua, dari sudut pandang fisika fraktal, pergeseran merah terjadi ketika emitor ditempatkan di wilayah medan listrik bintang yang besar. Kemudian, dalam interpretasi baru dari efek ini, kuanta cahaya - foton - akan menghasilkan beberapa

frekuensi osilasi yang berbeda dibandingkan dengan standar terestrial, di mana medan listrik dapat diabaikan. Pengaruh medan listrik bintang pada radiasi menyebabkan penurunan energi kuantum yang baru lahir dan penurunan frekuensi yang menjadi ciri kuantum; sesuai, panjang gelombang radiasi = C / (C adalah kecepatan cahaya, kira-kira sama dengan 3 10 8 m / s). Karena medan listrik bintang juga menentukan gravitasi bintang, kita akan menyebut efek peningkatan panjang gelombang radiasi dengan istilah lama "pergeseran merah gravitasi".

Contoh pergeseran merah gravitasi adalah pergeseran garis yang diamati dalam spektrum Matahari dan katai putih. Ini adalah efek dari pergeseran gravitasi merah yang sekarang dapat diandalkan untuk katai putih dan untuk Matahari. Pergeseran merah gravitasi, setara dengan kecepatan, untuk katai putih adalah 30 km/s, dan untuk Matahari - sekitar 250 m/s. Perbedaan antara pergeseran merah Matahari dan katai putih dengan dua urutan besarnya disebabkan oleh medan listrik yang berbeda dari benda-benda fisik ini. Mari kita pertimbangkan masalah ini secara lebih rinci.

Seperti disebutkan di atas, foton yang dipancarkan dalam medan listrik bintang akan memiliki frekuensi osilasi yang berubah. Untuk menurunkan rumus pergeseran merah, kita menggunakan hubungan (3.7) untuk massa foton: m = h /C 2 = /С 2 , di mana adalah energi foton yang sebanding dengan frekuensinya . Oleh karena itu kita melihat bahwa perubahan relatif dalam massa dan frekuensi foton adalah sama, sehingga kita menyatakannya dalam bentuk ini: m /m = / = /С 2 .

Perubahan energi AE dari foton yang baru lahir disebabkan oleh potensi listrik bintang. Potensi listrik Bumi, karena kecilnya, tidak diperhitungkan dalam kasus ini. Kemudian pergeseran merah relatif foton yang dipancarkan oleh bintang dengan potensial listrik dan jari-jari R sama dalam sistem SI.

RED SHIFT, peningkatan panjang gelombang (pengurangan frekuensi) radiasi elektromagnetik dari suatu sumber, yang dimanifestasikan dalam pergeseran garis spektral atau detail lain dari spektrum ke ujung spektrum merah (gelombang panjang). Pergeseran merah biasanya diperkirakan dengan mengukur pergeseran posisi garis dalam spektrum objek yang diamati relatif terhadap garis spektral sumber referensi dengan panjang gelombang yang diketahui. Secara kuantitatif, pergeseran merah diukur dengan besarnya peningkatan relatif panjang gelombang:

Z \u003d (λ dalam -λ ​​exp) / exp,

di mana prin dan isp - masing-masing, panjang gelombang yang diterima dan gelombang yang dipancarkan oleh sumber.

Ada dua kemungkinan penyebab pergeseran merah. Ini mungkin karena efek Doppler, ketika sumber radiasi yang diamati dihilangkan. Jika, dalam hal ini, z « 1, maka kecepatan pemindahan adalah = cz, di mana c adalah kecepatan cahaya. Jika jarak ke sumber berkurang, pergeseran tanda yang berlawanan diamati (yang disebut pergeseran ungu). Untuk objek di Galaksi kita, pergeseran merah dan ungu tidak melebihi z= 10 -3 . Dalam kasus kecepatan tinggi yang sebanding dengan kecepatan cahaya, pergeseran merah terjadi karena efek relativistik bahkan jika kecepatan sumber diarahkan melintasi garis pandang (efek Doppler transversal).

Kasus khusus dari pergeseran merah Doppler adalah pergeseran merah kosmologis yang diamati dalam spektrum galaksi. Pergeseran merah kosmologis pertama kali ditemukan oleh V. Slifer pada tahun 1912-14. Itu muncul sebagai akibat dari peningkatan jarak antar galaksi, karena perluasan Alam Semesta, dan rata-rata tumbuh secara linier dengan meningkatnya jarak ke galaksi (hukum Hubble). Untuk pergeseran merah yang tidak terlalu besar (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. Dengan nilai z seperti itu, radiasi yang dipancarkan oleh sumber di wilayah spektrum tampak diterima di wilayah IR. Karena keterbatasan kecepatan cahaya, objek dengan pergeseran merah kosmologis yang besar diamati seperti miliaran tahun yang lalu, di era masa mudanya.

Pergeseran merah gravitasi terjadi ketika penerima cahaya berada di area dengan potensial gravitasi yang lebih rendah daripada sumbernya. Dalam interpretasi klasik dari efek ini, foton kehilangan sebagian energinya untuk mengatasi gaya gravitasi. Akibatnya, frekuensi yang mencirikan energi foton berkurang, dan panjang gelombangnya meningkat. Untuk medan gravitasi lemah, nilai pergeseran merah gravitasi sama dengan z g = /с 2 , di mana adalah perbedaan antara potensial gravitasi sumber dan penerima. Oleh karena itu untuk benda simetris bola z g = GM/Rc 2 , di mana M dan R adalah massa dan jari-jari benda yang memancar, G adalah konstanta gravitasi. Rumus (relativistik) yang lebih akurat untuk benda bulat yang tidak berputar adalah:

z g \u003d (1 -2GM / Rc 2) -1/2 - 1.

Pergeseran merah gravitasi diamati dalam spektrum bintang padat (katai putih); bagi mereka z g 10 -3 . Pergeseran merah gravitasi ditemukan dalam spektrum katai putih Sirius B pada tahun 1925 (W. Adams, AS). Radiasi dari daerah bagian dalam cakram akresi di sekitar lubang hitam seharusnya memiliki pergeseran merah gravitasi terkuat.

Sifat penting dari pergeseran merah jenis apa pun (Doppler, kosmologis, gravitasi) adalah tidak adanya ketergantungan z pada panjang gelombang. Kesimpulan ini dikonfirmasi secara eksperimental: untuk sumber radiasi yang sama, garis spektral dalam rentang optik, radio, dan sinar-X memiliki pergeseran merah yang sama.

Lit.: Zasov A. V., Postnov K. A. Astrofisika umum. Friazino, 2006.