Красное смещение — сдвиг спектральных линий химических элементов в красную (длинноволновую) сторону. - Сдвиг спектральных линий в фиолетовую (коротковолновую) сторону называется синим смещением.
Красное смещение может возникнуть в следствие одной из следующих причин или их комбинацией:
- гравитационного красного смещения,
- "старения света": взаимодействия фотонов с другими элементарными частицами при движении во вселенной (следствие классической электродинамики и полевой теории элементарных частиц),
- эффекта Доплера,
- расширения вселенной и связанное с ней расширение пространства (следствие ОТО).
Красное смещение и гравитация
Гравитационное красное смещение является проявлением эффекта изменения частоты электромагнитных волн по мере удаления от массивных объектов (звезд, планет). Оно наблюдается как сдвиг спектральных линий близких к массивным телам источников в красную область спектра. Свет, приходящий из областей с более слабым гравитационным полем, будет испытывать гравитационное синее смещение. Гравитационное красное смещение было предсказано А. Эйнштейном при разработке общей теории относительности (ОТО):
,
где: - zG — относительное смещение спектральных линий под влиянием гравитации,
и 
- значения гравитационного потенциала в точках наблюдения и излучения соответственно,- G — гравитационная постоянная Ньютона;
- M — масса гравитирующего тела,
- c — скорость света,
- R — радиальное расстояние от центра масс тела до точки наблюдения,
- r — радиальное расстояние от центра масс тела до точки излучения.
Для электромагнитных волн, излучаемых на расстоянии r от центра масс массивного тела и принимаемых на бесконечности (R=∞), гравитационное красное смещение приблизительно равно:
,
Существенных вопросов к гравитационному красному смещению, в общем нет. - Тут все по науке.
[редактировать]Красное смещение и старение света
Старение света (англ. tired light) — гипотеза, выдвинутая сторонниками стационарной Вселенной, в качестве альтернативного объяснения обнаруженной зависимости красного смещения от расстояния до объекта. Данная гипотеза не предполагает расширения Вселенной.
Концепция впервые была предложена Фрицем Цвикки в 1929 году, который предположил, что фотоны теряют энергию в столкновениях с другими частицами пространства.
Некоторые физики поторопились похоронить эту гипотезу, не зная реального строения элементарных частиц и подлинной картины их взаимодействий, Но полевая теория элементарных частиц позволяет по новому взглянуть на данную гипотезу и установить, как фотоны теряют часть своей энергии при прохождении через вселенную. Более того полевая теория нашла кандидатов на "темную материю" и "темных" переносчиков энергии (взамен "темной энергии"). Рассмотрим это более подробно.
Фотон-нейтринные взаимодействия
Согласно полевой теории элементарных частиц электронное нейтрино (как и любая другая элементарная частица) обладает постоянным электрическим и магнитным полем и переменным электромагнитным полем. Согласно классической электродинамики данные электромагнитные поля будут взаимодействовать с другими электромагнитными полями, в том числе и с электромагнитным полем фотона. Таким образом, прохождение фотона через электронное нейтрино (выбрасываемое в гигантских количествах звездами) не окажется для последнего не замеченным - пусть это будет очень слабое изменение (точнее уменьшение) энергии фотона, но оно будет. И чем больше фотон повстречает на своем пути нейтрино - тем больше энергии он потеряет и соответственно сильнее будет красное смещение.
Одно дело, когда фотон летит параллельно с нейтрино (движущейся с около световой скоростью) одним курсом, когда они были оба излучены солнцем и совсем другое дело, когда фотон сталкивается с покоящимся нейтрино, со связанным состоянием из двух нейтрино, или с нейтрино, выпущенным другой звездой (движущейся в другом направлении). Теряемая фотоном энергия зависит от ориентации спина нейтрино, траектории по которой фотон проходит через нейтрино, а также от энергии самого фотона. Это не просто посчитать, но можно измерить с помощью космических аппаратов и лазеров.
Необходимо отметить, что данное взаимодействие не соответствует стандартной модели, поскольку последняя наделяет участвующие в нем элементарные частицы разными типами фундаментальных взаимодействий:
- нейтрино - гипотетическим слабым взаимодействием,
- фотон - электромагнитным взаимодействием.
Поэтому и делается вывод о разбегании галактик на одностороннем толковании красного смещения в пользу эффекта Доплера. - В противовес этому полевая теория элементарных частиц установила о наличии электромагнитных полей у всех элементарных частиц, в том числе и у такой неуловимой элементарной частицы как у электронного нейтрино. Следовательно, фотон и нейтрино обладая общими электромагнитными взаимодействиями, согласно классической электродинамике должны взаимодействовать друг с другом и у гипотезы "старения света" появляется союзник - полевая теория элементарных частиц. И если отбросить стандартную модель ошибочность, которой уже доказана, то это автоматически низвергает и "теорию Большого взрыва" до уровня простой гипотезы.
[редактировать]Количество нейтрино во Вселенной и возраст Вселенной
Теперь попытаемся оценить, сколько по Вселенной "гуляет" нейтрино.
Согласно современным экспериментальным данным наше солнце ежесекундно испускает порядка 2×1038 нейтрино (в основном электронных). С помощью полевой теории элементарных частиц и экспериментального значения верхнего предела массы покоя электронного нейтрино можно определить его минимальный объем как 10-20 м3. Перемножив две цифры, мы сможем оценить минимальный объем всех нейтрино, испускаемых нашим солнцем за 1 секунду как 2×1018 м3. Получился куб с размером грани более 1200 км. И это в каждую секунду работы нашего солнца. А если умножить на предполагаемое время горения нашего солнца 4,57×109×365×24×60×60=1,38×1016 сек мы получим 2,76×1054 нейтрино и объем 2,76×1034 м3. Для сравнения объем пространства занимаемый нашей солнечной системой (рассчитанный по радиусу орбиты Плутона) 9×1038 м3. Как видим это сопоставимые величины. Если вычислить среднее количество нейтрино ежесекундно испускаемых звездами а затем умножить на число звезд в галактике (в нашей это 1011), число видимых галактик и на предполагаемый возраст Вселенной (12,07×109 лет) мы получим фактор воздействия не только на энергию фотонов при их движении по вселенной но и на сами галактики а также и на Вселенную в целом. А игнорировать влияние нейтрино на мега мир как это пыталась делать стандартная модель нельзя.
Но возникает еще один вопрос: а из чего следует, что возраст Вселенной равен именно 12,07×109 лет. Ведь возраст самых старых шаровых скоплений звезд позволяющий оценить возраст Вселенной указывает что возраст Вселенной больше, чем 12,07×109 лет. А определение возраста Вселенной по красному смещению (13,7×109 лет) вообще нельзя считать достоверным, поскольку при этом игнорировались фотон-нейтринные взаимодействия. Но если какая-то часть красного смещения обусловлена этими взаимодействиями, то возраст вселенной автоматически увеличивается. А это ведет в свою очередь к увеличению числа нейтрино во Вселенной и как следствие к увеличению части красного смещения вызванной фотон-нейтринными взаимодействиями. А значит, возраст вселенной придется снова двигать и снова и ... .
[редактировать]Взаимодействия нейтрино
Согласно экспериментальным данным нейтрино покидают солнце с релятивистскими скоростями (и соответственно энергиями). А такое нейтрино, если оно ни с кем не столкнется, с легкостью преодолеет гравитационное поле и выйдет за пределы галактики. Но вероятность столкновения с нейтрино от других звезд (и звезд других галактик) достаточно высока. Такие столкновения могут произойти как внутри галактики, так и за ее пределами. При столкновении нейтрино они перейдут в возбужденные состояния. Затем из этих состояний произойдет переход в состояния с меньшей энергией и испусканием фотонов либо рождением нейтрино-антинейтрино или электрон-позитронных пар, если на это было достаточно энергии. И создается иллюзия образования из ничего пар частица-античастица, а также возникновение электромагнитного излучения, которое может быть приписано "реликтовому". Столкнувшиеся нейтрино будут пополнять собой невидимую массу во вселенной - темную материю (хотя возможно у "темной" материи имеются и другие компоненты, кроме нейтрино). Кроме того возможны аннигиляции пар нейтрино-антинейтрино с испусканием электромагнитного излучения.
[редактировать]Красное смещение и эффект Доплера
Параметр смещения определяется как:
,
где λ и λ0 — значения длины волны в точках наблюдения и испускания излучения соответственно.
Доплеровское смещение длины волны в спектре источника, движущегося с лучевой скоростью 
и полной скоростью 
, равно:
,
При движении к источнику излучения длина волны будет уменьшаться, а при движении от источника излучения длина волны будет увеличиваться, и будет наблюдаться красное смещение.
Исходя из наблюдения красного смещения в спектрах галактик и эффекта Доплера делается вывод, что все галактики разбегаются и следовательно вселенная расширяется.
Никаких прямых доказательств того, что галактики разбегаются, в физике в настоящий момент нет. Никто не измерял напрямую расстояния до галактик и не обнаружил, что за некоторый интервал времени они выросли. Таким образом, факт разбегания галактик физикой в настоящий момент не установлен. Это всего лишь не доказанные предположения, основанные на наличии красного смещения в спектрах галактик и толковании его в пользу эффекта Доплера. Таким образом "теория Большого взрыва" продолжает оставаться недоказанной гипотезой.
Красное смещение и расширение Вселенной
Красное смещение, вызванное эффектом Доплера, если оно имеет место в природе, должно вызвать расширение космического пространства в масштабах всей Вселенной. Считается, что такое расширение Вселенной должно быть почти однородным и изотропным (расширение происходит почти равномерно в каждой точке Вселенной).
Утверждается, что экспериментально расширение Вселенной наблюдается в виде выполнения закона Хаббла. Предполагается, что началом расширения Вселенной является так называемый "Большой взрыв". Теоретически явление было предсказано и обосновано А. Фридманом на раннем этапе разработки общей теорией относительности.
Возникает вопрос: если Вселенная, как предполагается, расширяется, то увеличиваются и линейные размеры внутри нашей солнечной системы. Следовательно, увеличивается и длина эталона длины - 1 метра. Отсюда мы получаем невозможность определения расширения Вселенной - число метров от нас до удаленной галактики будет оставаться прежним. Число метров будет изменяться, в соответствии с законами механики и будет зависеть от направления и реальной величины линейной скорости галактики (относительно нашей планеты - "центра мироздания") - что не связанно с предполагаемым расширением Вселенной.
Таким образом наличие расширения Вселенной физикой не доказано - это всего-лишь одна из гипотез объясняющих красное смещение.
Итог
Гипотеза Большого взрыва по-прежнему остается не доказанным предположением (или просто говоря - является сказкой), а идея Стационарной Вселенной нуждается в дальнейшем исследовании. Какая теория возникнет потом - время покажет.
Вселенная не так пуста, как кажется. В ней идут процессы преобразования и переноса энергии (в том числе и теми же нейтрино - не видимыми переносчиками энергии) и физике предстоит понять, описать и объяснить все это, а не выдумывать всякие правдоподобные математические сказки.
Сейчас физика не может однозначно сказать, каков реальный возраст Вселенной и можно ли его как-то измерить. - Но теперь совершенно ясно, что 13,7 млрд. лет назад вселенная была, в ней были галактики со звездами, у звезд были планеты, на части планет была жизнь, на некоторых разумная и тогда мыслящие существа тоже задавались вопросом каков реальный возраст Вселенной и также не могли дать точного ответа, поскольку за тем сроком, который проглядывался в прошлое, Вселенная уже была и в ней тоже были галактики и ... .
Горунович В.А. Роль нейтрино в красном смещении и в микроволновом фоновом космическом излучении
Свежие комментарии