Sponsor's links:
Sponsor's links:

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

прочитаноне прочитано
Прочитано: 74%


     Возвращаясь к красным смещениям таких вылетающих галактик и квазаров, Арп нашел следующее: Извергнутые объекты обладают намного большим красным смещением чем их родитель, хотя и находяться в непосредственной близости от него. Арп объясняет это только тем, что их красные смещения не вызваны эффектом Доплера. Так что астрономы измеряют не скорость с которым объект удаляется. Скорее всего красной смещение связано с реальным физическим состоянием объекта.
     Однако настоящие законы физики не дают ответ на вопрос, что за состояние это может быть. До сих пор думают, что галактика состоит из отдельных звезд плюс облаков газа и пыли. Какие же качества она может иметь, чтобы в результате получить красное смещение, вызванное не эффектом Доплера или гравитацией? Это не может быть объяснено в терминах известных физических законов.
     Кажется это требует новую физику. Но это открывает целую коробку Пандоры, потому что современная космология основана на предположении, что все что мы видим может быть объяснена известными законами физики. Если физические законы фундаментально изменяться, тогда все модели, основанные на них будут поставлены под вопрос.
     Конечно, находки Арпа очень спорны, и многие астрономы сомневаются, что такая связь между галактиками и квазарами может быть действительно реальна. Но это всего лишь одна линия доказательства, предпологающая, что стандартная интерпретация красного смещения галактик может быть изменена.
         7.С. Постоянная Хаббла и стареющий свет.
     Другая линия доказательства включает в себя постоянную Хаббла, которая является ядром модели расширяющейся Вселенной. Как мы видели, согласно модели большого взрыва, чем дальше находиться галактика, тем быстрее она движется. Согласно закону Хаббла скорость удаления галактик должна равняться расстоянию до него, умноженному на число, называемой постоянной Хаббла. Астрономы, используя этот закон, получают возможность вычислить расстояние до галактик просто из красного смещения. Найдите красное смещение и разделите на постоянную Хаббла, и вы получите расстояние.
     Также по постоянной Хаббла астрономы получают размеры Вселенной. Они могут измерить красное смещение до наиболее далеких объектов и использовать постоянную Хаббла для определения их расстояния. Поэтому, постоянная Хаббла является крайне важным числом. Например, если вы удвоите постоянную, вы также удвоите оцениваемый размер Вселенной. Очевидно, что точная велечина постоянной Хаббла необходима для определения размера Вселенной с любой степенью точности.
     Однако, в разные годы разные ученые получали много различных велечин постоянной Хаббла. Эта постоянная выражается в километрах в секунду на мегапарсек. (Мегапарсек - это единица космических расстояний, равная 3.3 миллионам световых лет.) В 1929 году велечина постоянной Хаббла была 500. В 1931 году она была равна 550. В 1936 году она была равна 520 или 526. В 1950 году она была дана как 260, т.е. значительно упала. В 1956 году она упала до 176 или 180. В 1958 году она упала еще дальше вниз, до 75, но в 1968 году она подпрыгнула обратно до 98. В 1972 году она, по большому счету, простиралась от 50 вплоть до 130. Сегодня, постоянную Хаббла приняли как 55. Все это изменение привело одного астронома сказать, что, возможно, постоянную Хаббла лучше назвать переменной Хаббла.
     Конечно, эти изменения в течении десятилетий можно объяснить тем, что ученые улучшали свои методы и повышали качество вычислений. Но даже в этом случае, кажется, что не все здесь верно.
     Это привело нас к работе французского астрофизика из института Генри Пуанкаре (Institute Henri Poincare) Жана Пьера Вигера (Jean Pierre Vigier) (VG1-5). Вигер обращает внимание, что даже сейчас различные наблюдатели получают различные велечины для постоянной Хаббла. Тамманн (Tammann) и Сандадж (Sandage) дают 55 плюс или минус 5. Абель (Abell) и Эстмонд (Eastmond) приходят к 47 плюс или минус 5. Затем ван ден Берг (van den Bergh) вычислил велечину между 93 и 111. Хэйдманн (Heidmann) для своей картины дал 100. Де Ваукулеурс (de Vaucouleurs) пришел к 100 плюс или минус 10.
     Если Вселенная расширяется согласно закону пропорциональности равномерно, как может быть, что так много наблюдателей получают так много различных велечин для скорости расширения?
     Вигер заметил, что когда астрономы измеряют в различных направлениях, они находят различные скорости расширения. Затем он обратил внимание на что-то даже более страннее: Небо может быть разделено на два набора направлений. Первым является набор направлений, в котором множество галактик лежат впереди более далеких галактик. Вторым является набор направлений, в котором далекие галактики находяться без галактик переднего фона. Назовем первый набор "областью А", и второй набор "областью Б."
     Вигер нашел, что если вы ограничите себя дальными галактиками в области А и вычислите постоянную Хаббла, то получите одну велечину, а в области Б вы получите совершенно другую велечину. Здесь предпологается, что скорость расширения меняется в зависимости от того, где мы измеряем дальние галактики, там где есть галактики переднего фона или там где их нет. Если Вселенная расширяется то, что может заставить эти галактики переднего фона влиять на скорость расширения? Вигер предположил, что фактически, измеренные красные смещения дальних галактик не вызваны расширением Вселенной вообще. Скорее, они вызваны совершенно другим эффектом, так называемым механизмом старения света.
     Согласно Вигеру, когда свет проходит сквозь пространство, ее спектр испытывает красное смещение просто после прохождения определенного расстояния. Это происходит в согласии с физическими законами, точно подобно другим явлениям. Существует закон требующий, что когда свет движется в пространстве, он испытывает красное смещение, Однако, этот эффект так мал, что не может просто измеряться в земных лабороториях, но когда свет проходит обширные расстояния между галактиками, эффект начинает проявляться.
     Этот эффект называется гипотезой старения света, потому что свет теряет свою энергию, пересекая пространство. И чем больше свет стареет, тем краснее он становиться. Поэтому красное смещение пропорционально расстоянию, а не скорости объекта. Вигер обрисовал Вселенную как не расширяющуяся. Все галактики более или менее стационарны. Красное смещение - это не эффект Доплера; ничего не надо делать со скоростью источника света. Красное смещение вызвано внутренним свойством самого света, т.е. свет становиться старее после прохождения достаточно длинной дистанции.
     Большинство астрономов отвергает идею старения сета. Словами Джозефа Силка (Joseph Silk) из Калифорнийского университета в Беркли (the University of California at Berkley), "Космология стареющего света неудовлетворительна, потому что она вводит новый закон физики" (SK).
     Но Вигер представил свою теорию старения света способом, который не требует радикально новую физику. Он предположил, что существет некий сорт частиц в межгалактическом пространстве, которая взаимодействует со светом, таким способом, что эти частицы отбирают энергию света. В громадном большинстве массивных объектов этих частиц больше чем других. Используя эту идею, Вигер объяснил различные красные смещения для областей А и Б следующим способом: Свет проходя через галактики переднего фона встречает больше этих частиц и поэтому, теряет больше энергии, чем свет не проходящий через область галактик переднего фона. Таким образом, свет пересекающий области галактик переднего фона, испытывает большее красное смещение и это приводит к различным велечинам для постоянной Хаббла.
     Вигер также сослался на дополнительное доказательство для нескоростных красных смещений. Например, если измерить свет от звезды, проходящего близко к Солнцу, то он покажет большее красное смещение, чем если бы звезду наблюдали в другой области неба. Такие измерения могут проводиться только во время полного солнечного затмения, когда звезды, близкие к солнечному диску, станут видимы в темноте.
     Короче говоря, Вигер объяснил красные смещения в терминах нерасширяющейся Вселенной, в котором поведение света чем-то отлично от нормально предпологаемого поведения. Вигер претендует на то, что его модель аппроксимирут астрономические данные лучше чем стандартная модель расширяющейся Вселенной, которая не может объяснить широкого различия велечин, полученных для постоянной Хаббла. Согласно Вигеру, нескоростные красные смещения могут быть глобальной особенностью Вселенной. Вселенная очень хорошо может быть статичной, и, таким образом, здесь нет необходимости в теории большого взрыва.
         7.D. Квазары
     Теория расширяющейся Вселенной также подверглась сомнению при изучении квазаров, или квази-звездных радиоисточников. Квазары выглядят как звезды, однако, имеют очень большие красные смещения, и, таким образом, они рассматриваются как наиболее удаленные объекты во Вселенной, более далекие чем наиболее удаленные галактики. Мы уже показали, что Хальтон Арп рассматривал некоторые квазары как космологически близкими к нам, хотя они и имеют большие красные смещения. Арп также заметил, что многие квазары расположены в таких областях неба, где находяться большие группы относительно близких галактик. Арп предпологал, что квазары могут быть в некотором образе связаны с этими местными галактиками, и поэтому, находяться на таких же расстояниях.
     Это вызывает вопрос: Если некоторые квазары действительно находяться близко к нам и имеют большие нескоростные красные смещения, то почему бы это не так и для всех квазаров. Фактически долго наблюдалось, что имеются серьезные трудности с идеей, что квазары находятся на космологических расстояниях, т.е., что они находятся на расстояниях, полученных с использованием постоянной Хаббла к их чрезвычайно большим красным смещениям.
     Большой проблемой является то, что квазары очень яркие. Если они действительно очень далеки от нас, то это означает, что многие квазары излучают в сотни раз больше энергии чем наиярчайшие галактики, которые содержат сотни миллиардов звезд. Если бы квазары были такими же большими как галактики, то это могло быть не так странно. Но если учесть, что квазары могут изменять интенсивность света в таких коротких периодах как дни, то эти наблюдения убеждают астрономов, что квазары являются очень маленькими объектами по сравнению с галактиками. Никто не может понять, как такие маленькие объекты, в конце концов, представляемые известными физическими законами, могут вырабатывать так много энергии.
     Одна интересная интерпретация квазаров предложена физиком Оттавского университета в Канаде (University of Ottawa in Canada) Йетом Варшнием (Yet P. Varshni) (VR1-3). Он поддержал концепцию Арпа, что квазары имеют нескоростные красные смещения, принимая это как доказательство некоторой системы в распределении красных смещений.
     Обычно мы должны ожидать, что небесные объекты подобные квазарам имеют широкий набор красных смещений без видимой системы. Но Варшни заметил, что эти красные смещения имеют тенденцию собираться в хорошо определенные группы. Каждую группу красных смещений представляют квазары, из разных участков неба, и очень мало квазаров имеют красные смещения, которые не входят в эти группы. Похожее явление было также замечено астрономом Джеффрием Бурбиджом (Geoffrey Burbidge), который наблюдал, что неожиданно большой процент квазаров имеют красные смещения, группирующиеся близко к 1.95 (BR1). (Красное смещение 1.95 дано в терминах смещения в длине волны; она равна примерно 238160 км/с, или 79 процентов скорости света.)
     Эта кластеризация красных смещений очень трудна для объяснения. Давайте применим стандартную космологическую интерпретацию расстояний до квазаров. Все квазары с одинаковым красным смещением должны иметь одинаковые расстояния. Таким образом, все квазары с красным смещением 1.95 должны находиться примерно на сферической оболочке с радиусом, соответствующему данному красному смещению. Такое же рассуждение верно и для других групп красных смещений, каждая из которых включает квазары в широком диапазоне направлений. Это значит, что квазары расположены на серии сферических оболочек с центром на Земле.
     Этот вывод неприемлем для современной космологической мысли, потому что помещает Землю в сферически центральную позицию во Вселенной. Существует только один центр для ряда концентрических оболочек. Это выглядит так, что Земля должна находиться в центре Вселенной.
     Вероятность того, что это устройство из оболочек реальна, ничтожна мала, и Варшни сообщает, что вывод, что Земля действительно находиться в центре концентрических оболочек из квазаров неприемлем. Поэтому красные смещения квазаров должны зависеть от какого то другого эффекта, отличного от эффекта Доплера, описанного в модели расширяющейся Вселенной. Если красные смещения не вызваны эффектом Доплера, то они не представляют расстояния, и если они не представляют расстояния, то нет необходимости в предположении, что квазары расположены в оболочках.
     Варшни полагал, что квазары генирируют свет необычным способом, способом, который в конечном итоге проявляется как эффект Доплера. Согласно Варшни, эффект лазера в квазарах дает свет с другими внутренними характеристиками, не связанный со скоростью. Варшни полагал, что ученые путают спектральных линии в этом типе света со смещенными линиями под действием эффекта Доплера в обычном ионизированном газе. Итак, Согласно Варшни, квазары находяться близко, и идея, что они расположены далеко, основана на ошибочной интерпретации их света, генерированного лазером, как обычный свет, подверженного эффекту Доплера.
     Теория Варшни может или не может быть верной, но его наблюдения, показывающие, что спекртальные линии квазаров собираются в определенные группы, делает вызов стандартной теории космических расстояний и, в конце концов, теории квазаров. Если смещение спектральных линий объяснить эффектом Доплера и применить стандартную теорию, то получится неприемлемый результат, что Земля находиться в центре Вселенной. Если это будет принято, ученые должны будут возвратиться к идее, которая последовательно отвергалась еще с времен Галилея и Коперника.
         7.Е. Квантованные красные смещения
     Наблюдения Йета Варшни (Yet Varshni) представляют только один из ряда странных примеров, которые, кажется, представляют опасность хорошо исследованным современным астрономическим данным. Другой интересный пример описан астрономом Стевардской (Steward) обсерватории Аризонского университета в Туксоне (University of Arizona at Tuckson) Вильямом Г. Тиффтом (William G. Tifft). Возможно, что его выводы являются наболее беспокоящими для модели расширяющейся Вселенной.
     Тиффт наблюдал, что красные смещения, связанные с галактиками, квантованы. Это значит, что измеренные велечины красных смещений не являются любыми числами, а, скорее, кратны определенному базисному числу около 72 километров в секунду. В общем его исследования показывают, что красные смещения галактик группируются около значений 72 км/с, 144 км/с, 216 км/с, 288 км/с и т.д.
     Давайте рассмотрим пару галактик близко расположенных в пространстве. Согласно теории тяготения Ньютона, эти галактики будут притягиваться друг к другу силой гравитации. Таким образом, они будут обращаться одна вокруг другой, падать вместе или удалятся друг от друга, и, это относительное движение должно выявляться измерением красного смещения.
     Тиффт исследовал относительные красные смещения многих пар галактик. Эта велечина, измеренная вдоль луча зрения, согласно стандартной теории, будет представлять не скорость удаления пары от Земли, а скорость орбитального движения галактики вокруг другой. Короче говоря, скорость вычисляется следующим образом: Наблюдатель измеряет красное смещение каждой галактики в паре. Например, одна галактика может иметь красное смещение 7500 км/с, а другая - 7000 км/с. Это значит, что в это время одна галактика движется относительно другой со скоростью 500 км/с вдоль луча зрения. Но, т.к. эта скорость есть следствие орбитального движения, то она может измениться в другое время в зависимости от расположения галактик. Например, когда галактики движутся перпендикулярно лучу зрения, относительное движение будет нулевым, и, следовательно, галактики будут иметь точно одинаковые красные смещения.
     Итак, если две галактики действительно движутся по орбите, то их относительные красные смещения будут плавно изменяться внутри определенного диапазона велечин. Конечно, невозможно измерить такое изменение для одиночной пары галактик. Наблюдения не смогут предоставить какое-либо видимое движение или изменение красных смещений в течении времени жизни набюдателя. Поэтому необходимо наблюдать сотни пар галактик и вычислять их относительное красное смещение. Если мы сделаем это, мы должны ожидать примерно непрерывный набор велечин, потому что мы должны поймать галактики находящимися на различных орбитальных положениях относительно нашего луча зрения.
     Но Тиффт нашел, что это не так. Красные смещения группируются около велечин, кратных некоторой базисной велечине - 72 километров в секунду. По Тиффту это означает, что измеренные красные смещения являются нескоростными красными смещениями и галактики в каждой паре, на самом деле, не обращаются одна вокруг другой. Можно предположить, что, возможно, красные смещения вызваны не Доплер эффектом, а чем-то другим, но, несомненно, галактики все же должны вращаться друг относительно друга. Однако, в дополнении к этому, Тиффт обратил внимание, что если даже красные смещения вызывает не относительная скорость, то все равно орбитальное движение должно вызывать гладкое распределение доплеровских красных смещений. Но это не то, что он нашел.
     Находка Тиффта применима не только к движениям галактик в парах, но и к целым группам галактик. Здесь существует два вопроса на которые современная физика не может ответить. Первый вопрос: Как галактики могут иметь нескоростные красные смещения? Тиффт полагал, что это вызвано природой самих галактик. Галактики излучают свет, который подвержен красному смещению из-за внутренних свойств, вызванных некоторыми еще неизвестными законами природы. Второй вопрос: Если красные смещения возникают не благодаря движению, тогда что является движением галактик? Если они обращаются по орбите, то должны иметь непрерывные велечины доплеровских смещений, какими бы внутренними свойствами галактики не обладали. Может быть это означает что галактики не обращаются по орбите? Тогда, согласно законам гравитации Ньютона или Эйнштейна, галактики должны падать друг на друга или удаляться. Они и в этом случае должны двигаться друг относительно друга, но наблюдения указывают что нет. Поэтому, согласно Тиффту, необходимы новые принципы гравитации.

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»


Sponsor's links: