Источник: Википедия/общественное достояние.
Доплеровский сдвиг определяется как изменение частоты света или звука по мере того, как объект движется к наблюдателю или от него. Эдвин Хаббл заметил в 1929 году, что в среднем галактики удаляются от нас (см. изображение выше), что может указывать на расширение Вселенной – эффект, который стал известен как закон Хаббла.
Увеличение длины волны света из-за удаления объекта проявляется в смещении к красному концу оптического спектра и поэтому астрономами называется «красным смещением».
В стандартной космологии красное смещение также считается индикатором расстояния в соответствии с законом Хаббла.
Недавние точные измерения космического микроволнового фонового излучения объявлены Стандартной моделью самым старым светом во Вселенной, а другой метод, стандартная свеча (самая яркая звезда), подтверждает идею о том, что расширение Вселенной происходит быстрее, чем первоначально предполагали астрономы. ожидаемых на основе понимания Стандартной модели начальных условий и последующей эволюции Вселенной.
Многие аспекты этого развития еще не до конца изучены. Сюда также входит фактическое значение параметра Хаббла. Поскольку эта предполагаемая константа является фундаментальной для стандартной космологии, продолжающиеся дебаты о ее значении ее сторонники эвфемистически называют напряжением Хаббла. Альтернативные космологи, с другой стороны, освобождены от этой ненужной и добровольной загадки.
Квантованное красное смещение
Альтернативные учёные не согласны с идеей расширения Вселенной. Частично это связано с многочисленными открытиями о том, что внегалактические объекты обладают периодичностью красного смещения, также известной как квантование красного смещения. Это характеризуется тенденцией удаленных объектов, особенно галактик и квазаров, группироваться вокруг линейных или логарифмических кратных определенного значения красного смещения.
В стандартных инфляционных космологических моделях красное смещение космологических тел объясняется расширением Вселенной, причем большее красное смещение указывает на большее космическое расстояние от Земли (закон Хаббла) и называется «космологическим» красным смещением.
Квантованное красное смещение космологических объектов будет указывать либо на то, что они физически расположены по квантованной схеме, либо на то, что существует неизвестный механизм красного смещения, который не связан с космическим расширением и вместо этого описывается как «внутренний» или «некосмологический». упоминается.
Уильям Г. Тиффт наблюдал периодичность красных смещений галактик, а, по мнению Хэлтона Арпа и Джеффри Бербиджа, различия в красном смещении квазаров обусловлены внутренним компонентом, присущим эволюционному процессу.
Наблюдение и аномальное красное смещение
С 1966 года некоторые учёные утверждают, что красное смещение вызвано не только доплеровским сдвигом. Хойл и Нарликар (1966) наблюдали кажущуюся физическую связь между квазарами и галактиками, хотя и с разными красными смещениями, как это показал, например, квазар с z = 2,114, очень близкий к ядру галактики NGC 7319 с z = 0,022.
Как упоминалось в нашей статье, опубликованной в журнале «Исследования в области астрономии и астрофизики», Халтон Арп наблюдал множество таких парных случаев, и есть один примечательный случай, наблюдаемый непосредственно Лопес-Корредойрой и Гутьерресом (2004): два квазара покоятся на нити, соединяющей два галактики – все четыре объекта имеют разное красное смещение друг от друга.
С другой стороны, стандартная космология использует гравитационное линзирование для объяснения очевидной физической связи пар квазар-галактика. Это явление, при котором свет от объекта на заднем плане отклоняется под действием силы тяжести находящегося на переднем плане объекта очень большой массы.
Недавно наблюдавшаяся GNz7q представляет собой пыльную галактику со вспышкой звезд, которая, по-видимому, производит светящийся квазар. Однако эта ситуация несовместима с существованием молодой центральной черной дыры в менее массивной фазе с большим красным смещением.
Возраст GN-z11 оценивается всего в 70 миллионов лет, но, похоже, это умеренно массивная, не содержащая металлов галактика второго поколения. JWST наблюдал сверхмассивную черную дыру через 200 миллионов лет после Большого взрыва, поднимая вопрос о том, как эта СМЧД смогла сформироваться так быстро, вскоре после рождения Вселенной. Многие другие наблюдения поднимают фундаментальные вопросы о формировании и эволюции галактик и квазаров.
Недавние наблюдения JWST и других телескопов нарушают стандартный фундаментальный принцип космологии, согласно которому Вселенная в среднем однородна и изотропна. Также нарушаются предсказания Стандартной модели о высоком красном смещении, высокой светимости, содержании металлов и эволюции углерода в ранней Вселенной, включая наличие крупных нитевидных объектов, галактик, таких как Млечный Путь, и неожиданную морфологию объектов как с высоким, так и с низким красным смещением. .
Физика квантованного красного смещения
Гипотеза переменной массы Хойла-Нарликара обеспечивает основу, в которой квазары выбрасываются из ядер галактик, начиная с малой массы и высокого красного смещения и черпая энергию из окружающей системы. Со временем масса увеличивается, а красное смещение уменьшается, причем красное смещение связано с массой, а не с расстоянием.
Динамическое многократное рассеяние — еще одна теория, которая может объяснить красные смещения в зависимости от свойств окружающей среды. В лабораторных условиях наблюдалось красное смещение между двумя неподвижными объектами, где доплеровский сдвиг не ожидался из-за свойств среды, в которой проводились эксперименты.
Диплом
В этой статье мы использовали метод анализа данных, основанный на разложении по сингулярным значениям. В нашей предыдущей статье мы описали, что SVD более надежен по сравнению со стандартным методом, который использует периодограмму для оценки периодичности в зашумленных или квазипериодических наборах данных.
Мы проанализировали различные типы наборов данных о красном смещении, как квазары, так и галактики или пары квазар-галактика, используя все данные, полученные из Слоановского цифрового обзора неба или двухградусного поля (2dF). Наш анализ показывает, что в некоторых случаях красное смещение содержит высокую собственную составляющую определенно не космологического происхождения, что находится в полном противоречии с общепринятыми интерпретациями светимости квазаров и металличности, размеров, структуры и морфологии галактик.
Что касается недавних наблюдений внегалактических красных смещений, то альтернативная космология подтверждает свои предсказания в тех случаях, когда в противном случае при применении принципов стандартной космологии возникли бы расхождения.
Для проверки модели необходимы данные наблюдений. Таким образом, наблюдательные данные, такие как периодичность красного смещения пары галактика-квазар, представляют собой новую задачу для наблюдательной астрономии в отношении внегалактических объектов и гипотезы Большого взрыва.
Эта история является частью диалога Science X, где исследователи могут поделиться идеями из своих опубликованных исследовательских статей. На этой странице вы найдете информацию о Диалоге Science X и о том, как принять в нем участие.
Сисир Рой — профессор и старший научный сотрудник Хоми Бхабхи в Национальном институте перспективных исследований в Бангалоре, Индия. Его интересы лежат в области космологии, квантовой физики, сознания и нейробиологии.
