წითელი ცვლა

გამოსხივების წყაროს სპექტრში ხაზების ტალღის სიგრძის ზრდა (ხაზების გადანაცვლება სპექტრის წითელი ნაწილისკენ) საცნობარო სპექტრის ხაზებთან შედარებით. წითელი ცვლა ხდება მაშინ, როდესაც მანძილი რადიაციის წყაროსა და მის მიმღებს (დამკვირვებელს) შორის იზრდება (იხ. დოპლერის ეფექტი) ან როდესაც წყარო იმყოფება ძლიერ გრავიტაციულ ველში (გრავიტაციული წითელშიფრა). ასტრონომიაში ყველაზე დიდი წითელ გადანაცვლება შეინიშნება შორეული ექსტრაგალაქტიკური ობიექტების სპექტრებში (გალაქტიკები და კვაზარები) და განიხილება, როგორც სამყაროს კოსმოლოგიური გაფართოების შედეგი.

Redshift

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სიხშირის დაქვეითება, დოპლერის ეფექტის ერთ-ერთი გამოვლინება. სახელი „კ. თან." იმის გამო, რომ სპექტრის ხილულ ნაწილში, ამ ფენომენის შედეგად, ხაზები გადადის მის წითელ ბოლოზე; კ.ს. შეინიშნება ნებისმიერი სხვა სიხშირის რადიაციაში, მაგალითად, რადიოს დიაპაზონში. საპირისპირო ეფექტს, რომელიც დაკავშირებულია სიხშირეების ზრდასთან, ეწოდება ლურჯი (ან იისფერი) ცვლა. ყველაზე ხშირად ტერმინი „კ. თან." გამოიყენება ორი ფენომენის - კოსმოლოგიური კოსმოლოგიური ს. და გრავიტაციული კ.

კოსმოლოგიური (მეტაგალაქტიკური) კ. ყველა შორეულ წყაროზე (გალაქტიკები, კვაზარები) დაფიქსირებული რადიაციის სიხშირეების შემცირებას უწოდებენ, რაც მიუთითებს ამ წყაროების ერთმანეთისგან და, კერძოდ, ჩვენი გალაქტიკისგან დაშორებაზე, ანუ მეტაგალაქტიკის არასტაციონარული (გაფართოების) შესახებ. კ.ს. გალაქტიკებისთვის აღმოაჩინა ამერიკელმა ასტრონომმა ვ. სლაიფერმა 1912-14 წლებში; 1929 წელს ე.ჰაბლმა აღმოაჩინა, რომ კ. შორეული გალაქტიკებისთვის ის უფრო დიდია, ვიდრე ახლომდებარე გალაქტიკებისთვის და იზრდება დაახლოებით მანძილის პროპორციულად (K. s. კანონი, ან ჰაბლის კანონი). შემოთავაზებულია სპექტრული ხაზების დაკვირვებული გადაადგილების სხვადასხვა ახსნა. ასეთია, მაგალითად, ჰიპოთეზა სინათლის კვანტების დაშლის შესახებ მილიონობით და მილიარდი წლის განმავლობაში, რომლის დროსაც შორეული წყაროებიდან სინათლე აღწევს მიწიერ დამკვირვებელს; ამ ჰიპოთეზის მიხედვით, დაშლის დროს ენერგია მცირდება, რაც ასევე არის გამოსხივების სიხშირის ცვლილების მიზეზი. თუმცა, ეს ჰიპოთეზა არ არის მხარდაჭერილი დაკვირვებებით. კერძოდ, კ.ს. ერთი და იმავე წყაროს სპექტრის სხვადასხვა ნაწილში, ჰიპოთეზის ფარგლებში, განსხვავებული უნდა იყოს. იმავდროულად, ყველა დაკვირვების მონაცემი მიუთითებს, რომ კ. არ არის დამოკიდებული სიხშირეზე, სიხშირის ფარდობითი ცვლილება z = (n0≈ n)/n0 არის ზუსტად იგივე გამოსხივების ყველა სიხშირეზე არა მხოლოდ მოცემული წყაროს ოპტიკურ, არამედ რადიო დიაპაზონში (n0 ≈ სიხშირე გარკვეული ხაზი წყაროს სპექტრში, n ≈ იმავე ხაზის სიხშირე, რეგისტრირებული მიმღების მიერ; n

ფარდობითობის თეორიაში დოპლერი K. s. განიხილება დროის დინების შენელების შედეგად მოძრავი ათვლის სისტემაში (ფარდობითობის სპეციალური თეორიის ეფექტი). თუ წყაროს სისტემის სიჩქარე მიმღებ სისტემასთან შედარებით არის u (მეტაგალაქტიკური კოსმოსური ხომალდის შემთხვევაში, u ≈ ეს არის რადიალური სიჩქარე), მაშინ

═(c ≈ სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში) და დაკვირვებული კ.ს მიხედვით. წყაროს რადიალური სიჩქარის დადგენა ადვილია: . ამ განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ z ╝ ¥ სიჩქარე v უახლოვდება სინათლის სიჩქარეს, ყოველთვის რჩება მასზე ნაკლები (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.

50-იან წლებამდე. მე -20 საუკუნე ექსტრაგალაქტიკური დისტანციები (რომლის გაზომვა, რა თქმა უნდა, დიდ სირთულეებთან არის დაკავშირებული) დიდად არ იყო შეფასებული, ამასთან დაკავშირებით, ამ დისტანციებიდან განსაზღვრული H-ის მნიშვნელობა დიდად გადაჭარბებული აღმოჩნდა. 70-იანი წლების დასაწყისში. მე -20 საუკუნე ჰაბლის მუდმივისთვის მიღებულია მნიშვნელობა H = 53 ╠ 5 (კმ/წმ)/Mgps, საპასუხო მნიშვნელობა არის T = 1/H = 18 მილიარდი წელი.

კოსმოსური სხივების გაზომვის სუსტი (შორეული) წყაროების სპექტრის გადაღება, თუნდაც ყველაზე დიდი ინსტრუმენტების და მგრძნობიარე ფოტოგრაფიული ფირფიტების გამოყენებისას, მოითხოვს დაკვირვების ხელსაყრელ პირობებს და ხანგრძლივ ექსპოზიციას. გალაქტიკებისთვის გადაადგილება z »0.2 იზომება საიმედოდ, რაც შეესაბამება u» 60000 კმ/წმ სიჩქარეს და 1 მილიარდ PS-ზე მეტ მანძილზე. ასეთ სიჩქარეებსა და დისტანციებზე ჰაბლის კანონი გამოიყენება უმარტივესი ფორმით (შეცდომა არის დაახლოებით 10%, ანუ იგივეა რაც შეცდომა H-ის განსაზღვრისას). კვაზარები საშუალოდ ასჯერ უფრო კაშკაშაა ვიდრე გალაქტიკები და, შესაბამისად, მათი დაკვირვება ათჯერ უფრო დიდ მანძილზეა შესაძლებელი (თუ სივრცე ევკლიდურია). კვაზარებისთვის z » 2 და მეტი მართლაც რეგისტრირებულია. გადაადგილებით z = 2, სიჩქარე არის u » 0,8×s = 240,000 კმ/წმ. ასეთი სიჩქარით უკვე მოქმედებს სპეციფიკური კოსმოლოგიური ეფექტები ≈ სივრცის არასტაციონარულობა და გამრუდება ≈ დრო; კერძოდ, ერთი ცალსახა მანძილის ცნება გამოუსადეგარი ხდება (ერთ-ერთი მანძილი ≈ მანძილი K. s. ≈ აქ, ცხადია, არის r = ulH = 4,5 მილიარდი ps). კ.ს. მოწმობს დაკვირვებისთვის ხელმისაწვდომი სამყაროს მთელი ნაწილის გაფართოებას; ამ ფენომენს ჩვეულებრივ უწოდებენ (ასტრონომიული) სამყაროს გაფართოებას.

გრავიტაციული კ. დროის ტემპის შენელების შედეგია და განპირობებულია გრავიტაციული ველით (ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ეფექტი). ეს ფენომენი (ასევე უწოდებენ აინშტაინის ეფექტს, განზოგადებულ დოპლერის ეფექტს) იწინასწარმეტყველა ა. აინშტაინმა 1911 წელს და დაფიქსირდა 1919 წლიდან, ჯერ მზის, შემდეგ კი სხვა ვარსკვლავების გამოსხივებაში. გრავიტაციული კ. ჩვეულებრივად დახასიათებულია u პირობითი სიჩქარე, რომელიც ფორმალურად გამოითვლება იგივე ფორმულების გამოყენებით, როგორც კოსმოლოგიური კოსმოლოგიური s-ის შემთხვევაში. პირობითი სიჩქარის მნიშვნელობები: მზისთვის u = 0,6 კმ/წმ, მკვრივი ვარსკვლავი Sirius B u = 20 კმ/წმ. 1959 წელს პირველად შესაძლებელი გახდა დედამიწის გრავიტაციული ველის გამო მიზიდულობის ძალის გაზომვა, რომელიც ძალიან მცირეა: u = 7,5 × 10-5 სმ/წმ (იხ. მოსბაუერის ეფექტი). ზოგიერთ შემთხვევაში (მაგალითად, გრავიტაციული კოლაფსის დროს) უნდა შეინიშნოს თანაარსებობა. ორივე ტიპი (ტოტალური ეფექტის სახით).

ლიტ.: L. D. Landau, E. M. Lifshits, Field Theory, 4th ed., M., 1962, ╖ 89, 107; კოსმოლოგიის დაკვირვებითი საფუძვლები, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1965 წ.

G. I. Naan.

ვიკიპედია

Redshift

Redshift- ქიმიური ელემენტების სპექტრული ხაზების გადატანა წითელ მხარეს. ეს ფენომენი შეიძლება იყოს დოპლერის ეფექტის ან გრავიტაციული წითელცვლის გამოხატულება, ან ორივეს კომბინაცია. სპექტრული ხაზების გადატანას იისფერ მხარეს ეწოდება ლურჯი ცვლა. პირველად, სპექტრული ხაზების ცვლა ვარსკვლავთა სპექტრებში აღწერა ფრანგმა ფიზიკოსმა იპოლიტ ფიზომ 1848 წელს და მან შესთავაზა ვარსკვლავის რადიალური სიჩქარით გამოწვეული დოპლერის ეფექტი.

კვაზარების უმეტესობა ინტენსიურად ასხივებს რადიო ტალღები. როდესაც ასტრონომებმა ზუსტად დაადგინეს ამ რადიო წყაროების პოზიციები ხილული სინათლის ფოტოებზე, მათ აღმოაჩინეს ვარსკვლავის მსგავსი ობიექტები.

უცნაური ციური სხეულების ბუნების დასადგენად, გადაიღეს მათი სპექტრი. და ჩვენ ვნახეთ რაღაც სრულიად მოულოდნელი! ამ "ვარსკვლავებს" ჰქონდათ სპექტრი, რომელიც მკვეთრად განსხვავდებოდა ყველა სხვა ვარსკვლავისგან. სპექტრები სრულიად უცნობი იყო. კვაზარების უმეტესობაში ისინი არ შეიცავდნენ არა მხოლოდ ჩვეულებრივი ვარსკვლავებისთვის წყალბადის ცნობილ და დამახასიათებელ ხაზებს, არამედ ერთი შეხედვით შეუძლებელი იყო მათში რომელიმე სხვა ქიმიური ელემენტის ერთი ხაზის აღმოჩენაც კი. ახალგაზრდა ჰოლანდიელმა ასტროფიზიკოსმა, მ. ცნობილი ქიმიური ელემენტები (პირველ რიგში წყალბადი).

კვაზარების სპექტრული ხაზების გადანაცვლების მიზეზი დიდი სამეცნიერო დისკუსიის საგანი იყო, რის შედეგადაც ასტროფიზიკოსთა აბსოლუტური უმრავლესობა მივიდა დასკვნამდე, რომ სპექტრული ხაზების წითელი გადაადგილება დაკავშირებულია მეტაგალაქტიკის ზოგად გაფართოებასთან.

3C273 და 3C48 ობიექტების სპექტრში წითელი ცვლა აღწევს უპრეცედენტო მნიშვნელობას. ხაზების გადანაცვლება სპექტრის წითელ ბოლოში შეიძლება იყოს წყაროს დამკვირვებლისგან მოშორების ნიშანი. რაც უფრო სწრაფად მოძრაობს სინათლის წყარო, მით უფრო დიდია წითელი გადაადგილება მის სპექტრში.

დამახასიათებელია, რომ თითქმის ყველა გალაქტიკის სპექტრში (და ამ წესს არ აქვს გამონაკლისი შორეული გალაქტიკებისთვის), სპექტრში ხაზები ყოველთვის გადაადგილებულია მისი წითელი ბოლოსკენ. უხეშად რომ ვთქვათ, წითელი ცვლა გალაქტიკამდე მანძილის პროპორციულია. ეს არის ზუსტად ის, რაც გამოხატულია წითელი ცვლის კანონი, რომელიც ახლა აიხსნება როგორც გალაქტიკების მთელი დაკვირვებული კოლექციის სწრაფი გაფართოების შედეგი.

მოხსნის სიჩქარე

აქამდე ცნობილ ყველაზე შორეულ გალაქტიკებს აქვთ ძალიან მაღალი წითელი გადაადგილება. შესაბამისი მოცილების სიჩქარე იზომება ათიათასობით კილომეტრში წამში. მაგრამ 3S48 ობიექტის წითელ გადაადგილებამ ყველა რეკორდს გადააჭარბა. აღმოჩნდა, რომ ის დედამიწიდან სინათლის სიჩქარის მხოლოდ ნახევარი სიჩქარით შორდება! თუ ჩავთვლით, რომ ეს ობიექტი ემორჩილება წითელ ცვლის ზოგად კანონს, ადვილია გამოვთვალოთ, რომ დედამიწიდან 3C48 ობიექტამდე მანძილი 3,78 მილიარდი სინათლის წელია! მაგალითად, 8 1/3 წუთში სინათლის სხივი მზეს მიაღწევს, 4 წელიწადში - უახლოეს ვარსკვლავამდე. და აქ თითქმის 4 მილიარდი წლის უწყვეტი სუპერსწრაფი ფრენა არის ჩვენი პლანეტის სიცოცხლის ხანგრძლივობასთან შედარებით.

3C196 ობიექტისთვის მანძილი, რომელიც ასევე აღმოჩენილია წითელ გადაადგილებიდან, აღმოჩნდა 12 მილიარდი სინათლის წელი, ე.ი. ჩვენ დავიჭირეთ სინათლის სხივი, რომელიც გამოგვიგზავნა მაშინაც კი, როცა არც დედამიწა არსებობდა და არც მზე! ობიექტი 3S196 ძალიან სწრაფია - მისი ამოღების სიჩქარე მხედველობის ხაზის გასწვრივ აღწევს 200 ათას კილომეტრს წამში.

კვაზარების ხანა

თანამედროვე შეფასებით, კვაზარების ასაკი იზომება მილიარდობით წლით. ამ დროის განმავლობაში, თითოეული კვაზარი ასხივებს უზარმაზარ ენერგიას. ჩვენ არ ვიცით პროცესები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ენერგიის ასეთი გამოყოფა. თუ დავუშვებთ, რომ გვაქვს სუპერვარსკვლავი, რომელშიც წყალბადი „იწვის“, მაშინ მისი მასა მზის მასაზე მილიარდჯერ მეტი უნდა იყოს. იმავდროულად, თანამედროვე თეორიული ასტროფიზიკა ამტკიცებს, რომ მზეზე 100-ჯერ მეტი მასის მქონე ვარსკვლავი აუცილებლად კარგავს სტაბილურობას და იშლება რამდენიმე ფრაგმენტად.

ამჟამად ცნობილი კვაზარებიდან, რომელთა საერთო რაოდენობა 10 000-ზე მეტია, ყველაზე ახლოს 260 000 000 სინათლის წლითაა დაშორებული, ყველაზე შორეული 15 მილიარდი სინათლის წელია. კვაზარები ალბათ უძველესია იმ ობიექტთაგან, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, რადგან მილიარდობით სინათლის წლის მანძილიდან ჩვეულებრივი გალაქტიკები არცერთ ტელესკოპში არ ჩანს. თუმცა ეს „ცოცხალი წარსული“ ჩვენთვის ჯერ კიდევ სრულიად გაუგებარია. კვაზარების ბუნება ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე ახსნილი.

რევ. 12/11/2013 - ()

დიდი აფეთქების თეორია და სამყაროს გაფართოება ფაქტია თანამედროვე მეცნიერული აზროვნებისთვის, მაგრამ თუ სიმართლეს შეხვდებით, ის არასოდეს იქცა რეალურ თეორიად. ეს ჰიპოთეზა დაიბადა, როდესაც 1913 წელს ამერიკელმა ასტრონომმა ვესტო მელვინ სლიფერმა დაიწყო ათეულობით ცნობილი ნისლეულიდან გამომავალი სინათლის სპექტრების შესწავლა და დაასკვნა, რომ ისინი დედამიწიდან მილიონობით მილს საათში სიჩქარით შორდებიან. მსგავს იდეებს იმ დროს იზიარებდა ასტრონომი დე სიტერი. ერთ დროს დე სიტერის მეცნიერულმა მოხსენებამ მთელი მსოფლიოს ასტრონომების ინტერესი გამოიწვია.

ამ მეცნიერებს შორის იყო ასევე ედვინ პაუელ ჰაბლი (ედვინ ჰებლი). ის ასევე დაესწრო ამერიკის ასტრონომიული საზოგადოების კონფერენციას 1914 წელს, როდესაც სლაიფერმა მოახსენა გალაქტიკების მოძრაობასთან დაკავშირებული მისი აღმოჩენების შესახებ. ამ იდეით შთაგონებული, ჰაბლმა დაიწყო მუშაობა 1928 წელს ცნობილ მთა ვილსონის ობსერვატორიაში, რათა გაეერთიანებინა დე სიტერის თეორია გაფართოებული სამყაროს შესახებ სდიფერის დაკვირვებებთან გალაქტიკების უკანდახევაზე.

ჰაბლი დაახლოებით ასე მსჯელობდა. გაფართოებულ სამყაროში, ჩვენ უნდა ველოდოთ გალაქტიკების დაშორებას, ხოლო უფრო შორეული გალაქტიკები უფრო სწრაფად შორდებიან ერთმანეთს. ეს ნიშნავს, რომ ნებისმიერი ადგილიდან, მათ შორის დედამიწის ჩათვლით, დამკვირვებელმა უნდა დაინახოს, რომ ყველა სხვა გალაქტიკა მისგან შორდება და, საშუალოდ, უფრო შორეული გალაქტიკები უფრო სწრაფად შორდებიან.

ჰაბლს სჯეროდა, რომ თუ ეს ასეა და რეალურად მოხდა, მაშინ უნდა არსებობდეს პროპორციული კავშირი გალაქტიკამდე მანძილსა და დედამიწაზე გალაქტიკებიდან ჩვენამდე მომდინარე სინათლის სპექტრში წითელ გადაადგილების ხარისხს შორის. მან დააკვირდა, რომ გალაქტიკების უმრავლესობის სპექტრში ეს წითელ გადანაცვლება ნამდვილად ხდება და ჩვენგან უფრო დიდ მანძილზე მდებარე გალაქტიკებს აქვთ უფრო დიდი წითელ გადანაცვლება.

ერთ დროს სლაიფერმა შენიშნა, რომ მის მიერ შესწავლილი გალაქტიკების სპექტრებში, გარკვეული პლანეტების სინათლის სპექტრული ხაზები გადაინაცვლებს სპექტრის წითელი ბოლოებისკენ. ამ ცნობისმოყვარე ფენომენს ეწოდა "წითელი ცვლა". სლაიფერი თამამად მიაწერდა წითელ ცვლის დოპლერის ეფექტს, რომელიც იმ დროისთვის კარგად იყო ცნობილი. „წითელშიფრის“ გაზრდის საფუძველზე შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ გალაქტიკები ჩვენგან შორდებიან. ეს იყო პირველი დიდი ნაბიჯი იმ იდეისაკენ, რომ მთელი სამყარო ფართოვდება. თუ სპექტრის ხაზები გადაინაცვლებს სპექტრის ცისფერ ბოლოსკენ, მაშინ ეს ნიშნავს, რომ გალაქტიკები მოძრაობენ დამკვირვებლისკენ, ანუ სამყარო ვიწროვდება.

ჩნდება კითხვა, როგორ შეეძლო ჰაბლს გაეგო, რა მანძილზეა ჩვენგან მის მიერ შესწავლილი თითოეული გალაქტიკა, მან არ გაზომა მანძილი მათამდე საზომით? მაგრამ სწორედ გალაქტიკების დისტანციურ მონაცემებზე დაყრდნობით დაფუძნებული იყო მისი დაკვირვებები და დასკვნები. ეს მართლაც ძალიან რთული კითხვა იყო ჰაბლისთვის და ის კვლავაც რთულად რჩება თანამედროვე ასტრონომებისთვის. ყოველივე ამის შემდეგ, არ არსებობს საზომი ხელსაწყო, რომელსაც შეუძლია ვარსკვლავებამდე მიაღწიოს.

ამიტომ, გაზომვებში იგი იცავდა შემდეგ ლოგიკას: დასაწყისისთვის, შეიძლება შეფასდეს მანძილი უახლოეს ვარსკვლავებამდე სხვადასხვა მეთოდის გამოყენებით; შემდეგ, ეტაპობრივად, შეგიძლიათ ააწყოთ "კოსმოსური მანძილის კიბე", რომელიც საშუალებას მოგცემთ შეაფასოთ მანძილი ზოგიერთ გალაქტიკამდე.

ჰაბლმა მანძილების მიახლოების მეთოდის გამოყენებით გამოიტანა პროპორციული კავშირი წითელ გადანაცვლების სიდიდესა და გალაქტიკამდე მანძილს შორის. ახლა ეს ურთიერთობა ცნობილია როგორც ჰაბლის კანონი.

მას სჯეროდა, რომ ყველაზე შორეულ გალაქტიკებს აქვთ წითელი გადაადგილების ყველაზე მაღალი მნიშვნელობები და ამიტომ უფრო სწრაფად შორდებიან ჩვენგან, ვიდრე სხვა გალაქტიკები. ის ეს საკმარისი მტკიცებულება იყო იმისა, რომ სამყარო ფართოვდება.

დროთა განმავლობაში, ეს იდეა იმდენად მყარად დამკვიდრდა, რომ ასტრონომებმა დაიწყეს მისი გამოყენება ზუსტად საპირისპირო გზით: თუ მანძილი წითელ ცვლის პროპორციულია, მაშინ გაზომილი წითელ გადანაცვლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას გალაქტიკებამდე მანძილის გამოსათვლელად. მაგრამ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჰაბლმა გალაქტიკებამდე მანძილი განსაზღვრა არა პირდაპირი გაზომვით. ისინი მიიღეს არაპირდაპირი გზით, გალაქტიკების აშკარა სიკაშკაშის გაზომვების საფუძველზე. ვეთანხმები, მისი ვარაუდი პროპორციული ურთიერთობის შესახებ გალაქტიკამდე მანძილსა და წითელ ცვლას შორის ვერ დადასტურდება.

ამრიგად, გაფართოებული სამყაროს მოდელს პოტენციურად აქვს ორი ნაკლი:

- Პირველ რიგშიციური ობიექტების სიკაშკაშე შეიძლება ბევრ ფაქტორზე იყოს დამოკიდებული და არა მხოლოდ მათ მანძილზე. ანუ, გალაქტიკების აშკარა სიკაშკაშედან გამოთვლილი მანძილი შეიძლება არ იყოს მართებული.

- Მეორეც, სავსებით შესაძლებელია, რომ წითელ გადანაცვლებას არანაირი კავშირი არ ჰქონდეს გალაქტიკების მოძრაობის სიჩქარესთან.

ჰაბლმა განაგრძო კვლევა და მიაღწია გაფართოებული სამყაროს გარკვეულ მოდელს, რის შედეგადაც შეიქმნა ჰაბლის კანონი.

ამის ასახსნელად, ჯერ გავიხსენოთ, რომ დიდი აფეთქების მოდელის მიხედვით, რაც უფრო შორს არის გალაქტიკა აფეთქების ეპიცენტრიდან, მით უფრო სწრაფად მოძრაობს იგი. ჰაბლის კანონის მიხედვით, გალაქტიკების უკან დახევის სიჩქარე უნდა იყოს ტოლი მანძილის აფეთქების ეპიცენტრამდე გამრავლებული რიცხვზე, რომელსაც ჰაბლის მუდმივი ეწოდება. ამ კანონის გამოყენებით, ასტრონომები გამოთვლიან მანძილს გალაქტიკებამდე წითელ ცვლის სიდიდის მიხედვით, რომლის წარმოშობა ბოლომდე არავის ესმის.

ზოგადად, მათ გადაწყვიტეს სამყაროს გაზომვა ძალიან მარტივად; იპოვეთ წითელი გადაადგილება და გაყავით ჰაბლის მუდმივზე და მიიღებთ მანძილს ნებისმიერ გალაქტიკამდე. ანალოგიურად, თანამედროვე ასტრონომები იყენებენ ჰაბლის მუდმივობას სამყაროს ზომის გამოსათვლელად. ჰაბლის მუდმივობის ორმხრივი მნიშვნელობა აქვს სამყაროს გაფართოების დამახასიათებელ დროს მიმდინარე მომენტში. სწორედ აქედან იზრდება სამყაროს არსებობის დროის ფეხები.

აქედან გამომდინარე, ჰაბლის მუდმივი უაღრესად მნიშვნელოვანი რიცხვია თანამედროვე მეცნიერებისთვის. Მაგალითად, თუ გააორმაგებთ მუდმივას, მაშინ ასევე გააორმაგებთ სამყაროს სავარაუდო ზომას. მაგრამ ფაქტია, რომ სხვადასხვა წლებში სხვადასხვა მეცნიერი მოქმედებდა ჰაბლის მუდმივის განსხვავებული მნიშვნელობებით.

ჰაბლის მუდმივი გამოიხატება კილომეტრებში წამში მეგაპარსეკში (კოსმოსური მანძილების ერთეული უდრის 3,3 მილიონი სინათლის წელიწადს).

მაგალითად, 1929 წელს ჰაბლის მუდმივი მნიშვნელობა იყო 500. 1931 წელს ის იყო 550. 1936 წელს იყო 520 ან 526. 1950 წელს იყო 260, ე.ი. მნიშვნელოვნად დაეცა. 1956 წელს ის კიდევ უფრო დაეცა, 176-მდე ან 180-მდე. 1958 წელს ის კიდევ უფრო დაეცა 75-მდე, ხოლო 1968 წელს გადახტა 98-მდე. 1972 წელს მისი ღირებულება მერყეობდა 50-დან 130-მდე. დღეს ჰაბლის მუდმივია. ზოგადად ითვლება 55. ყველა ამ ცვლილებამ აიძულა ერთმა ასტრონომმა იუმორისტულად თქვა, რომ ჰაბლის მუდმივი უკეთესი იქნებოდა ჰაბლის ცვლადი ეწოდოს, რაც ამჟამინდელი კონვენციაა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ითვლება, რომ ჰაბლის მუდმივი იცვლება დროთა განმავლობაში, მაგრამ ტერმინი „მუდმივი“ გამართლებულია იმით, რომ დროის ნებისმიერ მომენტში სამყაროს ყველა წერტილში ჰაბლის მუდმივი იგივეა.

რა თქმა უნდა, ათწლეულების განმავლობაში ყველა ეს ცვლილება აიხსნება იმით, რომ მეცნიერებმა გააუმჯობესეს თავიანთი მეთოდები და გააუმჯობესეს გამოთვლების ხარისხი.

მაგრამ ჩნდება კითხვა: რა გამოთვლები? კიდევ ერთხელ ვიმეორებთ, რომ ამ გამოთვლების რეალურად გადამოწმებას ვერავინ შეძლებს, რადგან საზომი ლენტი (თუნდაც ლაზერული), რომელიც შეიძლება მიაღწიოს მეზობელ გალაქტიკას, ჯერ არ არის გამოგონილი.

უფრო მეტიც, გალაქტიკებს შორის მანძილების თანაფარდობითაც კი, გონიერ ადამიანებს ყველაფერი არ ესმით. თუ სამყარო, პროპორციულობის კანონის მიხედვით, თანაბრად ფართოვდება, მაშინ რატომ იღებს ბევრი მეცნიერი რაოდენობების ასეთ განსხვავებულ მნიშვნელობებს, ამ გაფართოების ტემპების იგივე პროპორციების საფუძველზე? გამოდის, რომ გაფართოების ეს პროპორციები, როგორც ასეთი, ასევე არ არსებობს.

მეცნიერმა ასტრონომმა ვიგერმა შენიშნა, რომ როდესაც ასტრონომები იღებენ გაზომვებს სხვადასხვა მიმართულებით, ისინი იღებენ სხვადასხვა გაფართოების სიჩქარეს. მერე კიდევ უფრო უცნაურზე გადაიტანა ყურადღება: ეს აღმოაჩინა ცა შეიძლება დაიყოს ორ მიმართულებად. პირველი არის მიმართულებათა ნაკრები, რომლებშიც მრავალი გალაქტიკა დევს უფრო შორეული გალაქტიკების წინ. მეორე არის მიმართულებათა ნაკრები, რომლებშიც შორეული გალაქტიკები წინა პლანზე გალაქტიკების გარეშეა. სივრცის მიმართულებების პირველ ჯგუფს დავარქვათ „არეალი A“, მეორე ჯგუფს – „უბანი B“.

ვიგერმა საოცარი რამ აღმოაჩინა. თუ ჩვენს კვლევებში შემოვიფარგლებით A რეგიონის შორეული გალაქტიკებით და მხოლოდ ამ კვლევების საფუძველზე გამოვთვლით ჰაბლის მუდმივას, მაშინ მუდმივის ერთი მნიშვნელობა მიიღება. თუ კვლევას აკეთებთ B ზონაში, მიიღებთ მუდმივის სრულიად განსხვავებულ მნიშვნელობას.

გამოდის, რომ გალაქტიკის გაფართოების ტემპი, ამ კვლევების მიხედვით, იცვლება იმის მიხედვით, თუ როგორ და რა პირობებში გავზომავთ შორეული გალაქტიკებიდან მომავალ ინდიკატორებს. თუ მათ გავზომავთ იქ, სადაც არის წინა პლანზე გალაქტიკები, მაშინ იქნება ერთი შედეგი, თუ წინა პლანი არ არის, მაშინ შედეგი განსხვავებული იქნება.

თუ სამყარო მართლაც ფართოვდება, მაშინ რა შეიძლება გამოიწვიოს წინა პლანზე გალაქტიკებმა სხვა გალაქტიკების სიჩქარეზე გავლენის მოხდენა? გალაქტიკები იმდენად შორს არიან ერთმანეთისგან, რომ მათ არ შეუძლიათ ერთმანეთზე აფეთქება, როგორც ჩვენ ვბერავთ ბუშტზე. ამიტომ, ლოგიკური იქნება ვივარაუდოთ, რომ პრობლემა წითელცვლის საიდუმლოებაშია.

ეს არის ზუსტად ის, რასაც ვიგერი ამტკიცებდა. მან თქვა, რომ შორეული გალაქტიკების გაზომილი წითელ გადანაცვლებები, რომლებზეც მთელი მეცნიერებაა აგებული, საერთოდ არ არის დაკავშირებული სამყაროს გაფართოებასთან. პირიქით, ისინი გამოწვეულია სრულიად განსხვავებული ეფექტით. მან ვარაუდობს, რომ ეს ადრე უცნობი ეფექტი დაკავშირებულია სინათლის ეგრეთ წოდებულ დაბერების მექანიზმთან, რომელიც შორიდან მოგვიახლოვდება.

ვიგერის აზრით, სინათლის სპექტრი, რომელმაც გაიარა უზარმაზარი სივრცე, განიცდის ძლიერ წითელ გადაადგილებას მხოლოდ იმიტომ, რომ სინათლე ძალიან შორს მოგზაურობს. ვიგერმა დაამტკიცა, რომ ეს ხდება ფიზიკური კანონების შესაბამისად და საოცრად ჰგავს ბევრ სხვა ბუნებრივ მოვლენას. ბუნებაში, ყოველთვის, თუ რაღაც მოძრაობს, მაშინ ყოველთვის არის რაღაც სხვა, რაც ხელს უშლის ამ მოძრაობას. ასეთი ხელისშემშლელი ძალები ასევე არსებობს გარე სივრცეში. ვიგერი თვლის, რომ სინათლე გალაქტიკებს შორის უზარმაზარ დისტანციაზე გადის, წითელი გადაადგილების ეფექტი იწყება. მან ეს ეფექტი დააკავშირა სინათლის დაბერების (სიძლიერის შემცირების) ჰიპოთეზას.

გამოდის, რომ სინათლე კარგავს ენერგიას, კვეთს სივრცეს, რომელშიც არის გარკვეული ძალები, რომლებიც ხელს უშლიან მის მოძრაობას. და რაც უფრო ბერდება სინათლე, მით უფრო წითელი ხდება. მაშასადამე, წითელი ცვლა პროპორციულია მანძილისა და არა ობიექტის სიჩქარის. ასე რომ, რაც უფრო შორს მიდის სინათლე, მით უფრო ბერდება. ამის გაცნობიერებით, ვიგერმა აღწერა სამყარო, როგორც არა გაფართოებული სტრუქტურა. მან გააცნობიერა, რომ ყველა გალაქტიკა მეტ-ნაკლებად სტაციონარულია. და წითელ ცვლა არ არის დაკავშირებული დოპლერის ეფექტთან და, შესაბამისად, დისტანციები გაზომილ ობიექტამდე და მისი სიჩქარე არ არის დაკავშირებული. ვიგერი თვლის, რომ წითელ ცვლას თავად სინათლის შინაგანი თვისება განსაზღვრავს; ამრიგად, ის ამტკიცებს, რომ სინათლე, გარკვეული მანძილის გავლის შემდეგ, უბრალოდ ბერდება. ეს არანაირად არ ამტკიცებს, რომ გალაქტიკა, რომლამდეც მანძილი იზომება, შორდება ჩვენგან.

თანამედროვე ასტრონომების უმეტესობა (მაგრამ არა ყველა) უარყოფს სინათლის დაბერების იდეას. ბერკლის კალიფორნიის უნივერსიტეტის ჯოზეფ სილკის თქმით, ”დაბერების სინათლის კოსმოლოგია არადამაკმაყოფილებელია, რადგან ის შემოაქვს ფიზიკის ახალ კანონს.”

მაგრამ ვიგერის მიერ წარმოდგენილი მსუბუქი დაბერების თეორია არ საჭიროებს რადიკალურ დამატებებს არსებულ ფიზიკურ კანონებში. მან ივარაუდა, რომ გალაქტიკურ სივრცეში არის გარკვეული სახის ნაწილაკები, რომლებიც სინათლესთან ურთიერთქმედებით ართმევენ სინათლის ენერგიის ნაწილს. მასიური ობიექტების აბსოლუტური უმრავლესობა შეიცავს ამ ნაწილაკებს, ვიდრე სხვები.

ამ იდეის გამოყენებით, ვიგერმა ახსნა A და B რეგიონების სხვადასხვა წითელი გადანაცვლება შემდეგნაირად: წინა პლანზე გალაქტიკების გამავალი სინათლე ხვდება ამ ნაწილაკებს უფრო მეტს და, შესაბამისად, კარგავს უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე სინათლე, რომელიც არ გადის წინა პლანზე გალაქტიკების რეგიონში. ამრიგად, სინათლის გადაკვეთის დაბრკოლებების სპექტრი (წინა პლანზე გალაქტიკების რეგიონები) განიცდის უფრო დიდ წითელ ცვლას და ეს იწვევს ჰაბლის მუდმივობის განსხვავებულ მნიშვნელობებს. უიგერმა ასევე მოიხსენია დამატებითი მტკიცებულებები მისი თეორიებისთვის, რომლებიც მიღებული იყო ექსპერიმენტებიდან ობიექტებზე ნელი წითელ ცვლაებით.

მაგალითად, თუ თქვენ გაზომავთ სინათლის სპექტრს, რომელიც მოდის ჩვენი მზის დისკთან ახლოს მდებარე ვარსკვლავიდან, მაშინ მასში წითელი გადაადგილების რაოდენობა უფრო დიდი იქნება, ვიდრე ცის შორეულ რეგიონში მდებარე ვარსკვლავის შემთხვევაში. ასეთი გაზომვები შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ მზის სრული დაბნელების დროს, როდესაც მზის დისკთან ახლოს მყოფი ვარსკვლავები სიბნელეში ხილული გახდება.

მოკლედ, უიგერმა ახსნა წითელ ცვლა არა გაფართოებული სამყაროს თვალსაზრისით, რომელშიც სინათლის ქცევა განსხვავდება მეცნიერთა უმეტესობის მიერ მიღებული იდეისგან. ვიგერი თვლის, რომ სამყაროს მისი მოდელი იძლევა უფრო ზუსტ, რეალისტურ ასტრონომიულ მონაცემებს, ვიდრე გაფართოებული სამყაროს სტანდარტული მოდელის მიერ მოცემული. ეს ძველი მოდელი ვერ ხსნის ჰაბლის მუდმივის გამოთვლისას მიღებულ მნიშვნელობებში დიდ განსხვავებას. ვიგერის აზრით, ნელი წითელ ცვლა შეიძლება იყოს სამყაროს გლობალური მახასიათებელი. სამყარო შეიძლება ძალიან სტატიკური იყოს და, შესაბამისად, დიდი აფეთქების თეორიის საჭიროება უბრალოდ ქრება.

და ყველაფერი კარგად იქნებოდა: ვიგერს მადლობას ვიტყოდით, გალანძღა ჰაბლს, მაგრამ გაჩნდა ახალი პრობლემა, აქამდე უცნობი. ეს პრობლემა არის კვაზარები. კვაზარების ერთ-ერთი ყველაზე გასაოცარი თვისება ის არის, რომ მათი წითელ გადანაცვლება ფანტასტიკურად მაღალია სხვა ასტრონომიულ ობიექტებთან შედარებით. მაშინ, როცა ნორმალური გალაქტიკისთვის გაზომილი წითელში გადაადგილება არის დაახლოებით 0,67, კვაზარების ზოგიერთი წითელ გადანაცვლება 4,00-ს უახლოვდება. ამჟამად ასევე ნაპოვნია გალაქტიკები, რომელთა წითელ გადანაცვლების კოეფიციენტი 1,00-ზე მეტია.

თუ ჩვენ მივიღებთ, როგორც ასტრონომების უმეტესობას, რომ ისინი ჩვეულებრივი წითელი ცვლაა, მაშინ კვაზარები უნდა იყვნენ სამყაროში ოდესმე აღმოჩენილი ყველაზე შორეული ობიექტები და ასხივებენ მილიონჯერ მეტ ენერგიას, ვიდრე გიგანტური სფერული გალაქტიკა, რომელიც ასევე უიმედოა.

თუ ავიღებთ ჰაბლის კანონს, მაშინ გალაქტიკები (წითელში გადაადგილებით 1,00-ზე მეტი) უნდა დაგვშორდნენ სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით, ხოლო კვაზარები სინათლის სიჩქარის 4-ჯერ ტოლი სიჩქარით.

თურმე ახლა საჭიროა ალბერტ აინშტაინის გაკიცხვა? ან პრობლემის საწყისი პირობები ჯერ კიდევ არასწორია და წითელ ცვლა არის პროცესების მათემატიკური ეკვივალენტი, რომლის შესახებაც ჩვენ ცოტა წარმოდგენა გვაქვს? მათემატიკა არ არის მცდარი, მაგრამ ის არ იძლევა რეალურად წარმოდგენას მიმდინარე პროცესებზე.მაგალითად, მათემატიკოსებმა დიდი ხანია დაამტკიცეს სივრცის დამატებითი განზომილებების არსებობა, თანამედროვე მეცნიერება კი მათ ვერანაირად ვერ პოულობს.

ამრიგად, ჩვეულებრივი ასტრონომიული თეორიის ფარგლებში არსებული ორივე ალტერნატივა სერიოზულ სირთულეებს აწყდება. თუ წითელ ცვლის ნორმალურ დოპლერის ეფექტად მივიღეთ, სივრცითი შთანთქმის გამო, მითითებული დისტანციები იმდენად დიდია, რომ კვაზარების სხვა თვისებები, განსაკუთრებით ენერგიის ემისია, აუხსნელია. მეორეს მხრივ, თუ წითელი ცვლა არ არის დაკავშირებული, ან მთლიანად არ არის დაკავშირებული მოძრაობის სიჩქარესთან, ჩვენ არ გვაქვს სანდო ჰიპოთეზა იმის შესახებ, თუ რა მექანიზმით წარმოიქმნება ეს.

ამ პრობლემაზე დაფუძნებული დამაჯერებელი მტკიცებულების მოპოვება რთულია. არგუმენტები ერთ მხარეს, ან კითხვები მეორე მხარეს, ძირითადად ეფუძნება კვაზარებსა და სხვა ობიექტებს შორის აშკარა ასოციაციას. აშკარა ასოციაციები ასეთ წითელ გადაადგილებასთან შემოთავაზებულია როგორც მტკიცებულება მარტივი დოპლერის ცვლის მხარდასაჭერად, ან როგორც "კოსმოლოგიური" ჰიპოთეზა. ოპონენტები ამტკიცებენ, რომ ასოციაციები ობიექტებს შორის, რომელთა წითელ ცვლა განსხვავებულია, მიუთითებს იმაზე, რომ ორი განსხვავებული პროცესი მუშაობს. თითოეული ჯგუფი სტიგმატირებს მოწინააღმდეგეთა ასოციაციებს, როგორც ყალბს.

ნებისმიერ შემთხვევაში, ამ სიტუაციისთვის, ჩვენ უნდა შევთანხმდეთ, რომ წითელი წანაცვლების მეორე კომპონენტი (სიჩქარე) იდენტიფიცირებულია, როგორც სხვა დოპლერის ცვლილება, რომელიც წარმოიქმნება ისევე, როგორც ნორმალური შთანთქმის წითელ გადანაცვლება, და უნდა დაემატოს ნორმალურ ცვლას მათემატიკური მნიშვნელობის მისაცემად. წარმომადგენლობა მიმდინარე პროცესებს.

და მიმდინარე პროცესების რეალური გაგება შეგიძლიათ ნახოთ დიუი ლარსონის ნაშრომებში, მაგალითად, ამ პასაჟში.

კვაზარების წითელ გადანაცვლებები

მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ობიექტი, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც კვაზარი, უკვე აღიარებული იყო, რომ მიეკუთვნებოდა ფენომენების ახალ და ცალკეულ კლასს მათი განსაკუთრებული სპექტრის გამო, კვაზარების ნამდვილი აღმოჩენა შეიძლება 1963 წლიდან მოყოლებული, როდესაც მარტინ შმიდტმა დაადგინა რადიოს წყაროს სპექტრი. 3C 273 16%-ით გადავიდა წითელზე. . სხვა განმსაზღვრელი მახასიათებლების უმეტესობა, რომლებიც თავდაპირველად მიეკუთვნებოდა კვაზარებს, უნდა განისაზღვროს, როდესაც მეტი მონაცემი დაგროვდა. მაგალითად, ერთმა ადრეულმა აღწერამ ისინი განსაზღვრა, როგორც "ვარსკვლავის მსგავსი ობიექტები, რომლებიც ემთხვევა რადიო წყაროებს". მაგრამ თანამედროვე დაკვირვებები აჩვენებს, რომ უმეტეს შემთხვევაში კვაზარებს აქვთ რთული სტრუქტურები, რომლებიც ნამდვილად არ ჰგავს ვარსკვლავებს და არის კვაზარების დიდი კლასი, საიდანაც რადიო გამოსხივება არ არის გამოვლენილი. მაღალი წითელი ცვლა კვლავაც იყო კვაზარის დამახასიათებელი ნიშანი და მისი განმასხვავებელი მახასიათებელი მიჩნეული იყო სიდიდეების დაკვირვებული დიაპაზონი, რომელიც გაფართოვდა ზემოთ. მეორადი წითელი ცვლა გაზომილი 3C 48-ისთვის იყო 0.369, რაც 0.158-ის პირველადი გაზომვის მაღალი მაჩვენებელია. 1967 წლის დასაწყისისთვის, როდესაც ხელმისაწვდომი იყო 100 წითელი ცვლა, ყველაზე მაღალი ღირებულება იყო 2.223, ხოლო გამოქვეყნების დროისთვის ის გაიზარდა 3.78-მდე.

Redshift დიაპაზონის 1.00-ზე მაღლა გაფართოებამ წარმოშვა ინტერპრეტაციის კითხვები. დოპლერის ცვლის წარმოშობის წინა გაგებაზე დაყრდნობით, 1.00-ზე ზემოთ რეცესიის წითელ ცვლა მიუთითებს იმაზე, რომ ფარდობითი სიჩქარე სინათლის სიჩქარეზე მეტია. აინშტაინის მოსაზრების ზოგადად მიღებამ, რომ სინათლის სიჩქარე არის აბსოლუტური ზღვარი, ასეთი ინტერპრეტაცია მიუღებელი გახდა ასტრონომებისთვის და პრობლემის გადასაჭრელად მიმართეს ფარდობითობის მათემატიკას. I ტომში ჩვენი ანალიზი აჩვენებს, რომ ეს არის მათემატიკური ურთიერთობების არასწორი გამოყენება სიტუაციებში, რომლებშიც ეს ურთიერთობები შეიძლება გამოყენებულ იქნას. არსებობს წინააღმდეგობები დაკვირვების შედეგად მიღებულ და არაპირდაპირი საშუალებებით მიღებულ მნიშვნელობებს შორის. მაგალითად, სიჩქარის გაზომვით კოორდინატთა მანძილის საათობრივ დროზე გაყოფით. ასეთ მაგალითებში ფარდობითობის მათემატიკა (ლორენცის განტოლებები) გამოიყენება არაპირდაპირი გაზომვებისთვის, რათა შეესაბამებოდეს ისინი სწორ გაზომვებს. დოპლერის ცვლა არის სიჩქარის პირდაპირი გაზომვა, რომელიც არ საჭიროებს კორექტირებას. 2.00 წითელ გადანაცვლება მიუთითებს შედარებით გარე მოძრაობაზე სკალარული მნიშვნელობით, რომელიც ორჯერ აღემატება სინათლის სიჩქარეს.

მიუხედავად იმისა, რომ მაღალი წითელ გადანაცვლების პრობლემა ტრადიციულ ასტრონომიულ აზროვნებაში აცილებული იყო ფარდობითობის მათემატიკის ხრიკით, თანმხლები მანძილი ენერგიის პრობლემა უფრო გადაუჭრელი აღმოჩნდა და წინააღმდეგობა გაუწია გადაწყვეტის ან ჩაძირვის ყველა მცდელობას.

თუ კვაზარები არიან კოსმოლოგიით მითითებულ დისტანციებზე, ანუ წითელ ცვლის შესაბამისი დისტანციებზე, იმის მიხედვით, რომ ისინი ჩვეულებრივი რეცესიის წითელ ცვლილებებს წარმოადგენენ, მაშინ ენერგიის რაოდენობა, რომელსაც ისინი ასხივებენ, გაცილებით მეტია, ვიდრე ეს შეიძლება აიხსნას ენერგიის წარმოქმნის ცნობილი პროცესით. ან თუნდაც რაიმე დამაჯერებელი სპეკულაციური პროცესით. მეორეს მხრივ, თუ ენერგიები დაიყვანება სარწმუნო დონემდე იმ ვარაუდით, რომ კვაზარები უფრო ახლოს არიან, მაშინ ჩვეულებრივ მეცნიერებას არ აქვს ახსნა დიდი წითელ გადაადგილებისთვის.

ცხადია, რაღაც უნდა გაკეთდეს. ერთი ან მეორე შემზღუდველი ვარაუდი უნდა იყოს მიტოვებული. ან არის ადრე აღმოჩენილი პროცესები, რომლებიც აწარმოებენ ბევრად მეტ ენერგიას, ვიდრე უკვე ცნობილი პროცესები, ან არის უცნობი ფაქტორები, რომლებიც აიძულებენ კვაზარის წითელ ცვლას ჩვეულებრივი რეცესიის მნიშვნელობებს მიღმა. რატომღაც, რომლის დასაბუთებაც ძნელი გასაგებია, ასტრონომების უმეტესობა თვლის, რომ წითელცვლის ალტერნატივა ერთადერთია, რაც საჭიროებს გადახედვას ან გაფართოებას არსებულ ფიზიკურ თეორიაში. ყველაზე ხშირად წამოჭრილი არგუმენტი მათ წინააღმდეგ, ვინც ეყრდნობა წითელცვლილების არაკოსმოლოგიური ახსნის სასარგებლოდ არის ის, რომ ჰიპოთეზა, რომელიც საჭიროა ფიზიკურ თეორიაში გასაზომად, უნდა იქნას მიღებული მხოლოდ როგორც უკანასკნელი საშუალება. აი, რას ვერ ხედავენ ეს ადამიანები: ბოლო გამოსავალი ერთადერთია. თუ გამოვრიცხავთ არსებული თეორიის მოდიფიკაციას წითელცვლილებების ასახსნელად, მაშინ არსებული თეორია უნდა შეიცვალოს ენერგიის გამომუშავების სიდიდის ასახსნელად.

უფრო მეტიც, ენერგეტიკული ალტერნატივა ბევრად უფრო რადიკალურია, რადგან ის მოითხოვს არა მხოლოდ სრულიად უცნობ ახალ პროცესებს, არამედ მოიცავს წარმოების მასშტაბის უზარმაზარ ზრდას, ამჟამად ცნობილი დონის მიღმა. მეორეს მხრივ, ყველაფერი, რაც საჭიროა წითელცვლის სიტუაციაში, მაშინაც კი, თუ ცნობილ პროცესებზე დაფუძნებული გამოსავალი ვერ მოიპოვება, არის ახალი პროცესი. ის არ აპირებს ახსნას იმაზე მეტს, ვიდრე ახლა აღიარებულია რეცესიის ცნობილი პროცესის პრეროგატივად; ის უბრალოდ გამოიყენება წითელ გადაადგილების წარმოქმნისთვის ნაკლებად შორეულ სივრცულ ადგილებში. მოძრაობის სამყაროს თეორიის შემუშავების ახალი ინფორმაციის გარეშეც, აშკარა უნდა იყოს, რომ წითელცვლის ალტერნატივა ბევრად უკეთესი გზაა კვაზარის ენერგიასა და წითელცვლის თეორიებს შორის არსებული ჩიხიდან გასასვლელად. სწორედ ამიტომ, პრობლემის გადასაჭრელად უკუ სისტემის თეორიის გამოყენების შედეგად მიღებული ახსნა იმდენად მნიშვნელოვანია.

ასეთი მსჯელობა გარკვეულწილად აკადემიურია, რადგან ჩვენ ვიღებთ სამყაროს ისეთს, როგორიც არის, მოგვწონს თუ არა ის, რასაც ვპოულობთ. თუმცა უნდა აღინიშნოს, რომ აქაც, ისევე როგორც ბევრ მაგალითში წინა გვერდებზე, პასუხი, რომელიც ჩნდება ახალი თეორიული განვითარების შედეგად, უმარტივეს და ლოგიკურ ფორმას იღებს. რა თქმა უნდა, კვაზარის პრობლემაზე პასუხი არ მოიცავს უმრავლეს საფუძვლებთან შეწყვეტას, როგორც ამას მოელოდნენ ასტრონომები, რომლებიც ეყრდნობიან წითელცვლის არაკოსმოლოგიური ახსნის სასარგებლოდ. როგორც ისინი ხედავენ სიტუაციას, უნდა ჩაერთოს რაიმე ახალი ფიზიკური პროცესი ან პრინციპი, რათა დაემატოს „არასიჩქარის კომპონენტი“ კვაზარის წითელცვლის რეცესიას. ჩვენ ვხვდებით, რომ ახალი პროცესი ან პრინციპი არ არის საჭირო. დამატებითი წითელი ცვლა უბრალოდ დამატებული სიჩქარის შედეგია, სიჩქარე, რომელიც გაურბოდა ცნობიერებას ტრადიციულ სივრცულ საცნობარო სისტემაში წარმოდგენის შეუძლებლობის გამო.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, აფეთქების სიჩქარის შეზღუდვის მნიშვნელობა და წითელში გადაადგილება არის ორი ერთეული ერთ განზომილებაში. თუ აფეთქების სიჩქარე თანაბრად იყოფა ორ აქტიურ განზომილებას შორის შუალედურ რეგიონში, კვაზარი შეიძლება დროულად გარდაიქმნას მოძრაობად, თუ აფეთქების წითელ გადანაწილების კომპონენტი თავდაპირველ განზომილებაში არის 2.00 და კვაზარის მთლიანი წითელ გადანაცვლება არის 2.326. კვაზარებისა და პულსარების გამოქვეყნების დროისთვის გამოქვეყნებული იყო მხოლოდ ერთი კვაზარის წითელი ცვლა, რომელიც აღემატებოდა 2,326-ს რაიმე მნიშვნელოვანი რაოდენობით. როგორც აღინიშნა ამ ნაშრომში, 2,326-ის წითელ გადანაცვლება არ არის აბსოლუტური მაქსიმუმი, არამედ ის დონე, რომელზედაც ხდება კვაზარის მოძრაობის ახალ სტატუსზე გადასვლა, რაც, როგორც დაშვებულია ნებისმიერ შემთხვევაში, შეიძლება მოხდეს. ამრიგად, კვაზარს 4C 05 34 მინიჭებული ძალიან მაღალი მნიშვნელობა 2.877 მიუთითებს ან რაიმე პროცესის არსებობაზე, რის შედეგადაც ტრანსფორმაცია, რომელიც თეორიულად შეიძლება მომხდარიყო 2.326-ზე, გადაიდო, ან გაზომვის შეცდომა. სხვა ხელმისაწვდომი მონაცემების ნაკლებობის გათვალისწინებით, იმ დროს არჩევანი ორ ალტერნატივს შორის არასასურველი ჩანდა. 2.326-ზე მეტი წითელში მრავალი დამატებითი ცვლილება იქნა ნაპოვნი მომდევნო წლებში; და აშკარა გახდა, რომ კვაზარის წითელ გადანაცვლების გაფართოება უფრო მაღალ დონეზე ხშირი მოვლენაა. ამიტომ, თეორიული ვითარება გადაიხედა და უფრო მაღალი წითელ ცვლილებებზე მოქმედი პროცესის ბუნება გაირკვეს.

როგორც მე-3 ტომშია აღწერილი, 3.5 წითელ გადანაცვლების კოეფიციენტი, რომელიც ჭარბობს 2.326 დონის ქვემოთ, არის ეკვივალენტური სივრცის შვიდი ერთეულის თანაბარი განაწილების შედეგი სივრცეში მოძრაობის განზომილების პარალელურ განზომილებასა და მის პერპენდიკულარულ განზომილებას შორის. . ასეთი თანაბარი განაწილება არის ალბათობის მოქმედების შედეგი მეორეზე ერთი განაწილების სასარგებლოდ გავლენის არარსებობის შემთხვევაში და სხვა განაწილება მთლიანად გამორიცხულია. თუმცა, არსებობს არათანაბარი განაწილების მცირე, მაგრამ მნიშვნელოვანი ალბათობა. შვიდი სიჩქარის ერთეულიდან 3½ - 3½ ჩვეულებრივი განაწილების ნაცვლად, განყოფილება შეიძლება გახდეს 4 - 3, 4½ - 2½ და ა.შ. 3½ - 3½ განაწილების შესაბამისი კვაზარების საერთო რაოდენობა წითელ ცვლილებებთან შედარებით მცირეა. და არ იყო მოსალოდნელი, რომ ზომიერი ზომის რომელიმე შემთხვევითი ჯგუფი, ვთქვათ 100 კვაზარი, შეიცავდეს ერთზე მეტ ასეთ კვაზარს (ასეთის არსებობის შემთხვევაში).

განზომილებაში დახრილი განაწილებას არ აქვს მნიშვნელოვანი დაკვირვებადი ეფექტი დაბალი სიჩქარის დონეებზე (თუმცა ის გამოიმუშავებს ანომალიურ შედეგებს კვლევაში, როგორიცაა Arp-ის გაერთიანების ანალიზი, თუ ეს უფრო გავრცელებული იქნებოდა). მაგრამ ეს აშკარა ხდება უფრო მაღალ დონეზე, რადგან იწვევს წითელ ცვლილებებს, რომლებიც აღემატება ჩვეულებრივ ზღვარს 2.326. რეგიონთაშორისი კავშირის მეორე ხარისხის (კვადრატული) ბუნებიდან გამომდინარე, აფეთქების სიჩქარეში ჩართული 8 ერთეული, რომელთაგან 7 მდებარეობს შუალედურ რეგიონში, ხდება 64 ერთეული, რომელთაგან 56 ცხოვრობს ამ რეგიონში. მაშასადამე, 3.5-ზე ზემოთ შესაძლო წითელში გადასვლის ფაქტორები იზრდება 0.125 საფეხურებით. თეორიული მაქსიმუმი, რომელიც შეესაბამება განაწილებას მხოლოდ ერთ განზომილებაში, იქნება 7.0, მაგრამ ალბათობა უმნიშვნელო ხდება რომელიმე ქვედა დონეზე, სავარაუდოდ სადღაც 6.0-ის გარშემო. შესაბამისი წითელცვლის მნიშვნელობები პიკს აღწევს დაახლოებით 4.0.

განზომილების განაწილების ცვლილების გამო წითელშიფვრის ფაქტორის ზრდა არ მოიცავს სივრცეში მანძილის რაიმე ზრდას. მაშასადამე, ყველა კვაზარი წითელ ცვლის 2,326 და ზემოთ არის დაახლოებით იმავე მანძილზე სივრცეში. ეს არის აშკარა შეუსაბამობის ახსნა დაკვირვებულ ფაქტში, რომ კვაზარების სიკაშკაშე უკიდურესად მაღალი წითელცვლით არის შედარებული კვაზარების სიკაშკაშე წითელცვლის დიაპაზონში დაახლოებით 2.00.

ვარსკვლავების აფეთქებამ, რამაც გამოიწვია მოვლენათა ჯაჭვი, რომელიც იწვევს წარმოშობის გალაქტიკიდან კვაზარის გამოსხივებას, ასაფეთქებელი ვარსკვლავების მატერიის დიდ ნაწილს ამცირებს კინეტიკურ და რადიალურ ენერგიამდე. ვარსკვლავური მასის დანარჩენი ნაწილი იშლება გაზად და მტვრის ნაწილაკებად. მიმოფანტული მასალის ნაწილი აღწევს აფეთქების რეგიონის მიმდებარე გალაქტიკის სექტორებში და როდესაც ერთი ასეთი სექტორი კვაზარის სახით გამოიდევნება, ის შეიცავს სწრაფად მოძრავ გაზს და მტვერს. იმის გამო, რომ ნაწილაკების მაქსიმალური სიჩქარე უფრო მაღალია, ვიდრე სიჩქარე, რომელიც საჭიროა ცალკეული ვარსკვლავების გრავიტაციული ძალისგან თავის დაღწევისთვის, ეს მასალა თანდათან გამოდის და საბოლოოდ იღებს მტვრისა და გაზის ღრუბლის ფორმას კვაზარის გარშემო - ატმოსფერო, როგორც ჩვენ შეგვიძლია ვუწოდოთ. ის. კვაზარის შემადგენელი ვარსკვლავების გამოსხივება ატმოსფეროში გადის, რაც ზრდის სპექტრის ხაზების შთანთქმას. შედარებით ახალგაზრდა კვაზარის ირგვლივ გაფანტული მასალა მოძრაობს ძირითად სხეულთან ერთად და წითელში გადაადგილების შთანთქმა დაახლოებით უდრის რადიაციის რაოდენობას.

როდესაც კვაზარი გარედან მოძრაობს, მისი შემადგენელი ვარსკვლავები ბერდება და არსებობის ბოლო სტადიაზე ზოგიერთი მათგანი დასაშვებ ზღვარს აღწევს. შემდეგ ასეთი ვარსკვლავები ფეთქდებიან უკვე აღწერილ II ტიპის სუპერნოვაში. როგორც ვნახეთ, აფეთქებები პროდუქტის ერთ ღრუბელს აფრქვევს გარედან კოსმოსში, ხოლო მეორე მსგავსი ღრუბელი გარედან დროში (ეს ექვივალენტურია შიგნიდან კოსმოსში განდევნისა). როდესაც აფეთქების პროდუქტების დროში გამოდევნილი სიჩქარე ედება კვაზარის სიჩქარეს, რომელიც უკვე სექტორის საზღვრებთანაა, პროდუქტები გადადიან კოსმოსურ სექტორში და ქრება.

კოსმოსში გასროლილი აფეთქების პროდუქტების გარე მოძრაობა დროში შინაგანი მოძრაობის ტოლფასია. მაშასადამე, ის დროში კვაზარის გარეგნული მოძრაობის საპირისპიროა. თუ შინაგან მოძრაობას დამოუკიდებლად შეიძლებოდა დაკვირვება, ეს შექმნიდა ლურჯ ცვლას, რადგან ის ჩვენსკენ იქნება მიმართული და არა ჩვენგან მოშორებით. მაგრამ ვინაიდან ასეთი მოძრაობა ხდება მხოლოდ კვაზარის გარეგნულ მოძრაობასთან ერთად, მისი ეფექტი არის გარედან მიღებული სიჩქარის და წითელცვლის სიდიდის შემცირება. ამრიგად, მეორადი აფეთქებების ნელა მოძრავი პროდუქტები გარედან მოძრაობენ ისევე, როგორც თავად კვაზარი, ხოლო შებრუნებული სიჩქარის კომპონენტები უბრალოდ აყოვნებენ მათ ჩამოსვლას იმ წერტილში, სადაც ხდება დროში მოძრაობად გარდაქმნა.

მაშასადამე, კვაზარს თავისი არსებობის ერთ-ერთ ბოლო საფეხურზე აკრავს არა მხოლოდ კვაზართან მოძრავი ატმოსფერო, არამედ ერთი ან მეტი ნაწილაკების ღრუბლები, რომლებიც დროში შორდებიან კვაზარს (ექვივალენტური სივრცე). ნაწილაკების თითოეული ღრუბელი ხელს უწყობს წითელი გადაადგილების შთანთქმას, რომელიც განსხვავდება ემისიის ოდენობისგან შიდა აფეთქებების შედეგად ნაწილაკებზე გადაცემული სიჩქარით. როგორც აღინიშნა სკალარული მოძრაობის ბუნების განხილვისას, ნებისმიერ ობიექტს, რომელიც მოძრაობს ამ გზით, შეუძლია ასევე შეიძინოს ვექტორული მოძრაობა. კვაზარის კომპონენტების ვექტორული სიჩქარე მცირეა მათ სკალარ სიჩქარესთან შედარებით, მაგრამ ისინი შეიძლება იყოს საკმარისად დიდი, რომ შექმნან გარკვეული გაზომვადი გადახრები სკალერებისგან. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს იწვევს წითელი გადაადგილების შთანთქმას ემისიის დონეზე ზემოთ. მეორადი აფეთქებების შედეგად წარმოქმნილი გარეგანი სიჩქარის გამო, ყველა სხვა წითელშიდა შთანთქმა, გარდა ემისიის მნიშვნელობებისა, ემისიის წითელ ცვლილებებზე დაბალია.

გამოსხივებულ ნაწილაკებზე მიცემული სიჩქარეები არ ახდენს მნიშვნელოვან გავლენას რეცესიაზე z, ისევე როგორც ეფექტური სიჩქარის ზრდა 2,326 დონის მიღმა; შესაბამისად, ცვლილება ხდება წითელშიფტის კოეფიციენტში და შემოიფარგლება 0,125 საფეხურებით, ამ კოეფიციენტის მინიმალური ცვლილება. მაშასადამე, წითელცვლის შესაძლო შთანთქმა ხდება რეგულარული რაოდენობით, რომლებიც განსხვავდება ერთმანეთისგან 0,125z ½-ით. ვინაიდან კვაზარების z-მნიშვნელობა მაქსიმუმს აღწევს 0,326-ზე და 2,326-ზე მეტი წითელ გადანაცვლების ცვალებადობა წარმოიქმნება წითელცვლის კოეფიციენტის ცვლილების გამო, შესაძლო წითელშიშ შთანთქმის თეორიული მნიშვნელობები ყველა კვაზარისთვის იდენტურია და ემთხვევა ემისიის შესაძლო წითელ გადაადგილებას. .

ვინაიდან დაკვირვებული მაღალი წითელცვლის კვაზარების უმეტესობა შედარებით ძველია, მათი შემადგენელი ნაწილი ექსტრემალური აქტივობის მდგომარეობაშია. ეს ვექტორული მოძრაობა აჩენს გარკვეულ გაურკვევლობას ემისიის წითელ ცვლის გაზომვებში და შეუძლებელს ხდის თეორიასა და დაკვირვებას შორის ზუსტი კორელაციის დემონსტრირებას. წითელცვლის შთანთქმის შემთხვევაში, სიტუაცია უფრო ხელსაყრელია, რადგან გაზომილი გადაშენების მნიშვნელობები თითოეული უფრო აქტიური კვაზარისთვის ქმნიან სერიას, ხოლო სერიებს შორის კავშირი შეიძლება გამოვლინდეს მაშინაც კი, როდესაც ცალკეულ მნიშვნელობებს აქვთ მნიშვნელოვანი ხარისხი. გაურკვევლობის.

აფეთქების შედეგად, წითელში გადაადგილება არის წითელცვლის ფაქტორის და z ½ ნამრავლი, ყოველი კვაზარი, რომლის რეცესიის მაჩვენებელი z 0,326-ზე ნაკლებია, აქვს შესაძლო წითელცვლის შთანთქმის საკუთარი ნაკრები და თითოეული სერიის თანმიმდევრული წევრები განსხვავდება 0,125z-ით. 2 . ერთ-ერთი უდიდესი სისტემა ამ დიაპაზონში, რომელიც აქამდე იქნა შესწავლილი, არის კვაზარი 0237-233.

როგორც წესი, დიდი დრო სჭირდება კვაზარების მნიშვნელოვანი რაოდენობის ასაკობრივ ზღვარზე მიყვანას, რაც იწვევს ფეთქებადი აქტივობას. შესაბამისად, წითელცვლის შთანთქმა, რომელიც განსხვავდება ემისიის მნიშვნელობებისგან, არ ჩნდება მანამ, სანამ კვაზარი არ მიაღწევს წითელცვლის დიაპაზონს 1,75-ზე ზემოთ. თუმცა, პროცესის ბუნებიდან ირკვევა, რომ არსებობს გამონაკლისები ამ ზოგადი წესიდან. წარმოშობის გალაქტიკის გარე, ახლად შეკრებილი ნაწილები ძირითადად შედგება ახალგაზრდა ვარსკვლავებისგან, მაგრამ გალაქტიკის ზრდის დროს განსაკუთრებული პირობები, როგორიცაა შედარებით ცოტა ხნის წინ შეერთება სხვა დიდ პოპულაციასთან, შეუძლია ძველი ვარსკვლავების კონცენტრაცია შეიტანოს სტრუქტურის ნაწილში. აფეთქების შედეგად გამოდევნილი გალაქტიკა.. ხანდაზმული ვარსკვლავები შემდეგ აღწევენ ასაკობრივ საზღვრებს და იწყებენ მოვლენათა ჯაჭვს, რომელიც ქმნის წითელ შთანთქმას კვაზარის ცხოვრების ეტაპზე ჩვეულებრივზე ადრე. თუმცა, არ ჩანს, რომ ძველი ვარსკვლავების რაოდენობა, რომლებიც შედის რომელიმე ახლად გამოსხივებულ კვაზარში, საკმარისად დიდია იმისთვის, რომ წარმოქმნას შინაგანი აქტივობა, რომელიც იწვევს ინტენსიური წითელი გადაადგილების შთანთქმის სისტემას.

უფრო მაღალი წითელი გადასვლის დიაპაზონში, ახალი ფაქტორი მოქმედებს; ის აჩქარებს წითელ ცვლის უფრო დიდი შთანთქმის ტენდენციას. იმისათვის, რომ კვაზარის მტვრიან და აირისებრ კომპონენტებში შევიტანოთ სიჩქარის მატება, რომელიც აუცილებელია შთანთქმის სისტემის გასააქტიურებლად, ჩვეულებრივ საჭიროა ფეთქებადი აქტივობის მნიშვნელოვანი ინტენსივობა. თუმცა, აფეთქების სიჩქარის ორი ერთეულის მიღმა, ასეთი შეზღუდვა არ არსებობს. აქ დიფუზური კომპონენტები ექვემდებარება კოსმოსური სექტორის პირობებს, რომლებიც მიდრეკილნი არიან შეამცირონ შებრუნებული სიჩქარე (სიჩქარის ზრდის ექვივალენტური), რაც ქმნის დამატებით წითელ შთანთქმას ნორმალური კვაზარის ევოლუციის დროს, კვაზარში ენერგიის შემდგომი წარმოქმნის საჭიროების გარეშე. ამიტომ, ამ დონის ზემოთ, „ყველა კვაზარს აქვს ძლიერი შთანთქმის ხაზები“. სტრიტმატერი და უილიამსი, რომელთა კომუნიკაციიდანაც აღებულია ზემოაღნიშნული განცხადება, განაგრძობენ:

„როგორც ჩანს, არსებობს შთანთქმის მასალის არსებობის ზღვარი წითელ გადაადგილებაში დაახლოებით 2.2-ზე“.

ეს ემპირიული დასკვნა შეესაბამება ჩვენს თეორიულ აღმოჩენას, რომ არსებობს გარკვეული სექტორის საზღვარი წითელ ცვლაზე 2.326.

ოპტიკურ სპექტრებში წითელ გადანაცვლების შთანთქმის გარდა, რომელსაც ზემოაღნიშნული განხილვა ეხება, წითელი გადაადგილების შთანთქმა ასევე გვხვდება რადიო სიხშირეებზე. კვაზარის 3C 286-ის ემისიის პირველმა აღმოჩენამ დიდი ინტერესი გამოიწვია საკმაოდ გავრცელებული შთაბეჭდილების გამო, რომ საჭირო იყო ახსნა რადიო სიხშირეების შთანთქმის ახსნა, განსხვავებული ოპტიკური სიხშირეების შთანთქმისგან. პირველი მკვლევარები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ რადიო სიხშირეების წითელ გადატანა ხდება ჩვენსა და კვაზარს შორის მდებარე ზოგიერთ გალაქტიკაში ნეიტრალური წყალბადის შთანთქმის გამო. ვინაიდან ამ შემთხვევაში წითელცვლის შთანთქმა არის დაახლოებით 80%, მათ მიიჩნიეს დაკვირვებები, როგორც მტკიცებულება კოსმოლოგიური წითელი წანაცვლების ჰიპოთეზის სასარგებლოდ. მოძრაობის სამყაროს თეორიაზე დაყრდნობით, რადიო თვალთვალი არ იძლევა რაიმე ახალს. კვაზარებში მოქმედი შთანთქმის პროცესი გამოიყენება ყველა სიხშირის გამოსხივებაზე. და რადიოსიხშირეზე წითელში გადასვლის შთანთქმის არსებობას იგივე მნიშვნელობა აქვს, რაც ოპტიკურ სიხშირეზე წითელშიდა შთანთქმის არსებობას. რადიოსიხშირეების გაზომილი წითელ გადანაცვლებები 3C 286-ისთვის ემისიის და შთანთქმის დროს არის 0,85 და 0,69 რიგის შესაბამისად. 2,75 წითელ გადანაცვლების კოეფიციენტით, თეორიული წითელში გადაადგილების შთანთქმა, რომელიც შეესაბამება ემისიის 0,85 მნიშვნელობას, არის 0,68.

ვარსკვლავის მიერ გამოსხივებული სინათლე, გლობალურად დათვალიერებისას, არის ელექტრომაგნიტური რხევა. ადგილობრივად დათვალიერებისას ეს გამოსხივება შედგება სინათლის კვანტებისგან - ფოტონებისაგან, რომლებიც ენერგიის მატარებლები არიან სივრცეში. ახლა ჩვენ ვიცით, რომ გამოსხივებული სინათლის კვანტური აღაგზნებს სივრცის უახლოეს ელემენტარულ ნაწილაკს, რომელიც აგზნებას გადასცემს მეზობელ ნაწილაკს. ენერგიის შენარჩუნების კანონის საფუძველზე, ამ შემთხვევაში სინათლის სიჩქარე შეზღუდული უნდა იყოს. ეს აჩვენებს განსხვავებას სინათლის გავრცელებასა და ინფორმაციას შორის, რომელიც (ინფორმაცია) განხილული იყო 3.4 ნაწილში. სინათლის, სივრცისა და ურთიერთქმედების ბუნების ამგვარმა იდეამ სამყაროს იდეის ცვლილება გამოიწვია. აქედან გამომდინარე, უნდა გადაიხედოს წითელი გადაადგილების კონცეფცია, როგორც ტალღის სიგრძის ზრდა წყაროს სპექტრში (ხაზების გადანაცვლება სპექტრის წითელი ნაწილისკენ) საცნობარო სპექტრის ხაზებთან შედარებით და უნდა მოხდეს ამ ეფექტის წარმოშობის ბუნება. ჩამოყალიბდეს (იხ. შესავალი, პუნქტი 7 და ).

წითელ ცვლას ორი მიზეზი აქვს. პირველ რიგში, ცნობილია, რომ დოპლერის ეფექტის გამო წითელ გადაადგილება ხდება მაშინ, როდესაც სინათლის წყაროს მოძრაობა დამკვირვებელთან მიმართებაში იწვევს მათ შორის მანძილის ზრდას.

მეორეც, ფრაქტალის ფიზიკის თვალსაზრისით, წითელ ცვლა ხდება მაშინ, როდესაც ემიტერი მოთავსებულია ვარსკვლავის დიდი ელექტრული ველის რეგიონში. შემდეგ, ამ ეფექტის ახალი ინტერპრეტაციით, სინათლის კვანტები - ფოტონები - წარმოქმნიან რამდენიმეს

რხევის განსხვავებული სიხშირე ხმელეთის სტანდარტთან შედარებით, რომელშიც ელექტრული ველი უმნიშვნელოა. ვარსკვლავის ელექტრული ველის ეს გავლენა გამოსხივებაზე იწვევს როგორც ახალშობილი კვანტის ენერგიის შემცირებას, ასევე კვანტის დამახასიათებელი სიხშირის შემცირებას; შესაბამისად, რადიაციის ტალღის სიგრძე = C / (C არის სინათლის სიჩქარე, დაახლოებით უდრის 3 10 8 მ / წმ). ვინაიდან ვარსკვლავის ელექტრული ველი ასევე განსაზღვრავს ვარსკვლავის გრავიტაციას, ჩვენ დავარქმევთ რადიაციის ტალღის სიგრძის გაზრდის ეფექტს ძველი ტერმინით „გრავიტაციული წითელ გადანაცვლება“.

გრავიტაციული წითელი წანაცვლების მაგალითია მზისა და თეთრი ჯუჯების სპექტრში დაკვირვებული ხაზის ცვლა. ეს არის წითელი გრავიტაციული ცვლის ეფექტი, რომელიც ახლა საიმედოდ არის დადგენილი თეთრი ჯუჯებისთვის და მზისთვის. გრავიტაციული წითელი ცვლა, სიჩქარის ტოლფასი, თეთრი ჯუჯებისთვის არის 30 კმ/წმ, ხოლო მზისთვის - დაახლოებით 250 მ/წმ. განსხვავება მზის წითელ გადაადგილებასა და თეთრ ჯუჯებს შორის სიდიდის ორი რიგით არის განპირობებული ამ ფიზიკური ობიექტების განსხვავებული ელექტრული ველებით. განვიხილოთ ეს საკითხი უფრო დეტალურად.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, ვარსკვლავის ელექტრულ ველში გამოსხივებულ ფოტონს ექნება რხევის შეცვლილი სიხშირე. წითელი წანაცვლების ფორმულის გამოსატანად ვიყენებთ მიმართებას (3.7) ფოტონის მასისთვის: m ν = h /C 2 = Е/С 2 , სადაც Е არის ფოტონის ენერგია მისი ν სიხშირის პროპორციული. აქედან ვხედავთ, რომ ფოტონის მასისა და სიხშირის ფარდობითი ცვლილებები ტოლია, ამიტომ მათ წარმოვადგენთ ამ ფორმით: m ν /m ν = / = Е/С 2 .

ახალშობილი ფოტონის ენერგიის AE ცვლილება გამოწვეულია ვარსკვლავის ელექტრული პოტენციალით. დედამიწის ელექტრული პოტენციალი, მისი სიმცირის გამო, ამ შემთხვევაში არ არის გათვალისწინებული. მაშინ ფოტონის ფარდობითი წითელ გადანაცვლება, რომელსაც ასხივებს ვარსკვლავი ელექტრული პოტენციალის φ და R რადიუსით, ტოლია SI სისტემაში.

RED SHIFT, წყაროს ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღის სიგრძის ზრდა (სიხშირეების შემცირება), რომელიც გამოიხატება სპექტრული ხაზების ან სპექტრის სხვა დეტალების გადანაცვლებით სპექტრის წითელი (გრძელტალღოვანი) ბოლოზე. წითელი ცვლა ჩვეულებრივ შეფასებულია დაკვირვებული ობიექტის სპექტრში ხაზების პოზიციის ცვლის გაზომვით, ცნობილი ტალღის სიგრძის მქონე საცნობარო წყაროს სპექტრულ ხაზებთან შედარებით. რაოდენობრივად, წითელი ცვლა იზომება ტალღის სიგრძის ფარდობითი ზრდის სიდიდით:

Z \u003d (λ in -λ exp) / λ exp,

სადაც λ prin და λ isp - შესაბამისად მიღებული ტალღის სიგრძე და წყაროს მიერ გამოსხივებული ტალღა.

წითელი გადასვლის ორი შესაძლო მიზეზი არსებობს. ეს შეიძლება გამოწვეული იყოს დოპლერის ეფექტით, როდესაც გამოსხივების დაკვირვებული წყარო ამოღებულია. თუ, ამ შემთხვევაში, z « 1, მაშინ ამოღების სიჩქარე არის ν = cz, სადაც c არის სინათლის სიჩქარე. თუ წყარომდე მანძილი მცირდება, შეინიშნება საპირისპირო ნიშნის ცვლა (ე.წ. იისფერი ცვლა). ჩვენი გალაქტიკის ობიექტებისთვის წითელი და იისფერი ძვრები არ აღემატება z=10 -3. სინათლის სიჩქარის შესადარებელი მაღალი სიჩქარის შემთხვევაში, წითელში გადატანა ხდება რელატივისტური ეფექტების გამო, მაშინაც კი, თუ წყაროს სიჩქარე მიმართულია მხედველობის ხაზზე (განივი დოპლერის ეფექტი).

დოპლერის წითელი წანაცვლების განსაკუთრებული შემთხვევაა გალაქტიკათა სპექტრებში დაფიქსირებული კოსმოლოგიური წითელ გადანაცვლება. კოსმოლოგიური წითელი ცვლა პირველად აღმოაჩინა ვ.სლაიფერმა 1912-14 წლებში. ის წარმოიქმნება გალაქტიკებს შორის მანძილის გაზრდის შედეგად, სამყაროს გაფართოების გამო და საშუალოდ იზრდება წრფივად გალაქტიკამდე მანძილის გაზრდით (ჰაბლის კანონი). არც თუ ისე დიდი წითელ გადაადგილებისთვის (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. z-ის ასეთი მნიშვნელობებით, სპექტრის ხილულ რეგიონში წყაროს მიერ გამოსხივებული გამოსხივება მიიღება IR რეგიონში. სინათლის სიჩქარის სასრულობის გამო, დიდი კოსმოლოგიური წითელ ცვლის მქონე ობიექტებს აკვირდებიან, როგორც ეს იყო მილიარდობით წლის წინ, ახალგაზრდობის ეპოქაში.

გრავიტაციული წითელ გადანაცვლება ხდება მაშინ, როდესაც სინათლის მიმღები არის წყაროზე დაბალი გრავიტაციული პოტენციალის φ ზონაში. ამ ეფექტის კლასიკური ინტერპრეტაციით, ფოტონები კარგავენ ენერგიის ნაწილს მიზიდულობის ძალების დასაძლევად. შედეგად, ფოტონის ენერგიის დამახასიათებელი სიხშირე მცირდება და შესაბამისად იზრდება ტალღის სიგრძე. სუსტი გრავიტაციული ველებისთვის გრავიტაციული წითელ ცვლის მნიშვნელობა უდრის z g = Δφ/с 2, სადაც Δφ არის სხვაობა წყაროსა და მიმღების გრავიტაციულ პოტენციალებს შორის. აქედან გამომდინარეობს, რომ სფერულად სიმეტრიული სხეულებისთვის z g = GM/Rc 2, სადაც M და R არის გამოსხივებული სხეულის მასა და რადიუსი, G არის გრავიტაციული მუდმივი. არამბრუნავი სფერული სხეულების უფრო ზუსტი (რელატივისტური) ფორმულაა:

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

მკვრივი ვარსკვლავების (თეთრი ჯუჯები) სპექტრებში შეიმჩნევა გრავიტაციული წითელი გადანაცვლება; მათთვის z g ≤10 -3 . გრავიტაციული წითელი ცვლა აღმოაჩინეს თეთრი ჯუჯა Sirius B-ის სპექტრში 1925 წელს (W. Adams, აშშ). შავი ხვრელების ირგვლივ აკრეციული დისკების შიდა რეგიონებიდან გამოსხივებას უნდა ჰქონდეს ყველაზე ძლიერი გრავიტაციული წითელ გადანაცვლება.

ნებისმიერი ტიპის წითელ გადაადგილების (დოპლერი, კოსმოლოგიური, გრავიტაციული) მნიშვნელოვანი თვისებაა z-ის დამოკიდებულების არარსებობა ტალღის სიგრძეზე. ეს დასკვნა დადასტურებულია ექსპერიმენტულად: ერთი და იგივე გამოსხივების წყაროსთვის, სპექტრულ ხაზებს ოპტიკური, რადიო და რენტგენის დიაპაზონში აქვთ იგივე წითელი გადანაცვლება.

ლიტ.: Zasov A. V., Postnov K. A. ზოგადი ასტროფიზიკა. ფრიაზინო, 2006 წ.