Redshift Vs. Кинематический доплеровский сдвиг
Галактика в красном смещении z = 10, соответствует v≈80% из c. Масса Млечного Пути около1011M⊙, если рассматривать темную материю, это 1012M⊙. Таким образом, наш млечный путь огромен. Если он движется на 80%c, это не укладывается в общую концепцию движения объектов.
Мы знаем,
$$ \ frac {v_r} {c} = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda {rest}} {\ lambda_ {rest}} $$
При малых значениях z
$$ z = \ frac {v_r} {c} = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}} $$
На следующем графике, класс между потоком и длиной волны, есть линии излучения поверх континуума. ИзH-α информации о строке, мы можем сделать вывод, что примерно z = 7. Это означает, что галактика движется на 70%c. Мы наблюдаем сдвиг и интерпретируем его как скорость. Мы должны избавиться от этого понятия и взглянуть наzпо-другому. Представьте себе пространство как двумерную сетку, представляющую вселенную, как показано ниже.
Считайте, что черная звезда - это наш Млечный путь, а голубая звезда - это какая-то другая галактика. Когда мы регистрируем свет от этой галактики, мы видим спектр и узнаем его красное смещение, то есть галактика удаляется. Когда фотон испускался, он имел относительную скорость.
Что, если пространство расширяется?
Это мгновенное красное смещение фотона. Кумулятивные красные смещения в пространстве между двумя галактиками будут иметь тенденцию к большому красному смещению. Наконец, длина волны изменится. Это расширение пространства, а не кинематическое движение галактик.
На следующем изображении показано, что если взаимная гравитация выходит за пределы расширения, то это не участвует в законе Хаббла.
При кинематическом доплеровском сдвиге красное смещение индуцируется в фотоне во время излучения. В космологическом красном смещении на каждом этапе оно кумулятивно смещается в красную сторону. В гравитационном потенциале фотон будет смещен в синий цвет. Когда он выползает из гравитационного потенциала, он смещается в красную сторону.
Согласно специальной теории относительности, два проходящих мимо объекта не могут иметь относительную скорость, превышающую скорость света. Скорость, о которой мы говорим, связана с расширением Вселенной. Для больших значений z красное смещение является космологическим и не является достоверной мерой фактической скорости удаления объекта по отношению к нам.
Космологический принцип
Это проистекает из Copernicus NotionВселенной. Согласно этому понятию, Вселенная однородна и изотропна. Во вселенной нет предпочтительного направления и местоположения.
Однородность означает, что независимо от того, в какой части вселенной вы живете, вы увидите, что вселенная одинакова во всех частях. Изотропная природа означает, что независимо от того, в каком направлении вы смотрите, вы увидите одну и ту же структуру.
Подходящим примером однородности является рисовое поле. Он выглядит однородным со всех сторон, но когда ветер дует, его ориентация меняется, поэтому он не изотропен. Представьте себе гору на равнине, а на вершине горы стоит наблюдатель. Он увидит изотропный характер плоской земли, но она неоднородна. Если в однородной Вселенной он изотропен в одной точке, он изотропен везде.
Были проведены крупномасштабные исследования для составления карты Вселенной. Sloan Digital Sky Surveyэто одно из таких обзоров, в котором основное внимание уделялось не склонению, а прямому восхождению. Время оглядки назад составляет около 2 миллиардов лет. Каждый пиксель соответствует положению галактики, а цвет соответствует морфологической структуре. Зеленый цвет представляет синюю спиральную галактику, а красный ложный цвет указывает на массивные галактики.
Галактики образуют нитевидную структуру в космологической паутине, а между ними есть пустоты.
$ \ delta M / M \ cong 1 $ т.е. флуктуация распределения масс равна 1 M - масса вещества, присутствующего в данном кубе. В данном случае возьмем объем 50 Мпк куб.
Для стороны куба 1000 Мпк $ \ delta M / M \ cong 10 ^ {- 4} $.
Один из способов количественной оценки однородности - принять колебания массы. Колебания массы будут выше при меньших масштабах.
Для количественной оценки изотропности рассмотрим космическое микроволновое фоновое излучение. Вселенная почти изотропна на больших угловых масштабах.
Что следует помнить
Два проходящих мимо объекта не могут иметь относительную скорость больше скорости света.
Космологический принцип утверждает, что Вселенная однородна и изотропна.
Эта однородность существует в очень большом угловом масштабе, а не в меньших масштабах.
SDSS (Sloan Digital Sky Survey) - это попытка составить карту ночного неба, подтверждающую космологический принцип.