Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
Общество → Наука → Новости науки

Клуб любителей космоса 751

Открытая группа
4589 участников
Администратор Adm-X
Администратор vladmiza

Важные темы:

Последние откомментированные темы:

20241228201111

←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →
OldProger
2программист пишет:

Эффект Сакса-Вольфа или интересное о расширении Вселенной

Александр Гинзбург 07 июля 2016, 19:05 2189 0

Мы помним, что вся Вселенная практически равномерно заполнена электромагнитным излучением - реликтовым фоновым излучением, образовавшимся, когда ей было всего лишь триста восемьдесят тысяч лет. Его плотность - около пятисот фотонов на квадратный сантиметр, на девять порядков выше, чем количество барионов, что очень важно для науки, температура - 2,725 градусов Кельвина, длина волны, соответственно - 1,9 миллиметра. Наша Галактика и вся Местная группа галактик движутся относительно этого излучения со скоростью около 630 км/с.

   Еще мы знаем, что оно чрезвычайно изотропно (с точностью выше 0,01%), а отклонения от изотропности (более "горячие" и "холодные" участки) преимущественно свидетельствуют о первичных неоднородностях вещества, возникших в момент Большого взрыва

 

https://naukatehnika.com/files/journal/nauka/astronomia_i_phizika/Galaxies_of_the_Infrared_Sky.jpg

Крупномасштабная структура Вселенной, как она выглядит в инфракрасных лучах с длиной волны 2,2 мкм — 1 600 000 галактик, зарегистрированных в Extended Source Catalog как результат Two Micron All-Sky Survey. Яркость галактик показана цветом от синего (самые яркие) до красного (самые тусклые). Тёмная полоса по диагонали и краям картины — расположение Млечного Пути, пыль которого мешает наблюдениям Фото: Wikipedia

 

Но неоднородности реликтового фона говорят не только об этом. Представим себе фотон реликтового излучения, летящий во Вселенной. Вообразим, что по пути ему встречается большая масса. Например, скопление галактик. Эта масса притягивает фотон - и он немного ускоряется, а поскольку фотон и так летит со скоростью света, его "ускорение" означает повышение энергии, то есть, частоты (и температуры) с уменьшением длины волны. Потом он пролетает через эту массу - и теперь она его тормозит, и фотон, соответственно, "замедляется" (его энергия и частота падают, длина волны - растет). Если бы Вселенная была стационарной, то фотон улетел бы от скопления, восстановив ту же изначальную энергию, с которой к нему прилетал. Если бы Вселенная расширялась равномерно с постоянной скоростью, то фотон, подлетая к массе, быстро набрал бы энергию, а потом, пролетев мимо нее, из-за увеличения количества пространства, терял бы ее не так быстро, но зато боле длительное время, так что в результате опять же, он восстановил бы свою первоначальную энергию. Но если Вселенная расширяется ускоренно (а мы знаем, что дело в нашем мире обстоит именно так), то окажется, что за то время, которое потребовалось фотону, чтобы пролететь мимо скопления, пространство на его пути увеличивалось быстрее, чем за то время, пока он к скоплению подлетал; притяжение ослабло, и на улетающий фотон в результате действовала меньшая гравитационная сила, чем на прилетающий. То есть, масса, мимо которой фотон пролетел, немного поделилась с ним энергией.

    Получается нетривиальный результат, именуемый эффектом Сакса-Вольфа - в ускоренно расширяющейся Вселенной фотон, пролетевший мимо большой массы, приобретет большую энергию, чем фотон, летевший по пустому пространству. Вернее, потеряет меньшую.

   Таким образом, более "горячие" области реликтового излучения указывают не только на области, которые во время отделения вещества от излучения и образования реликтового фона (через 380000 лет после Большого взрыва) были более плотными и горячими, но и на области, которые за время странствий фотонов реликтового излучения по дороге к нам, были более плотно заполнены веществом. Проверка неоднородностей реликтового фона показывает, что, действительно, они во многом соответствуют крупномасштабной структуре Вселенной: фотоны, проходившие через пустые участки пространства - войды, - оказываются более холодными, чем фотоны, проходившие через области сверскоплений галактик. Значит появляется еще один механизм изучения крупномасштабной структуры Вселенной.

   При этом следует обратить внимание на интересное обстоятельство - полученное экспериментальное подтверждение эффекта Сакса-Вольфа неопровержимо и однозначно доказывает факт ускоренного расширения Вселенной.

    Правда, при практическом применении эфекта Сакса-Вольфа возникает одна проблема. Одно из следствий эффекта - то, что по результатам наблюдений реликтового фона отделить влияние первичных неоднородностей вещества во Вселенной (изучение которых позволяет очень многое узнать о реальном характере образования нашего мира и его самой-самой ранней истории, первых тысячелетиях, секундах и мгновениях) от воздействия существующих крупномасштабных неоднородностей распределения материи оказывается весьма сложно.

Например, трудно понять, является ли видное справа внизу на фотографии, приведенной здесь: http://naukatehnika.com/reliktovoe-radioizluchenie.html темно-синее холодное пятно реликтового излучения остатком области пониженной плотности древнейших времен, которую мы видим в том состоянии, какой она была 13,77 миллиарда лет назад, через 380 тысяч лет после Большого Взрыва, или следом супервойда - огромной пустой области во Вселенной, удаленной от наc на шесть миллиардов лет и имеющей диаметр в полмиллиарда световых лет.    
Источник:  https://naukatehnika.com/effekt-saksa-volfa-ili-interesnoe-o-rasshirenii-vselennoj.html

Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере
Это интересно
+1

OldProger
2программист 21.07.2021
Пожаловаться Просмотров: 730  
Комментарии 3
←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →


Комментарии временно отключены