redshift

isang pagtaas sa mga wavelength ng mga linya sa spectrum ng pinagmulan ng radiation (paglipat ng mga linya patungo sa pulang bahagi ng spectrum) kumpara sa mga linya ng reference spectra. Ang redshift ay nangyayari kapag ang distansya sa pagitan ng radiation source at ang receiver nito (tagamasid) ay tumataas (tingnan ang Doppler effect) o kapag ang source ay nasa isang malakas na gravitational field (gravitational redshift). Sa astronomiya, ang pinakamalaking redshift ay nakikita sa spectra ng malalayong extragalactic na mga bagay (mga galaxy at quasar) at itinuturing bilang resulta ng cosmological expansion ng Universe.

Redshift

pagpapababa ng mga frequency ng electromagnetic radiation, isa sa mga pagpapakita ng epekto ng Doppler. Pangalan "K. kasama." dahil sa ang katunayan na sa nakikitang bahagi ng spectrum, bilang resulta ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang mga linya ay inilipat sa pulang dulo nito; K. s. naobserbahan sa radiation ng anumang iba pang mga frequency, halimbawa, sa hanay ng radyo. Ang kabaligtaran na epekto na nauugnay sa pagtaas ng mga frequency ay tinatawag na blue (o violet) shift. Kadalasan, ang terminong "K. kasama." ay ginagamit upang italaga ang dalawang phenomena—ang cosmological cosmological s. at gravitational K. s.

Cosmological (metagalactic) K. s. tinatawag na pagbaba sa mga frequency ng radiation na naobserbahan para sa lahat ng malalayong pinagmumulan (mga kalawakan, quasar), na nagpapahiwatig ng distansya ng mga pinagmumulan na ito mula sa isa't isa at, sa partikular, mula sa ating Galaxy, ibig sabihin, tungkol sa hindi pagka-stationarity (pagpapalawak) ng Metagalaxy. K. s. para sa mga kalawakan ay natuklasan ng Amerikanong astronomo na si W. Slifer noong 1912-14; noong 1929 natuklasan ni E. Hubble na si K. s. para sa malalayong kalawakan ito ay mas malaki kaysa sa mga kalapit, at tumataas nang humigit-kumulang sa proporsyon sa distansya (K. s. law, o Hubble's law). Ang iba't ibang mga paliwanag para sa naobserbahang paglilipat ng mga parang multo na linya ay iminungkahi. Ganito, halimbawa, ang hypothesis ng pagkabulok ng light quanta sa isang panahon ng milyun-milyon at bilyun-bilyong taon, kung saan ang liwanag mula sa malalayong pinagmumulan ay umaabot sa makalupang nagmamasid; ayon sa hypothesis na ito, bumababa ang enerhiya sa panahon ng pagkabulok, na siyang dahilan din ng pagbabago sa dalas ng radiation. Gayunpaman, ang hypothesis na ito ay hindi sinusuportahan ng mga obserbasyon. Sa partikular, K. s. sa iba't ibang bahagi ng spectrum ng parehong pinagmulan, sa loob ng balangkas ng hypothesis, ay dapat na iba. Samantala, ang lahat ng data ng pagmamasid ay nagpapahiwatig na ang K. s. ay hindi nakasalalay sa dalas, ang kamag-anak na pagbabago sa dalas z = (n0≈ n)/n0 ay eksaktong pareho para sa lahat ng mga frequency ng radiation hindi lamang sa optical, kundi pati na rin sa hanay ng radyo ng isang ibinigay na pinagmulan (n0 ≈ ang dalas ng isang tiyak na linya sa source spectrum, n ≈ ang dalas ng parehong linya, na nakarehistro ng receiver; n

Sa teorya ng relativity, Doppler K. s. ay itinuturing bilang isang resulta ng pagbagal ng daloy ng oras sa isang gumagalaw na frame ng sanggunian (ang epekto ng espesyal na teorya ng relativity). Kung ang bilis ng source system na nauugnay sa receiver system ay u (sa kaso ng metagalactic spacecraft, u ≈ ito ang radial velocity), kung gayon

═(c ≈ ang bilis ng liwanag sa vacuum) at ayon sa naobserbahang K. s. madaling matukoy ang radial velocity ng source: . Ito ay sumusunod mula sa equation na ito na sa z ╝ ¥ ang bilis v ay lumalapit sa bilis ng liwanag, palaging nananatiling mas mababa kaysa dito (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.

Hanggang 50s. ika-20 siglo ang mga extragalactic na distansya (pagsukat kung saan, siyempre, ay nauugnay sa malalaking paghihirap) ay lubos na minamaliit, na may kaugnayan kung saan ang halaga ng H natukoy mula sa mga distansyang ito ay naging labis na labis na tinantiya. Noong unang bahagi ng 70s. ika-20 siglo para sa Hubble constant, tinatanggap ang halaga H = 53 ╠ 5 (km/sec)/Mgps, ang katumbas na halaga ay T = 1/H = 18 bilyong taon.

Ang pagkuha ng larawan ng spectra ng mahihina (malayong) pinagmumulan para sa pagsukat ng mga cosmic ray, kahit na gumagamit ng pinakamalalaking instrumento at sensitibong photographic plate, ay nangangailangan ng kanais-nais na mga kondisyon sa pagmamasid at mahabang exposure. Para sa mga galaxy, ang mga displacement z » 0.2 ay sinusukat nang may kumpiyansa, na tumutugma sa isang bilis u » 60,000 km/sec at isang distansya na higit sa 1 bilyong ps. Sa ganoong bilis at distansya, naaangkop ang batas ng Hubble sa pinakasimpleng anyo nito (ang error ay humigit-kumulang 10%, ibig sabihin, kapareho ng error sa pagtukoy ng H). Ang mga quasar ay, sa karaniwan, isang daang beses na mas maliwanag kaysa sa mga kalawakan at, samakatuwid, ay maaaring obserbahan sa mga distansya ng sampung beses na mas malaki (kung ang espasyo ay Euclidean). Para sa mga quasar, talagang nakarehistro ang z » 2 at higit pa. Sa mga displacement z = 2, ang bilis ay u » 0.8×s = 240,000 km/s. Sa ganitong mga bilis, ang mga partikular na cosmological effect ay naglaro na ≈ non-stationarity at curvature ng space ≈ time; sa partikular, ang konsepto ng isang hindi malabo na distansya ay nagiging hindi naaangkop (isa sa mga distansya ≈ ang distansya kasama ang K. s. ≈ dito, malinaw naman, ay r = ulH = 4.5 bilyon ps). K. s. nagpapatotoo sa paglawak ng buong bahagi ng uniberso na naa-access sa mga obserbasyon; ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay karaniwang tinutukoy bilang ang pagpapalawak ng (astronomical) uniberso.

Gravitational K. na may. ay bunga ng pagbagal ng takbo ng oras at dahil sa gravitational field (ang epekto ng pangkalahatang teorya ng relativity). Ang phenomenon na ito (tinatawag ding Einstein effect, ang generalized Doppler effect) ay hinulaan ni A. Einstein noong 1911, at naobserbahan simula noong 1919, una sa radiation ng Araw at pagkatapos ay sa ilang iba pang bituin. Gravitational K. na may. kaugalian na tukuyin ang conditional velocity u, na pormal na kinakalkula gamit ang parehong mga formula tulad ng sa mga kaso ng cosmological cosmological s. Mga halaga ng kondisyong bilis: para sa Sun u = 0.6 km/sec, para sa siksik na bituin na Sirius B u = 20 km/sec. Noong 1959, sa unang pagkakataon, posibleng sukatin ang puwersa ng gravitational dahil sa gravitational field ng Earth, na napakaliit: u = 7.5 × 10-5 cm/sec (tingnan ang Mössbauer effect). Sa ilang mga kaso (halimbawa, sa panahon ng gravitational collapse), dapat na obserbahan ang magkakasamang buhay. parehong uri (sa anyo ng isang kabuuang epekto).

Lit.: L. D. Landau, E. M. Lifshits, Field Theory, 4th ed., M., 1962, ╖ 89, 107; Mga pundasyon ng pagmamasid ng kosmolohiya, trans. mula sa English, M., 1965.

G. I. Naan.

Wikipedia

Redshift

Redshift- paglilipat ng mga parang multo na linya ng mga elemento ng kemikal sa pulang bahagi. Ang phenomenon na ito ay maaaring isang pagpapahayag ng Doppler effect o gravitational redshift, o kumbinasyon ng dalawa. Ang paglipat ng mga parang multo na linya sa gilid na kulay-lila ay tinatawag na asul na paglilipat. Sa unang pagkakataon, ang paglilipat ng mga parang multo na linya sa spectra ng mga bituin ay inilarawan ng Pranses na pisisista na si Ippolite Fizeau noong 1848, at iminungkahi niya ang Doppler effect na dulot ng radial velocity ng bituin upang ipaliwanag ang paglilipat.

Karamihan sa mga quasar ay nagniningning nang matindi mga radio wave. Nang matukoy ng mga astronomo ang mga posisyon ng mga pinagmumulan ng radyo na ito sa mga nakikitang liwanag na litrato, natuklasan nila ang mga bagay na parang bituin.

Upang maitatag ang likas na katangian ng mga kakaibang celestial na katawan, nakuhanan ng larawan ang kanilang spectrum. At nakakita kami ng isang bagay na ganap na hindi inaasahan! Ang "mga bituin" na ito ay may spectrum na lubhang naiiba sa lahat ng iba pang bituin. Ang spectra ay ganap na hindi pamilyar. Sa karamihan ng mga quasar, hindi lamang sila naglalaman ng mga kilalang at katangian na mga linya ng hydrogen para sa mga ordinaryong bituin, ngunit sa unang sulyap imposibleng makita sa kanila ang isang linya kahit na ng anumang iba pang elemento ng kemikal. Nalaman ng isang batang Dutch astrophysicist na si M. Schmidt, na nagtrabaho sa USA, na ang mga linya sa spectra ng mga kakaibang pinagmumulan ay hindi nakikilala lamang dahil malakas silang lumipat sa pulang rehiyon ng spectrum, ngunit sa katunayan ito ay mga linya ng well- kilalang mga elemento ng kemikal (pangunahin ang hydrogen).

Ang dahilan para sa paglilipat ng mga parang multo na linya ng mga quasar ay ang paksa ng mahusay na mga talakayang pang-agham, bilang isang resulta kung saan ang karamihan sa mga astrophysicist ay dumating sa konklusyon na ang redshift ng mga parang multo na linya ay nauugnay sa pangkalahatang pagpapalawak ng Metagalaxy.

Sa spectrum ng mga bagay na 3C273 at 3C48, ang redshift ay umabot sa isang hindi pa nagagawang halaga. Ang paglilipat ng mga linya patungo sa pulang dulo ng spectrum ay maaaring isang senyales ng paglayo ng pinagmulan mula sa nagmamasid. Kung mas mabilis na lumayo ang pinagmumulan ng liwanag, mas malaki ang redshift sa spectrum nito.

Ito ay katangian na sa spectrum ng halos lahat ng mga kalawakan (at ang panuntunang ito ay walang mga eksepsiyon para sa malalayong mga kalawakan), ang mga linya sa spectrum ay palaging inililipat patungo sa pulang dulo nito. Sa halos pagsasalita, ang redshift ay proporsyonal sa distansya sa kalawakan. Ito ang eksaktong ipinahayag ANG BATAS NG RED SHIFT, na ngayon ay ipinaliwanag bilang resulta ng mabilis na paglawak ng buong naobserbahang koleksyon ng mga kalawakan.

Bilis ng pagtanggal

Ang pinakamalayong galaxy na kilala sa ngayon ay may napakataas na redshift. Ang katumbas na bilis ng pag-alis ay sinusukat sa sampu-sampung libong kilometro bawat segundo. Ngunit ang redshift ng 3S48 object ay nalampasan ang lahat ng mga rekord. Ito ay lumabas na ito ay dinala mula sa Earth sa bilis na halos kalahati lamang ng bilis ng liwanag! Kung ipagpalagay natin na ang bagay na ito ay sumusunod sa pangkalahatang redshift na batas, madaling kalkulahin na ang distansya mula sa Earth hanggang sa 3C48 na bagay ay 3.78 bilyong light years! Halimbawa, sa 8 1/3 minuto isang sinag ng liwanag ang makakarating sa Araw, sa loob ng 4 na taon - sa pinakamalapit na bituin. At dito halos 4 bilyong taon ng tuluy-tuloy na napakabilis na paglipad ay isang panahon na maihahambing sa haba ng buhay ng ating planeta.

Para sa object 3C196, ang distansya, na natagpuan din mula sa redshift, ay naging 12 bilyong light years, i.e. nakuha namin ang isang sinag ng liwanag na ipinadala sa amin kahit na ang Earth o ang Araw ay hindi umiiral! Ang Object 3S196 ay napakabilis - ang bilis ng pag-alis nito sa linya ng paningin ay umabot sa 200 libong kilometro bawat segundo.

Edad ng mga quasar

Ayon sa modernong mga pagtatantya, ang edad ng mga quasar ay sinusukat sa bilyun-bilyong taon. Sa panahong ito, ang bawat quasar ay nagpapalabas ng napakalaking enerhiya. Hindi namin alam ang mga proseso na maaaring magdulot ng naturang pagpapalabas ng enerhiya. Kung ipagpalagay natin na mayroon tayong isang superstar sa harap natin, kung saan ang hydrogen ay "nasusunog", kung gayon ang masa nito ay dapat na isang bilyong beses na mas malaki kaysa sa masa ng Araw. Samantala, pinatutunayan ng modernong teoretikal na astrophysics na may mass na higit sa 100 beses na mas malaki kaysa sa araw, ang bituin ay hindi maiiwasang mawalan ng katatagan at masira sa isang bilang ng mga fragment.

Sa mga kasalukuyang kilalang quasar, ang kabuuang bilang nito ay higit sa 10,000, ang pinakamalapit ay 260,000,000 light years ang layo, ang pinakamalayo ay 15 bilyong light years. Ang mga Quasar ay marahil ang pinakamatanda sa mga bagay na ating naobserbahan, dahil mula sa layo na bilyun-bilyong light years, ang mga ordinaryong galaxy ay hindi nakikita sa anumang teleskopyo. Gayunpaman, ang "buhay na nakaraan" na ito ay ganap na hindi maintindihan sa atin. Ang likas na katangian ng mga quasar ay hindi pa ganap na naipaliwanag.

rev. mula 12/11/2013 - ()

Ang teorya ng big bang at ang pagpapalawak ng uniberso ay isang katotohanan para sa modernong kaisipang siyentipiko, ngunit kung haharapin mo ang katotohanan, hindi ito naging isang tunay na teorya. Ang hypothesis na ito ay ipinanganak noong, noong 1913, ang American astronomer na si Vesto Melvin Slipher ay nagsimulang pag-aralan ang spectra ng liwanag na nagmumula sa isang dosenang kilalang nebulae at napagpasyahan na sila ay lumalayo sa Earth sa bilis na umaabot sa milyun-milyong milya kada oras. Ang mga katulad na ideya ay ibinahagi noong panahong iyon ng astronomer na si de Sitter. Sa isang pagkakataon, ang siyentipikong ulat ni de Sitter ay pumukaw ng interes sa mga astronomo sa buong mundo.

Kabilang sa mga siyentipikong ito ay si Edwin Powell Hubble (Edwin Habble). Dumalo rin siya sa isang kumperensya ng American Astronomical Society noong 1914, nang iulat ni Slifer ang kanyang mga natuklasan na may kaugnayan sa paggalaw ng mga kalawakan. Dahil sa inspirasyon ng ideyang ito, nagsimulang magtrabaho si Hubble noong 1928 sa sikat na Mt. Wilson Observatory sa pagtatangkang pagsamahin ang teorya ni de Sitter ng lumalawak na uniberso sa mga obserbasyon ni Sdyfer sa mga umuurong na kalawakan.

Humigit-kumulang na nangangatuwiran si Hubble tulad ng sumusunod. Sa isang lumalawak na uniberso, dapat nating asahan na ang mga galaxy ay lalayo sa isa't isa, na may mas malalayong galaxy na mas mabilis na lumalayo sa isa't isa. Nangangahulugan ito na mula sa anumang punto, kabilang ang Earth, dapat makita ng isang tagamasid na ang lahat ng iba pang mga kalawakan ay lumalayo sa kanya, at, sa karaniwan, ang mas malalayong mga kalawakan ay lumalayo nang mas mabilis.

Naniniwala si Hubble na kung ito ay totoo at aktwal na nagaganap, dapat mayroong proporsyonal na relasyon sa pagitan ng distansya sa kalawakan at ang antas ng redshift sa spectrum ng liwanag na nagmumula sa mga kalawakan patungo sa atin sa Earth. Napansin niya na sa spectra ng karamihan sa mga kalawakan ang redshift na ito ay talagang nagaganap, at ang mga galaxy na matatagpuan sa mas malalayong distansya mula sa amin ay may mas malaking redshift.

Sa isang pagkakataon, napansin ni Slifer na sa spectra ng mga galaxy na kanyang pinag-aralan, ang mga spectral na linya ng liwanag ng ilang mga planeta ay inilipat patungo sa pulang dulo ng spectrum. Ang kakaibang phenomenon na ito ay tinatawag na "redshift". Matapang na iniugnay ni Slifer ang redshift sa Doppler effect, na kilalang-kilala noong panahong iyon. Batay sa pagtaas ng "redshift", maaari nating tapusin na ang mga kalawakan ay lumalayo sa atin. Ito ang unang malaking hakbang patungo sa ideya na ang buong uniberso ay lumalawak. Kung ang mga linya sa spectrum ay lumipat patungo sa asul na dulo ng spectrum, nangangahulugan ito na ang mga kalawakan ay lumilipat patungo sa nagmamasid, iyon ay, na ang Uniberso ay lumiliit.

Bumangon ang tanong, paano malalaman ni Hubble kung gaano kalayo ang bawat galaxy na pinag-aralan niya sa atin, hindi niya sinukat ang distansya sa kanila gamit ang tape measure? Pero ito ay sa mga datos sa kalayuan ng mga kalawakan na ibinase niya ang kanyang mga obserbasyon at konklusyon. Ito ay talagang isang napakahirap na tanong para sa Hubble, at ito ay nananatiling mahirap para sa mga modernong astronomo. Kung tutuusin, walang panukat na nakakaabot sa mga bituin.

Samakatuwid, sa kanyang mga sukat, sumunod siya sa sumusunod na lohika: para sa isang panimula, maaaring tantiyahin ng isa ang mga distansya sa pinakamalapit na mga bituin gamit ang iba't ibang pamamaraan; pagkatapos, hakbang-hakbang, maaari kang bumuo ng isang "cosmic distance ladder", na magbibigay-daan sa iyong tantiyahin ang mga distansya sa ilang mga kalawakan.

Hubble, gamit ang kanyang paraan ng pagtatantya ng mga distansya, nakuha ang isang proporsyonal na relasyon sa pagitan ng redshift at ang distansya sa kalawakan. Ngayon ang relasyong ito ay kilala bilang batas ni Hubble.

Naniniwala siya na ang pinakamalayong mga kalawakan ay may pinakamataas na halaga ng redshift at samakatuwid ay lumayo sa atin nang mas mabilis kaysa sa iba pang mga kalawakan. Siya kinuha ito bilang sapat na patunay na ang uniberso ay lumalawak.

Sa paglipas ng panahon, ang ideyang ito ay naging matatag na itinatag na ang mga astronomo ay nagsimulang ilapat ito sa eksaktong kabaligtaran na paraan: kung ang distansya ay proporsyonal sa redshift, kung gayon ang sinusukat na redshift ay maaaring gamitin upang kalkulahin ang distansya sa mga kalawakan. Ngunit, tulad ng nabanggit na natin, Tinukoy ng Hubble ang mga distansya sa mga kalawakan hindi sa pamamagitan ng direktang pagsukat. Ang mga ito ay nakuha nang hindi direkta, batay sa mga sukat ng maliwanag na ningning ng mga kalawakan. Sumang-ayon, ang kanyang pag-aakala ng isang proporsyonal na relasyon sa pagitan ng distansya sa kalawakan at ang redshift ay hindi ma-verify.

Kaya, ang lumalawak na modelo ng uniberso ay may potensyal na may dalawang kapintasan:

- Una sa lahat, ang liwanag ng celestial na bagay ay maaaring depende sa maraming mga kadahilanan, hindi lamang sa kanilang distansya. Ibig sabihin, maaaring hindi wasto ang mga distansyang kinakalkula mula sa maliwanag na liwanag ng mga galaxy.

- Pangalawa, medyo posible na ang redshift ay walang kinalaman sa bilis ng paggalaw ng mga kalawakan.

Ipinagpatuloy ni Hubble ang kanyang pananaliksik at nakarating sa isang partikular na modelo ng lumalawak na uniberso, na nagresulta sa batas ng Hubble.

Upang ipaliwanag ito, una nating naaalala na, ayon sa modelo ng big bang, mas malayo ang kalawakan mula sa sentro ng pagsabog, mas mabilis itong gumagalaw. Ayon sa batas ng Hubble, ang bilis ng pag-urong ng mga kalawakan ay dapat na katumbas ng distansya sa epicenter ng pagsabog na na-multiply sa isang numerong tinatawag na Hubble constant. Gamit ang batas na ito, kinakalkula ng mga astronomo ang distansya sa mga kalawakan batay sa laki ng redshift, ang pinagmulan nito ay hindi lubos na nauunawaan ng sinuman,

Sa pangkalahatan, nagpasya silang sukatin ang Uniberso nang napakasimple; Hanapin ang redshift at hatiin sa Hubble constant at makukuha mo ang distansya sa anumang kalawakan. Sa parehong paraan, ginagamit ng mga modernong astronomo ang Hubble constant upang kalkulahin ang laki ng uniberso. Ang kapalit ng Hubble constant ay may kahulugan ng katangiang oras ng pagpapalawak ng Uniberso sa kasalukuyang sandali. Dito lumalago ang mga paa ng panahon ng pagkakaroon ng Uniberso.

Batay dito, ang Hubble constant ay isang napakahalagang numero para sa modernong agham. Halimbawa, kung doblehin mo ang pare-pareho, doble mo rin ang tinantyang laki ng uniberso. Ngunit ang katotohanan ay sa iba't ibang taon ang iba't ibang mga siyentipiko ay nagpapatakbo na may iba't ibang mga halaga ng Hubble constant.

Ang Hubble constant ay ipinahayag sa kilometro bawat segundo bawat megaparsec (isang yunit ng mga cosmic na distansya na katumbas ng 3.3 milyong light years).

Halimbawa, noong 1929 ang halaga ng Hubble constant ay 500. Noong 1931 ito ay 550. Noong 1936 ito ay 520 o 526. Noong 1950 ito ay 260, i.e. bumaba nang malaki. Noong 1956, mas lalo itong bumaba, sa 176 o 180. Noong 1958, bumaba pa ito sa 75, at noong 1968 ay tumalon ito hanggang 98. Noong 1972, ang halaga nito ay mula 50 hanggang 130. Ngayon, ang Hubble constant ay karaniwang itinuturing na 55. Ang lahat ng mga pagbabagong ito ay humantong sa isang astronomo na nakakatawang sabihin na ang Hubble constant ay mas tatawaging Hubble variable, na siyang kasalukuyang convention. Sa madaling salita, pinaniniwalaan na ang Hubble constant ay nagbabago sa paglipas ng panahon, ngunit ang terminong "constant" ay nabibigyang katwiran sa pamamagitan ng katotohanan na sa anumang naibigay na sandali sa oras sa lahat ng mga punto sa uniberso, ang Hubble constant ay pareho.

Siyempre, ang lahat ng mga pagbabagong ito sa mga dekada ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga siyentipiko ay napabuti ang kanilang mga pamamaraan at pinahusay ang kalidad ng mga kalkulasyon.

Ngunit ang tanong ay lumitaw: Anong mga kalkulasyon? Muli naming ulitin na walang sinuman ang talagang makakapagsuri sa mga kalkulasyong ito, dahil ang isang tape measure (kahit isang laser) na maaaring umabot sa kalapit na kalawakan ay hindi pa naimbento.

Bukod dito, kahit na sa ratio ng mga distansya sa pagitan ng mga kalawakan, ang mga matinong tao ay hindi naiintindihan ang lahat. Kung ang uniberso ay lumalawak, ayon sa batas ng proporsyonalidad, nang pantay-pantay, bakit maraming mga siyentipiko ang nakakakuha ng iba't ibang halaga ng mga dami, batay sa parehong mga proporsyon ng mga rate ng pagpapalawak na ito? Lumalabas na ang mga proporsyon ng pagpapalawak na ito ay hindi rin umiiral.

Napagmasdan ng natutunang astronomer na si Viger na, kapag nagsusukat ang mga astronomo sa iba't ibang direksyon, nakakakuha sila ng iba't ibang mga rate ng pagpapalawak. Pagkatapos ay ibinaling niya ang kanyang atensyon sa isang bagay na hindi kilala: natuklasan niya iyon ang kalangitan ay maaaring hatiin sa dalawang hanay ng mga direksyon. Ang una ay isang hanay ng mga direksyon kung saan maraming mga kalawakan ang nakahiga sa harap ng mas malalayong mga kalawakan. Ang pangalawa ay isang hanay ng mga direksyon kung saan ang malalayong galaxy ay walang mga foreground na galaxy. Tawagin natin ang unang pangkat ng mga direksyon sa espasyo na "lugar A", ang pangalawang pangkat - "lugar B".

Isang kamangha-manghang bagay ang natuklasan ni Viger. Kung sa ating pag-aaral ay ikukulong natin ang ating sarili sa malalayong mga kalawakan sa rehiyon A at batay lamang sa mga pag-aaral na ito ay kinakalkula natin ang pare-parehong Hubble, pagkatapos ay isang halaga ng pare-pareho ang makukuha. Kung magsasaliksik ka sa lugar B, makakakuha ka ng ganap na naiibang halaga ng pare-pareho.

Lumalabas na ang rate ng pagpapalawak ng kalawakan, ayon sa mga pag-aaral na ito, ay nag-iiba depende sa kung paano at sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang sinusukat natin ang mga tagapagpahiwatig na nagmumula sa malalayong mga kalawakan. Kung susukatin natin ang mga ito kung saan may mga foreground galaxies, pagkatapos ay magkakaroon ng isang resulta, kung walang foreground, kung gayon ang resulta ay iba.

Kung talagang lumalawak ang uniberso, ano ang maaaring maging sanhi ng pag-impluwensya ng mga foreground galaxy sa bilis ng iba pang mga kalawakan sa ganoong paraan? Napakalayo ng mga kalawakan kaya't hindi sila maaaring pumutok sa isa't isa tulad ng hinihipan natin sa isang lobo. Samakatuwid, lohikal na ipagpalagay na ang problema ay nasa mga misteryo ng redshift.

Ito mismo ang pinagtatalunan ni Viger. Iminungkahi niya na ang sinusukat na redshift ng malalayong galaxy, kung saan nakabatay ang lahat ng agham, ay hindi nauugnay sa pagpapalawak ng Uniberso. Sa halip, ang mga ito ay sanhi ng isang ganap na naiibang epekto. Iminungkahi niya na ang hindi kilalang epektong ito ay nauugnay sa tinatawag na mekanismo ng pagtanda ng liwanag na papalapit sa atin mula sa malayo.

Ayon kay Wiger, ang spectrum ng liwanag na naglakbay sa isang malaking espasyo ay nakakaranas ng isang malakas na redshift lamang dahil ang liwanag ay naglalakbay nang napakalayo. Pinatunayan ni Wiger na nangyayari ito alinsunod sa mga pisikal na batas at nakakagulat na katulad ng maraming iba pang natural na phenomena. Sa likas na katangian, palagi, kung may gumagalaw, palaging may ibang bagay na pumipigil sa paggalaw na ito. Ang ganitong mga puwersang humahadlang ay umiiral din sa kalawakan. Naniniwala si Viger na habang naglalakbay ang liwanag sa malalayong distansya sa pagitan ng mga kalawakan, nagsisimulang magpakita ang redshift effect. Iniugnay niya ang epektong ito sa hypothesis ng pagtanda (pagbabawas ng lakas) ng liwanag.

Lumalabas na ang liwanag ay nawawalan ng enerhiya, tumatawid sa espasyo, kung saan mayroong ilang mga puwersa na nakakasagabal sa paggalaw nito. At habang lumalaki ang liwanag, mas nagiging pula ito. Samakatuwid, ang redshift ay proporsyonal sa distansya, hindi ang bilis ng bagay. Kaya't habang mas malayo ang paglalakbay ng liwanag, mas tumatanda ito. Napagtatanto ito, inilarawan ni Wiger ang Uniberso bilang isang hindi lumalawak na istraktura. Napagtanto niya na ang lahat ng mga kalawakan ay higit pa o hindi gaanong nakatigil. At ang redshift ay hindi nauugnay sa Doppler effect, at samakatuwid ang mga distansya sa sinusukat na bagay at ang bilis nito ay hindi nauugnay. Naniniwala si Viger na ang redshift ay tinutukoy ng isang intrinsic na katangian ng liwanag mismo; kaya, siya argues na ang liwanag, pagkatapos ng paglalakbay sa isang tiyak na distansya, ay nagiging mas matanda. Hindi ito nagpapatunay sa anumang paraan na ang kalawakan kung saan sinusukat ang distansya ay lumalayo sa atin.

Karamihan sa mga modernong astronomo (ngunit hindi lahat) ay tinatanggihan ang ideya ng light aging. Ayon kay Joseph Silk ng University of California sa Berkley, "Ang aging light cosmology ay hindi kasiya-siya dahil ito ay nagpapakilala ng isang bagong batas ng pisika."

Ngunit ang teorya ng light aging na ipinakita ni Wiger ay hindi nangangailangan ng mga radikal na karagdagan sa mga umiiral na pisikal na batas. Iminungkahi niya na sa intergalactic space mayroong isang tiyak na uri ng mga particle na, nakikipag-ugnayan sa liwanag, ay nag-aalis ng bahagi ng enerhiya ng liwanag. Ang karamihan sa mga malalaking bagay ay naglalaman ng higit sa mga particle na ito kaysa sa iba.

Gamit ang ideyang ito, ipinaliwanag ni Wiger ang iba't ibang mga redshift para sa mga rehiyon A at B tulad ng sumusunod: ang liwanag na dumadaan sa mga foreground na galaxy ay nakakatagpo ng higit pa sa mga particle na ito at samakatuwid ay nawawalan ng mas maraming enerhiya kaysa sa liwanag na hindi dumadaan sa rehiyon ng mga foreground na galaxy. Kaya, ang spectrum ng mga light crossing obstacle (mga rehiyon ng foreground galaxies) ay makakaranas ng mas malaking redshift, at ito ay humahantong sa iba't ibang mga halaga para sa Hubble constant. Tinukoy din ni Wiger ang karagdagang ebidensya para sa kanyang mga teorya, na nakuha mula sa mga eksperimento sa mga bagay na may mabagal na redshift.

Halimbawa, kung susukatin mo ang spectrum ng liwanag na nagmumula sa isang bituin na matatagpuan malapit sa disk ng ating Araw, kung gayon ang halaga ng redshift dito ay mas malaki kaysa sa kaso ng isang bituin na matatagpuan sa malayong rehiyon ng kalangitan. Ang mga naturang sukat ay maaari lamang gawin sa panahon ng kabuuang solar eclipse, kapag ang mga bituin na malapit sa solar disk ay makikita sa dilim.

Sa madaling sabi, ipinaliwanag ni Wiger ang mga redshift sa mga tuntunin ng isang hindi lumalawak na uniberso kung saan ang pag-uugali ng liwanag ay naiiba sa ideya na tinatanggap ng karamihan sa mga siyentipiko. Naniniwala si Wiger na ang kanyang modelo ng uniberso ay nagbibigay ng mas tumpak, makatotohanang astronomical na data kaysa sa ibinigay ng karaniwang modelo ng lumalawak na uniberso. Hindi maipaliwanag ng lumang modelong ito ang malaking pagkakaiba sa mga halagang nakuha kapag kinakalkula ang Hubble constant. Ayon kay Viger, ang mabagal na redshift ay maaaring isang pandaigdigang tampok ng Uniberso. Ang uniberso ay maaaring napakahusay na static, at samakatuwid ang pangangailangan para sa big bang theory ay nawawala na lang.

At lahat ay magiging maayos: sasabihin namin ang salamat kay Wiger, pinagalitan si Hubble, ngunit lumitaw ang isang bagong problema, na dati ay hindi kilala. Ang problema ay quasars. Isa sa mga pinaka-kapansin-pansing katangian ng mga quasar ay ang kanilang mga redshift ay hindi kapani-paniwalang mataas kumpara sa iba pang mga astronomical na bagay. Habang ang redshift na sinusukat para sa isang normal na galaxy ay humigit-kumulang 0.67, ang ilan sa mga redshift ng quasar ay malapit sa 4.00. Sa kasalukuyan, natagpuan din ang mga kalawakan na ang redshift coefficient ay higit sa 1.00.

Kung tatanggapin natin, tulad ng ginagawa ng karamihan sa mga astronomo, na ang mga ito ay ordinaryong redshift, kung gayon ang mga quasar ay dapat na ang pinakamalayong bagay na natuklasan sa uniberso at nagpapalabas ng isang milyong beses na mas maraming enerhiya kaysa sa isang higanteng spherical galaxy, na wala ring pag-asa.

Kung kukunin natin ang batas ng Hubble, kung gayon ang mga kalawakan (na may redshift na higit sa 1.00) ay dapat lumayo sa atin sa bilis na lampas sa bilis ng liwanag, at mga quasar sa bilis na katumbas ng 4 na beses ng bilis ng liwanag.

Kailangan na pala ngayon na pagalitan si Albert Einstein? O ang mga paunang kondisyon ng problema ay hindi pa rin tama at ang redshift ay ang matematikal na katumbas ng mga proseso kung saan wala tayong ideya? Hindi mali ang matematika, ngunit hindi ito nagbibigay ng aktwal na pag-unawa sa mga prosesong nagaganap. Halimbawa, matagal nang napatunayan ng mga mathematician ang pagkakaroon ng mga karagdagang sukat ng espasyo, habang ang modernong agham ay hindi mahanap ang mga ito sa anumang paraan.

Kaya, ang parehong mga alternatibong magagamit sa loob ng maginoo astronomical theory ay tumatakbo sa malubhang kahirapan. Kung ang redshift ay kinuha bilang isang normal na Doppler effect, dahil sa spatial absorption, ang mga ipinahiwatig na distansya ay napakalaki na ang iba pang mga katangian ng quasar, lalo na ang paglabas ng enerhiya, ay hindi maipaliwanag. Sa kabilang banda, kung ang redshift ay hindi nauugnay, o hindi ganap na nauugnay sa bilis ng paggalaw, wala kaming maaasahang hypothesis tungkol sa mekanismo kung saan ito ginawa.

Mahirap makuha ang nakakakumbinsi na ebidensya batay sa problemang ito. Ang mga argumento sa isang panig, o mga tanong sa kabilang panig, ay pangunahing nakabatay sa maliwanag na kaugnayan sa pagitan ng mga quasar at iba pang mga bagay. Ang mga maliwanag na asosasyon na may ganitong mga redshift ay iniaalok bilang ebidensya sa pagsuporta sa isang simpleng Doppler shift, o bilang "kosmolohikal" na hypotheses. Nagtatalo ang mga kalaban na ang mga asosasyon sa pagitan ng mga bagay na ang mga redshift ay naiiba ay nagpapahiwatig na ang dalawang magkaibang proseso ay gumagana. Bawat grupo ay tinutuligsa ang mga asosasyon ng mga kalaban bilang peke.

Sa anumang kaso, para sa sitwasyong ito, dapat tayong sumang-ayon na ang pangalawang bahagi (bilis) ng redshift ay kinilala bilang isa pang pagbabago sa Doppler na ginawa sa parehong paraan tulad ng normal na redshift ng pagsipsip, at dapat idagdag sa normalshift upang maibigay ang mathematical representasyon sa mga patuloy na proseso.

At ang aktwal na pag-unawa sa mga patuloy na proseso ay matatagpuan sa mga gawa ni Dewey Larson, halimbawa, sa siping ito.

Mga redshift ng quasars

Bagama't ang ilan sa mga bagay na kilala na ngayon bilang mga quasar ay kinikilala na bilang kabilang sa isang bago at hiwalay na klase ng mga phenomena dahil sa kanilang espesyal na spectra, ang aktwal na pagtuklas ng mga quasar ay maaaring masubaybayan noong 1963, nang makilala ni Martin Schmidt ang spectrum ng pinagmulan ng radyo. 3C 273 bilang inilipat ng 16% patungo sa pula. . Karamihan sa iba pang pagtukoy sa mga katangian na orihinal na iniuugnay sa mga quasar ay kailangang matukoy kapag mas maraming data ang naipon. Halimbawa, tinukoy ng isang maagang paglalarawan ang mga ito bilang "mga bagay na mala-bituin na tumutugma sa mga mapagkukunan ng radyo." Ngunit ang mga modernong obserbasyon ay nagpapakita na sa karamihan ng mga kaso ang mga quasar ay may mga kumplikadong istruktura na tiyak na hindi tulad ng mga bituin, at mayroong isang malaking klase ng mga quasar kung saan ang paglabas ng radyo ay hindi nakita. Ang mataas na redshift ay patuloy na isang tanda ng isang quasar, at ang natatanging katangian nito ay itinuturing na isang naobserbahang hanay ng mga magnitude na lumalawak pataas. Ang pangalawang redshift na sinusukat para sa 3C 48 ay 0.369, na mas mataas sa pangunahing sukat na 0.158. Sa unang bahagi ng 1967, nang 100 redshift ang magagamit, ang pinakamataas na halaga ay 2.223, at sa oras ng paglalathala ay tumaas ito sa 3.78.

Ang pagpapalawak ng hanay ng redshift sa itaas ng 1.00 ay nagdulot ng mga katanungan ng interpretasyon. Batay sa nakaraang pag-unawa sa pinagmulan ng Doppler shift, ang isang recession redshift sa itaas 1.00 ay magsasaad na ang relatibong bilis ay mas malaki kaysa sa bilis ng liwanag. Ang pangkalahatang pagtanggap sa pananaw ni Einstein na ang bilis ng liwanag ay ang ganap na limitasyon na ginawa ang gayong interpretasyon na hindi katanggap-tanggap sa mga astronomo, at ang matematika ng relativity ay ginamit upang malutas ang problema. Ang aming pagsusuri sa Volume I ay nagpapakita na ito ay isang maling paggamit ng mga mathematical na relasyon sa mga sitwasyon kung saan ang mga relasyon na ito ay maaaring gamitin. Mayroong mga kontradiksyon sa pagitan ng mga halaga na nakuha bilang isang resulta ng pagmamasid at nakuha sa pamamagitan ng hindi direktang paraan. Halimbawa, sa pamamagitan ng pagsukat ng bilis sa pamamagitan ng paghahati ng coordinate distance sa oras-oras na oras. Sa ganitong mga halimbawa, ang matematika ng relativity (mga equation ni Lorentz) ay inilapat sa mga di-tuwirang pagsukat upang mapagkasunduan ang mga ito sa mga direktang sukat na kinuha bilang tama. Ang mga Doppler shift ay direktang pagsukat ng mga bilis na hindi nangangailangan ng pagwawasto. Ang redshift na 2.00 ay nagpapahiwatig ng isang kamag-anak na palabas na paggalaw na may scalar value na dalawang beses sa bilis ng liwanag.

Bagama't ang problema ng mataas na redshift ay naiiwasan sa tradisyonal na astronomical na pag-iisip sa pamamagitan ng isang trick ng matematika ng relativity, ang kasamang problema sa distansya-enerhiya ay napatunayang mas mahirap lutasin at nilabanan ang lahat ng mga pagtatangka sa paglutas o subterfuge.

Kung ang mga quasar ay nasa mga distansya na ipinahiwatig ng kosmolohiya, iyon ay, sa mga distansya na tumutugma sa mga redshift, ayon sa katotohanan na ang mga ito ay ordinaryong recession redshifts, kung gayon ang dami ng enerhiya na kanilang inilalabas ay mas malaki kaysa maipaliwanag ng kilalang proseso ng pagbuo ng enerhiya. o kahit na sa pamamagitan ng anumang makatwirang proseso ng haka-haka. Sa kabilang banda, kung ang mga enerhiya ay nabawasan sa mga kapani-paniwalang antas sa pamamagitan ng pag-aakala na ang mga quasar ay mas malapit, kung gayon ang conventional science ay walang paliwanag para sa malalaking redshifts.

Malinaw na may kailangang gawin. Ang isa o ang iba pang naglilimita sa pagpapalagay ay dapat na iwanan. Alinman sa may mga dati nang hindi natuklasang proseso na gumagawa ng mas maraming enerhiya kaysa sa mga alam nang proseso, o may mga hindi kilalang salik na nagtutulak sa mga redshift ng quasar na lampas sa karaniwang mga halaga ng recession. Para sa ilang kadahilanan, ang pagiging makatwiran na mahirap maunawaan, karamihan sa mga astronomo ay naniniwala na ang alternatibo sa redshift ay ang tanging bagay na nangangailangan ng pagbabago o pagpapalawak sa umiiral na pisikal na teorya. Ang argumento na kadalasang inihaharap laban sa mga pagtutol ng mga sumasandal sa isang di-kosmolohikal na paliwanag ng mga redshift ay ang hypothesis na kinakailangan upang masukat sa isang pisikal na teorya ay dapat lamang tanggapin bilang isang huling paraan. Narito ang hindi nakikita ng mga indibidwal na ito: ang huling paraan na lang ang natitira. Kung ibubukod natin ang pagbabago ng umiiral na teorya upang ipaliwanag ang mga redshift, dapat baguhin ang umiiral na teorya upang ipaliwanag ang magnitude ng pagbuo ng enerhiya.

Bukod dito, ang alternatibong enerhiya ay mas radikal dahil nangangailangan ito ng hindi lamang ganap na hindi kilalang mga bagong proseso, ngunit nagsasangkot din ng malaking pagtaas sa sukat ng henerasyon, lampas sa kasalukuyang kilalang antas. Sa kabilang banda, ang lahat ng kailangan sa isang redshift na sitwasyon, kahit na ang isang solusyon batay sa mga kilalang proseso ay hindi makuha, ay isang bagong proseso. Hindi siya nagkukunwaring ipaliwanag ang anumang bagay na higit pa sa kinikilala ngayon bilang prerogative ng kilalang proseso ng recession; ito ay ginagamit lamang upang bumuo ng mga redshift sa hindi gaanong malalayong spatial na lokasyon. Kahit na walang bagong impormasyon mula sa pagbuo ng teorya ng uniberso ng paggalaw, dapat na malinaw na ang alternatibong redshift ay isang mas mahusay na paraan upang masira ang kasalukuyang hindi pagkakasundo sa pagitan ng quasar energy at redshift theories. Iyon ang dahilan kung bakit ang paliwanag na nagreresulta mula sa aplikasyon ng teorya ng Reverse System upang malutas ang problema ay napakahalaga.

Ang ganitong pangangatwiran ay medyo akademiko, dahil tinatanggap natin ang mundo kung ano ito, gusto man natin ito o hindi kung ano ang nakikita natin. Gayunpaman, dapat tandaan na dito, muli, tulad ng sa maraming mga halimbawa sa mga nakaraang pahina, ang sagot na lumilitaw bilang isang resulta ng isang bagong teoretikal na pag-unlad ay tumatagal ng pinakasimple at pinaka-lohikal na anyo. Siyempre, ang sagot sa problemang quasar ay hindi kasama ang isang pahinga sa karamihan ng mga pangunahing kaalaman, gaya ng inaasahan ng mga astronomo na pabor sa isang di-kosmolohikal na paliwanag para sa mga redshift. Habang tinitingnan nila ang sitwasyon, dapat isama ang ilang bagong pisikal na proseso o prinsipyo upang magdagdag ng "hindi bilis na bahagi" sa quasar redshift recession. Nalaman namin na walang bagong proseso o prinsipyo ang kailangan. Ang sobrang redshift ay resulta lamang ng idinagdag na bilis, ang bilis na tumakas sa kamalayan dahil sa kawalan ng kakayahan na katawanin sa tradisyonal na spatial frame of reference.

Gaya ng nakasaad sa itaas, ang naglilimitang halaga ng bilis ng pagsabog at redshift ay dalawang resultang unit sa isang dimensyon. Kung ang bilis ng pagsabog ay pantay na nahahati sa pagitan ng dalawang aktibong dimensyon sa intermediate na rehiyon, ang quasar ay maaaring ma-convert sa paggalaw sa oras kung ang redshift na bahagi ng pagsabog sa orihinal na dimensyon ay 2.00 at ang kabuuang redshift ng quasar ay 2.326. Sa oras na nai-publish ang Quasars at Pulsars, isang quasar redshift lamang ang nai-publish, na lumampas sa 2.326 sa anumang makabuluhang halaga. Tulad ng itinuro sa gawaing iyon, ang redshift ng 2.326 ay hindi isang ganap na maximum, ngunit ang antas kung saan ang paglipat ng quasar movement sa isang bagong katayuan ay nangyayari, na, bilang pinapayagan sa anumang kaganapan, ay maaaring maganap. Kaya, ang napakataas na halaga ng 2.877 na itinalaga sa quasar 4C 05 34 ay nagpahiwatig ng alinman sa pagkakaroon ng ilang proseso, bilang isang resulta kung saan ang pagbabagong-anyo, na maaaring theoretically mangyari sa 2.326, ay naantala, o isang error sa pagsukat. Dahil sa kakulangan ng iba pang magagamit na data, sa panahong iyon ang pagpili sa pagitan ng dalawang alternatibo ay tila hindi kanais-nais. Maraming karagdagang redshift sa itaas ng 2.326 ang natagpuan sa mga sumunod na taon; at naging maliwanag na ang pagpapalawak ng quasar redshifts sa mas mataas na antas ay isang madalas na phenomenon. Samakatuwid, ang teoretikal na sitwasyon ay binago at ang likas na katangian ng proseso na tumatakbo sa mas mataas na redshift ay napaliwanagan.

Gaya ng inilarawan sa Volume 3, ang redshift factor na 3.5, na nananaig sa ibaba ng antas na 2.326, ay ang resulta ng pantay na pamamahagi ng pitong yunit ng katumbas na espasyo sa pagitan ng dimensyong parallel sa dimensyon ng paggalaw sa espasyo at ng dimensyon na patayo dito. . Ang ganitong pantay na pamamahagi ay resulta ng pagkilos ng posibilidad sa kawalan ng mga impluwensyang pabor sa isang pamamahagi sa iba, at ang iba pang mga pamamahagi ay ganap na hindi kasama. Gayunpaman, may maliit ngunit makabuluhang posibilidad ng hindi pantay na pamamahagi. Sa halip na karaniwang distribusyon ng 3½ - 3½ ng pitong unit ng bilis, ang dibisyon ay maaaring maging 4 - 3, 4½ - 2½, at iba pa. Ang kabuuang bilang ng mga quasar na may mga redshift sa itaas ng antas na katumbas ng 3½ - 3½ na pamamahagi ay medyo maliit. At hindi inaasahan na ang anumang random na pangkat na may katamtamang laki, sabi nga ng 100 quasar, ay maglalaman ng higit sa isang naturang quasar (kung mayroon man).

Ang isang baluktot na distribusyon sa isang dimensyon ay walang makabuluhang nakikitang epekto sa mas mababang antas ng bilis (bagama't ito ay magbubunga ng mga maanomalyang resulta sa isang pag-aaral gaya ng pagtatasa ng pooling ng Arp kung ito ay mas karaniwan). Ngunit ito ay nagiging maliwanag sa mas mataas na antas, dahil nagreresulta ito sa mga redshift na lumampas sa karaniwang limitasyon na 2.326. Dahil sa pangalawang antas (parisukat) na katangian ng inter-regional na koneksyon, ang 8 mga yunit na kasangkot sa bilis ng pagsabog, 7 sa mga ito ay naninirahan sa intermediate na rehiyon, ay naging 64 na mga yunit, 56 sa mga ito ay naninirahan sa rehiyong iyon. Samakatuwid, ang mga posibleng redshift factor sa itaas ng 3.5 ay tinataasan sa mga hakbang na 0.125. Ang teoretikal na maximum na naaayon sa isang pamamahagi sa isang dimensyon lamang ay magiging 7.0, ngunit ang posibilidad ay nagiging hindi gaanong mahalaga sa ilang mas mababang antas, marahil sa isang lugar sa paligid ng 6.0. Ang mga katumbas na halaga ng redshift ay umabot sa 4.0.

Ang pagtaas sa redshift factor dahil sa pagbabago sa distribusyon sa dimensyon ay hindi kasama ang anumang pagtaas sa distansya sa espasyo. Samakatuwid, ang lahat ng quasar na may mga redshift na 2.326 at mas mataas ay nasa humigit-kumulang sa parehong distansya sa kalawakan. Ito ang paliwanag para sa maliwanag na pagkakaiba na kasangkot sa naobserbahang katotohanan na ang ningning ng mga quasar na may napakataas na redshift ay maihahambing sa mga quasar na may hanay ng redshift na humigit-kumulang 2.00.

Ang mga pagsabog ng mga bituin, na nagdulot ng sunud-sunod na mga kaganapan na humahantong sa paglabas ng isang quasar mula sa pinagmulang galaxy, ay nagpapababa ng malaking bahagi ng bagay ng sumasabog na mga bituin sa kinetic at radial na enerhiya. Ang natitirang bahagi ng stellar mass ay nahahati sa mga particle ng gas at alikabok. Ang ilan sa mga nakakalat na materyal ay tumagos sa mga sektor ng kalawakan na nakapalibot sa rehiyon ng pagsabog, at kapag ang isang naturang sektor ay na-eject bilang isang quasar, naglalaman ito ng mabilis na gumagalaw na gas at alikabok. Dahil ang pinakamataas na bilis ng butil ay mas mataas kaysa sa mga bilis na kinakailangan upang makatakas sa gravitational pull ng mga indibidwal na bituin, ang materyal na ito ay unti-unting lumalabas at kalaunan ay nagiging anyo ng ulap ng alikabok at gas sa paligid ng quasar - ang atmospera, gaya ng matatawag natin. ito. Ang radiation mula sa mga bituin na bumubuo sa quasar ay naglalakbay sa kapaligiran, na nagpapataas ng pagsipsip ng mga linya sa spectrum. Ang nakakalat na materyal na nakapalibot sa medyo batang quasar ay gumagalaw kasama ang pangunahing katawan, at ang redshift absorption ay humigit-kumulang katumbas ng dami ng radiation.

Habang ang quasar ay gumagalaw palabas, ang mga bumubuo nitong bituin ay tumatanda, at sa mga huling yugto ng pag-iral, ang ilan sa kanila ay umabot sa mga katanggap-tanggap na limitasyon. Pagkatapos ay sasabog ang gayong mga bituin sa inilarawan nang Type II supernovae. Gaya ng nakita natin, ang mga pagsabog ay naglalabas ng isang ulap ng mga produkto palabas sa kalawakan, at ang pangalawang katulad na ulap sa labas sa oras (katumbas ng pagbuga papasok sa kalawakan). Kapag ang bilis ng mga produkto ng pagsabog na inilabas sa oras ay nakapatong sa bilis ng quasar, na malapit na sa hangganan ng sektor, ang mga produkto ay pumasa sa sektor ng kalawakan at nawawala.

Ang panlabas na paggalaw ng mga produkto ng pagsabog na inilabas sa kalawakan ay katumbas ng papasok na paggalaw sa oras. Samakatuwid, ito ay kabaligtaran ng panlabas na paggalaw ng quasar sa oras. Kung ang panloob na paggalaw ay maaring obserbahan nang nakapag-iisa, ito ay lilikha ng isang blueshift, dahil ito ay nakadirekta sa atin, hindi malayo sa atin. Ngunit dahil ang gayong paggalaw ay nangyayari lamang kasabay ng panlabas na paggalaw ng quasar, ang epekto nito ay upang bawasan ang nagreresultang palabas na bilis at redshift magnitude. Kaya, ang mga mabagal na gumagalaw na produkto ng pangalawang pagsabog ay gumagalaw palabas sa parehong paraan tulad ng quasar mismo, at ang mga bahagi ng kabaligtaran na bilis ay naantala lamang ang kanilang pagdating sa punto kung saan nagaganap ang pagbabagong-anyo sa paggalaw sa oras.

Samakatuwid, ang isang quasar sa isa sa mga huling yugto ng pag-iral nito ay napapalibutan hindi lamang ng isang atmospera na gumagalaw kasama ng quasar mismo, kundi pati na rin ng isa o higit pang particle cloud na lumalayo sa quasar sa oras (katumbas na espasyo). Ang bawat ulap ng mga particle ay nag-aambag sa pagsipsip ng redshift, na naiiba sa dami ng emisyon sa dami ng papasok na bilis na ibinibigay sa mga particle sa pamamagitan ng panloob na pagsabog. Tulad ng itinuro sa talakayan ng kalikasan ng scalar motion, anumang bagay na gumagalaw sa ganitong paraan ay maaari ding makakuha ng vector motion. Ang mga bilis ng vector ng mga bahagi ng quasar ay maliit kumpara sa kanilang mga bilis ng scalar, ngunit maaari silang sapat na malaki upang lumikha ng ilang masusukat na paglihis mula sa mga scalar. Sa ilang mga kaso, nagreresulta ito sa redshift absorption sa itaas ng antas ng emisyon. Dahil sa mga palabas na bilis na nagreresulta mula sa pangalawang pagsabog, lahat ng iba pang redshift absorption maliban sa mga halaga ng emisyon ay nasa ibaba ng emission redshift.

Ang mga bilis na ibinigay sa mga ibinubuga na particle ay walang makabuluhang epekto sa recession z, tulad ng pagtaas sa epektibong bilis na lampas sa 2.326 na antas; samakatuwid, ang pagbabago ay nagaganap sa redshift coefficient at limitado sa mga hakbang na 0.125, ang pinakamababang pagbabago sa coefficient na ito. Samakatuwid, ang posibleng pagsipsip ng mga redshift ay nangyayari sa pamamagitan ng mga regular na dami na naiiba sa bawat isa ng 0.125z ½. Dahil ang z-value ng quasars ay umabot sa maximum sa 0.326, at lahat ng redshift variability sa itaas ng 2.326 ay lumitaw dahil sa mga pagbabago sa redshift coefficient, ang teoretikal na halaga ng posibleng redshift absorption ay magkapareho para sa lahat ng quasar at nag-tutugma sa posibleng redshifts ng emission. .

Dahil ang karamihan sa mga naobserbahang high redshift quasar ay medyo luma na, ang kanilang mga nasasakupan ay nasa isang estado ng matinding aktibidad. Ang vectorial motion na ito ay nagpapakilala ng ilang kawalan ng katiyakan sa emission redshift measurements at ginagawang imposibleng magpakita ng eksaktong ugnayan sa pagitan ng teorya at pagmamasid. Sa kaso ng redshift absorption, ang sitwasyon ay mas kanais-nais, dahil ang sinusukat na mga halaga ng pagkalipol para sa bawat isa sa mga mas aktibong quasar ay bumubuo ng serye, at ang ugnayan sa pagitan ng serye ay maaaring ipakita kahit na ang mga indibidwal na halaga ay may isang makabuluhang antas. ng kawalan ng katiyakan.

Bilang resulta ng pagsabog, ang redshift ay produkto ng redshift factor at z ½ , kung saan ang bawat quasar na may recession rate z mas mababa sa 0.326 ay may sariling hanay ng mga posibleng redshift absorption, at ang magkakasunod na miyembro ng bawat serye ay naiiba ng 0.125z 2 . Ang isa sa pinakamalaking sistema sa hanay na ito na ginalugad sa ngayon ay ang quasar 0237-233.

Karaniwang tumatagal ng mahabang panahon upang dalhin ang malaking bilang ng mga quasar star sa limitasyon ng edad na nag-trigger ng aktibidad ng paputok. Alinsunod dito, ang redshift absorption na naiiba sa emission values ​​ay hindi lilitaw hanggang ang quasar ay umabot sa redshift range sa itaas 1.75. Gayunpaman, malinaw sa uri ng proseso na may mga pagbubukod sa pangkalahatang tuntuning ito. Ang mga panlabas, bagong nadagdag na bahagi ng pinagmulang kalawakan ay kadalasang binubuo ng mas batang mga bituin, ngunit ang mga espesyal na kondisyon sa panahon ng paglaki ng kalawakan, tulad ng isang medyo kamakailang pagsasama sa isa pang malaking populasyon, ay maaaring magpasok ng konsentrasyon ng mas lumang mga bituin sa bahagi ng istraktura ng ang kalawakan na inilabas ng pagsabog. . Ang mga matatandang bituin ay umabot sa mga limitasyon sa edad, at nagpasimula ng isang hanay ng mga kaganapan na lumilikha ng redshift absorption sa yugto ng buhay ng quasar nang mas maaga kaysa sa karaniwan. Gayunpaman, hindi lumalabas na ang bilang ng mga lumang bituin na kasama sa anumang bagong ibinubuga na quasar ay sapat na malaki upang makabuo ng panloob na aktibidad na humahantong sa isang sistema ng matinding redshift absorption.

Sa mas mataas na hanay ng redshift, may bagong salik na papasok; pinapabilis nito ang takbo patungo sa higit na pagsipsip ng mga redshift. Upang maipasok sa maalikabok at puno ng gas na mga bahagi ng isang quasar ang mga pagtaas ng bilis na kinakailangan upang ma-trigger ang sistema ng pagsipsip, isang makabuluhang intensity ng aktibidad ng paputok ay karaniwang kinakailangan. Gayunpaman, lampas sa dalawang yunit ng bilis ng pagsabog, walang ganoong limitasyon. Dito, ang mga diffuse na bahagi ay napapailalim sa mga kondisyon ng cosmic na sektor na may posibilidad na bawasan ang kabaligtaran na bilis (katumbas ng pagtaas ng bilis), na lumilikha ng karagdagang redshift na pagsipsip sa panahon ng normal na quasar evolution, nang hindi nangangailangan ng karagdagang pagbuo ng enerhiya sa quasar. Samakatuwid, sa itaas ng antas na ito, "lahat ng quasar ay nagpapakita ng malakas na mga linya ng pagsipsip." Si Stritmatter at Williams, kung saan ang komunikasyon ay kinuha ang pahayag sa itaas, ay nagpatuloy sa pagsasabi:

"Mukhang may threshold para sa pagkakaroon ng absorbed material sa redshift emission sa paligid ng 2.2."

Ang empirikal na konklusyon na ito ay naaayon sa aming teoretikal na pagtuklas na mayroong isang tiyak na hangganan ng sektor sa redshift 2.326.

Bilang karagdagan sa redshift absorption sa optical spectra, kung saan nauugnay ang talakayan sa itaas, ang redshift absorption ay matatagpuan din sa mga radio frequency. Ang unang naturang pagtuklas sa paglabas mula sa quasar 3C 286 ay pumukaw ng malaking interes dahil sa medyo karaniwang impresyon na kinakailangan ang isang paliwanag upang ipaliwanag ang pagsipsip ng mga frequency ng radyo, na naiiba sa pagsipsip ng mga optical frequency. Ang mga unang mananaliksik ay dumating sa konklusyon na ang redshift ng mga frequency ng radyo ay nangyayari dahil sa pagsipsip ng neutral na hydrogen sa ilang mga kalawakan na matatagpuan sa pagitan natin at ng quasar. Dahil sa kasong ito ang redshift absorption ay humigit-kumulang 80%, itinuring nila ang mga obserbasyon bilang ebidensya na pabor sa cosmological redshift hypothesis. Batay sa teorya ng uniberso ng paggalaw, ang pagsubaybay sa radyo ay hindi nag-aambag ng anumang bago. Ang proseso ng pagsipsip na tumatakbo sa quasars ay naaangkop sa radiation ng lahat ng frequency. At ang pagkakaroon ng redshift absorption sa radio frequency ay may parehong kahalagahan gaya ng pagkakaroon ng redshift absorption sa optical frequency. Ang mga sinusukat na redshift ng mga frequency ng radyo para sa 3C 286 sa panahon ng paglabas at pagsipsip ay nasa pagkakasunud-sunod ng 0.85 at 0.69, ayon sa pagkakabanggit. Sa isang redshift factor na 2.75, ang theoretical redshift absorption na tumutugma sa isang emission value na 0.85 ay 0.68.

Ang liwanag na ibinubuga ng isang bituin, kung titingnan sa buong mundo, ay isang electromagnetic oscillation. Kung titingnan sa lokal, ang radiation na ito ay binubuo ng light quanta - mga photon, na mga carrier ng enerhiya sa kalawakan. Alam na natin ngayon na ang emitted light quantum ay nagpapasigla sa pinakamalapit na elementarya na particle ng espasyo, na naglilipat ng excitation sa kalapit na particle. Batay sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, sa kasong ito ang bilis ng liwanag ay dapat na limitado. Ipinapakita nito ang pagkakaiba sa pagitan ng pagpapalaganap ng liwanag at impormasyon, na (impormasyon) ay isinasaalang-alang sa Seksyon 3.4. Ang ganitong ideya ng liwanag, espasyo at likas na katangian ng mga pakikipag-ugnayan ay humantong sa pagbabago sa ideya ng uniberso. Samakatuwid, ang konsepto ng redshift bilang isang pagtaas sa mga wavelength sa spectrum ng pinagmulan (paglipat ng mga linya patungo sa pulang bahagi ng spectrum) kung ihahambing sa mga linya ng sanggunian spectra ay dapat suriin at ang likas na katangian ng paglitaw ng epekto na ito ay dapat suriin. maitatag (tingnan ang Panimula, talata 7 at ).

Ang redshift ay dahil sa dalawang dahilan. Una, alam na ang redshift dahil sa epekto ng Doppler ay nangyayari kapag ang paggalaw ng pinagmumulan ng liwanag na may kaugnayan sa tagamasid ay humahantong sa pagtaas ng distansya sa pagitan nila.

Pangalawa, mula sa punto ng view ng fractal physics, ang redshift ay nangyayari kapag ang emitter ay inilagay sa rehiyon ng isang malaking electric field ng bituin. Pagkatapos, sa isang bagong interpretasyon ng epektong ito, ang light quanta - mga photon - ay bubuo ng ilan

ibang frequency ng oscillation kumpara sa terrestrial standard, kung saan bale-wala ang electric field. Ang impluwensyang ito ng electric field ng bituin sa radiation ay humahantong sa parehong pagbawas sa enerhiya ng nascent quantum at sa pagbawas sa frequency na nagpapakilala sa quantum; naaayon, ang radiation wavelength = C / (C ay ang bilis ng liwanag, humigit-kumulang katumbas ng 3 10 8 m / s). Dahil tinutukoy din ng electric field ng bituin ang gravity ng bituin, tatawagin natin ang epekto ng pagtaas ng wavelength ng radiation ng lumang terminong "gravitational redshift".

Ang isang halimbawa ng gravitational redshift ay ang naobserbahang paglilipat ng linya sa spectra ng Araw at mga puting dwarf. Ito ang epekto ng red gravitational shift na ngayon ay mapagkakatiwalaang itinatag para sa mga white dwarf at para sa Araw. Ang gravitational redshift, katumbas ng bilis, para sa mga puting dwarf ay 30 km/s, at para sa Araw - mga 250 m/s. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga redshift ng Araw at white dwarf sa pamamagitan ng dalawang order ng magnitude ay dahil sa magkaibang mga electric field ng mga pisikal na bagay na ito. Isaalang-alang natin ang isyung ito nang mas detalyado.

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang isang photon na ibinubuga sa electric field ng isang bituin ay magkakaroon ng pagbabago sa dalas ng oscillation. Upang makuha ang redshift formula, ginagamit namin ang kaugnayan (3.7) para sa mass ng photon: m ν = h /C 2 = Е/С 2 , kung saan ang Е ay ang photon energy na proporsyonal sa dalas nito ν. Kaya't nakikita namin na ang mga kamag-anak na pagbabago sa masa at dalas ng photon ay pantay, kaya kinakatawan namin ang mga ito sa form na ito: m ν /m ν = / = Е/С 2 .

Ang pagbabago sa energy AE ng nascent photon ay sanhi ng electric potential ng bituin. Ang potensyal na kuryente ng Earth, dahil sa kaliitan nito, ay hindi isinasaalang-alang sa kasong ito. Pagkatapos ang kamag-anak na redshift ng isang photon na ibinubuga ng isang bituin na may potensyal na kuryente φ at radius R ay pantay sa sistema ng SI.

RED SHIFT, isang pagtaas sa mga wavelength (pagbawas sa mga frequency) ng electromagnetic radiation ng isang pinagmulan, na ipinakita sa isang paglipat ng mga spectral na linya o iba pang mga detalye ng spectrum patungo sa pula (mahabang alon) na dulo ng spectrum. Ang redshift ay karaniwang tinatantya sa pamamagitan ng pagsukat ng shift sa posisyon ng mga linya sa spectrum ng naobserbahang bagay na may kaugnayan sa mga spectral na linya ng isang reference na pinagmulan na may mga kilalang wavelength. Sa dami, ang redshift ay sinusukat ng magnitude ng relatibong pagtaas sa mga wavelength:

Z \u003d (λ sa -λ exp) / λ exp,

kung saan λ prin at λ isp - ayon sa pagkakabanggit, ang haba ng natanggap na alon at ang alon na ibinubuga ng pinagmulan.

Mayroong dalawang posibleng dahilan ng redshift. Maaaring ito ay dahil sa epekto ng Doppler, kapag ang naobserbahang pinagmumulan ng radiation ay inalis. Kung, sa kasong ito, z « 1, kung gayon ang bilis ng pag-alis ay ν = cz, kung saan ang c ay ang bilis ng liwanag. Kung ang distansya sa pinagmulan ay bumababa, ang isang paglilipat ng kabaligtaran na tanda ay sinusunod (ang tinatawag na violet shift). Para sa mga bagay sa ating Galaxy, ang parehong red at violet shift ay hindi lalampas sa z= 10 -3 . Sa kaso ng mataas na bilis na maihahambing sa bilis ng liwanag, ang redshift ay nangyayari dahil sa relativistic effect kahit na ang source speed ay nakadirekta sa linya ng paningin (transverse Doppler effect).

Ang isang espesyal na kaso ng Doppler redshift ay ang cosmological redshift na naobserbahan sa spectra ng mga galaxy. Ang cosmological redshift ay unang natuklasan ni V. Slifer noong 1912-14. Ito ay lumitaw bilang isang resulta ng pagtaas ng mga distansya sa pagitan ng mga kalawakan, dahil sa pagpapalawak ng Uniberso, at sa karaniwan ay lumalaki nang linear na may pagtaas ng mga distansya sa kalawakan (Hubble's law). Para sa hindi masyadong malalaking redshift (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. Sa ganitong mga halaga ng z, ang radiation na ibinubuga ng pinagmulan sa nakikitang rehiyon ng spectrum ay natatanggap sa rehiyon ng IR. Dahil sa finiteness ng bilis ng liwanag, ang mga bagay na may malalaking cosmological redshifts ay naobserbahan tulad ng bilyun-bilyong taon na ang nakalilipas, sa panahon ng kanilang kabataan.

Ang gravitational redshift ay nangyayari kapag ang light receiver ay nasa isang lugar na may mas mababang gravitational potential φ kaysa sa pinagmulan. Sa klasikal na interpretasyon ng epektong ito, ang mga photon ay nawawalan ng bahagi ng kanilang enerhiya upang madaig ang mga puwersa ng grabidad. Bilang isang resulta, ang dalas na nagpapakilala sa enerhiya ng photon ay bumababa, at ang haba ng daluyong ay tumataas nang naaayon. Para sa mahinang gravitational field, ang halaga ng gravitational redshift ay katumbas ng z g = Δφ/с 2 , kung saan ang Δφ ay ang pagkakaiba sa pagitan ng gravitational potentials ng source at ng receiver. Kasunod nito na para sa mga spherically symmetric na katawan z g = GM/Rc 2 , kung saan ang M at R ay ang masa at radius ng radiating body, ang G ay ang gravitational constant. Ang isang mas tumpak (relativistic) na formula para sa hindi umiikot na spherical na katawan ay:

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

Ang gravitational redshift ay sinusunod sa spectra ng mga siksik na bituin (white dwarfs); para sa kanila z g ≤10 -3 . Ang gravitational redshift ay natuklasan sa spectrum ng white dwarf Sirius B noong 1925 (W. Adams, USA). Ang radiation mula sa mga panloob na rehiyon ng mga accretion disk sa paligid ng mga black hole ay dapat magkaroon ng pinakamalakas na gravitational redshift.

Ang isang mahalagang katangian ng redshift ng anumang uri (Doppler, cosmological, gravitational) ay ang kawalan ng pag-asa ng z sa wavelength. Ang konklusyong ito ay nakumpirma sa eksperimentong paraan: para sa parehong pinagmulan ng radiation, ang mga spectral na linya sa optical, radio, at X-ray range ay may parehong redshift.

Lit.: Zasov A. V., Postnov K. A. Pangkalahatang astrophysics. Fryazino, 2006.