Sterrekunde

Beïnvloed golflengte rooiverskuiwing wat veroorsaak word deur die metrieke uitbreiding van die ruimte?

Beïnvloed golflengte rooiverskuiwing wat veroorsaak word deur die metrieke uitbreiding van die ruimte?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Speel golflengte 'n rol in kosmologiese rooi verskuiwing? Sien ons dat sekere golflengtes minder beïnvloed word deur uitbreiding, of sien ons enige vertraging in die aankoms van sekere golflengtes?

Hoe akkuraat is enige waarnemings?


Standaard kosmologiese modelle voorspel dat die kosmologiese rooi verskuiwing en die snelheid van die lig golflengte-onafhanklik is. Hierdie resultaat word waarnemend bevestig bv. deur Ferreras & Trujillo (2016), wat $ sim500 , 000 $ SDSS-melkwegspektra gebruik het tot 'n presisie van $ Delta z sim 10 ^ {- 6} $ en $ Delta z sim 10 ^ {- 5 } $ vir sterrestelsels teen onderskeidelik $ z <0,1 $ en $ z> 0,1 $.


Waarom rooi die uitbreidende heelal rooi verskuiwing?

Wikipedia het 'n goeie artikel oor rooi verskuiwing. Kan u die vraag beperk, sodat iemand kan agterkom watter deel verwarrend is?

U kan na golwe in 'n plas, dam of 'n groot emmer kyk. Die frekwensie van die golwe is die aantal kere per sekonde dat die golfpieke 'n punt bereik. Gestel jou & quotpoint & quot beweeg, miskien soos 'n vlieg bokant 'n dam. As die vlieg na die plek vlieg waar 'n klippie die golwe geskep het, sal dit meer pieke per sekonde verbygaan. As die vlieg van die plons wegvlieg, sal dit minder pieke per sekonde verbygaan. Die frekwensie wat vanuit die vliegperspektief gemeet word, verander wanneer die relatiewe snelheid van die bron verander.

Die lig het nie regtig energie verander nie. As iemand 'n bofbal agter in die bewegende bakkie gooi, sal dit nie baie vinnig gaan as jy dit vang nie. Dit sou jou handskoen hard tref as hulle dit vorentoe gooi en jy dit vang. Die kruik gooi die bal elke keer met dieselfde energie / momentum. Dit is slegs die meting vanuit u perspektief wat met elke toonhoogte verander.

  • U kan waarnemers in die omgewing sien waarneem dat hulle plaaslik relatief op mekaar beweeg op skale so klein dat alles soos Minkowski-ruimte lyk. In die sin is die kosmologiese rooi verskuiwing 'n opeenhoping van Doppler-verskuiwings namate die lig van een komende waarnemer na die volgende oorgaan.
  • U kan na die skaalfaktor ## a (t) ## in die Robertson-Walker-maatstaf kyk, wat die algehele skaal van die homogene en isotrope ruimtelike snye van die heelal beskryf. In hierdie beskrywing, namate ## a (t) ## groei, groei die golflengte van die lig relatief tot die komende waarnemers en daarom sal die frekwensie wat hulle sou waarneem, afneem.

Net om duidelik te wees, verwys dit spesifiek na die energie in verhouding tot waarnemende waarnemers, 'n aanname wat nie altyd eksplisiet genoem word nie. Energie is nie 'n inherente eienskap van 'n ligsein op sigself nie (die spanning-energie-tensor is). In die sin het die lig nie energie verander nie, want energie is nie 'n eienskap wat inherent daaraan verbonde is nie.

Inflasie het geen invloed op die CMB-golflengte nie, want dit het gebeur voordat die CMB vrygestel is. Moenie inflasie met uitbreiding verwar nie. Uitbreiding is die skaal van die heelal wat mettertyd toeneem, inflasie is 'n hipotetiese periode van vinnige uitbreiding heel aan die begin van die heelal, voordat CMB, voor nukleosintese, bedoel is om (onder andere) te verklaar waarom die heelal so homogeen is.

Moet ook nie die effek van uitbreiding op die CMB-rooiverskuiwing verkeerd beoordeel nie. Wat u moet besef, is dat die & quotcause & quot van een of ander effek in GR anders kan beskryf word in verskillende koördinate (dit geld ook in SR). Ek is nie seker wat u bedoel met verwysingsraamwerke & quot; Dit is nie iets wat 'n mens doen nie. Wat ek gesê het, is dat u die rooi verskuiwing kan verdeel in 'n paar klein stappies waar elke stap beskryf kan word as 'n Doppler-verskuiwing tussen waarnemende waarnemers. Wat komende waarnemers definieer, is steeds iets wat afhang van die algehele meetkunde van die ruimtetyd, wat verkieslik in die Robertson-Walker-koördinate gegee word, en die koördinaatonafhanklike stelling is dat 'n ligsignaal van die een waarnemende waarnemer na die ander rooi verskuif sal word as die skaalfaktor by die ontvangsgeleentheid is dit groter (en andersom). Die koördinaatonafhanklike wiskunde daaragter kan gekook word om die emitter 4-snelheid met die 4-frekwensie van die lig met die ontvanger 4-snelheid te vergelyk met die 4-frekwensie van die lig onder die wete dat die 4-frekwensie parallel is langs die ligte wêreldlyn vervoer. Ek het dit 'n geruime tyd gelede in 'n tegniese PF Insight (op A-vlak) beskryf.


Dit is 'n wonderlike vraag, aangesien dit beide belangrik is vir die moderne astrofisika en kosmologie, en dit word verkeerd verstaan ​​deur baie mense, insluitend wetenskaplikes self. Die volledige, streng behandeling vereis nou algemene relatiwiteit, wat ek nie in detail hier sal bespreek nie. Dit is egter 'n onderwerp wat ietwat intuïtief verklaar kan word, so ek gee dit 'n kans.

Koördinate: Eerstens het ons 'n konsekwente koördinaatstelsel nodig om in te werk. Gestel almal meet tyd aan die temperatuur van die kosmiese mikrogolfagtergrond (CMB). As u nie hiermee vertroud is nie, kan u dit as die agtergrondtemperatuur van die heelal beskou, waarvan ons weet dat dit eentonig verband hou met tyd vir enige waarnemer - dit neem af namate die heelal afkoel van die oerknal. Nou moet ek in staat wees om dieselfde fisiese resultate te verkry uit enige verwysingsraamwerk, traag of nie, maar die interpretasie van die resultate hang af van die raamwerk, en dit is 'n intuïtiewe een om in te werk.

Goed, dit dek tyd. Wat van afstand? Dit is hier waar kosmologie dadelik ingewikkeld raak en dat 'n behoorlike verduideliking van afstand baie kosmologiese kwessies kan verklaar, waaronder die kosmologiese (Hubble) rooi verskuiwing.

Gestel ons het 'n netwerk intergalaktiese bakens wat van 'n verre sterrestelsel (A) tot by ons gestrek het (B). Gestel hulle is so naby aan mekaar dat jy by een van hulle kan wees en jou arm kan uitsteek en die volgende kan aanraak. Op 'n enkele oomblik in die tyd (onthou, al die bakens word met die CMB gesynchroniseerd), elke baken meet die afstand na sy buurman (of dit nou met lasers of 'n meterstok is, dit maak nie saak op sulke klein skale nie), en al hierdie dinge afstande word opgesom. Die som word die genoem behoorlike afstand tussen A en B.

Opmerking oor afstande: Nou kan u dink dat die afstand tussen twee dinge 'n baie unieke begrip is, maar daar is eintlik ander nuttige afstande. Dinge soos wegdoen afstand, helderheidsafstand, en hoek deursnee afstand word almal verskillend gedefinieer. Al hierdie afstande stem ooreen maar vir twee voorbehoude. Eerstens laat GR toe dat ruimtetyd 'geboë' word (alhoewel ons eksperimenteel gevind het dat dit in ons heelal onbeduidend is). Tweedens, en die mees relevante vir ons bespreking, laat GR toe dat die ruimte self na verloop van tyd "uitbrei" of "inkrimp". is gebeur in ons heelal.

Natuurlik sê baie mense dinge soos "die ruimte brei uit" sonder om enige idee te gee oor wat dit beteken. Wat ek daarmee bedoel, is dat die regte afstand tussen A en B mettertyd sal groei, selfs uitgesluit veranderinge wat deur enige relatiewe snelheid op sigself aangebring word. Hoe kan ons die moontlikheid van relatiewe beweging uitsluit? Gestel A en B rus albei met betrekking tot die CMB. Dit is uitvoerbaar, want as u beweeg (in die spesiale relatiwiteitsin) met betrekking tot hierdie agtergrond, sou fotone (Doppler) voor u bluesverskuif word en agter u rooi verskuif word. In werklikheid sien ons 'n effense dipool in die CMB hier op aarde, dus is ons nie heeltemal in rus ten opsigte daarvan nie. Dus, selfs as waarnemers by A en B albei in rus is, sal die skeiding tussen hulle groei.

Opkoms van rooi verskuiwing: As u u kop daaroor kan vou (en u sou nie in staat wees om dit by die eerste blootstelling te neem nie - dit neem tyd om aan gewoond te raak), is die res redelik eenvoudig. Gestel iemand wat by A staan, stuur 'n ligstraal na B, en die lig is vasgestel met 'n golflengte van 1 meter by A. Vir konkreetheid gebruik ek getalle wat die werklike toestand van dinge in ons heelal weerspieël. Laat ons ook 'n tyd $ t_ teks neerpen$ 8 miljard jaar gelede, en sê dat die regte afstand tussen A en B destyds $ d_ text was = 5 times10 ^ <25> mathrm$ (dit is ongeveer 5,5 miljard ligjare).

As die heelal sou wees staties, dit is wat sal gebeur: Na 5,5 miljard jaar sal B die eerste fotone van A. ontvang. Die golflengte sal steeds 1 meter wees, en as ons intergalaktiese bakens golffront-sensors het, sal hulle ons vertel dat daar inderdaad $ 5 times10 ^ $ pieke in die elektromagnetiese veld eweredig tussen A en B.

Die heelal is egter nie staties nie. Daardie regte afstand neem toe, en daarom moet die fotone 'n bietjie langer beweeg om B. Te bereik. In ons heelal moet hulle blykbaar altesaam 8 miljard jaar reis. So, wat sien ons hier by B, op tyd $ t_ text$? Nou, laat ons eers kyk wat daar by A gedoen is. Gestel die balk is vir al hierdie tyd bestendig gehou, en maak elke $ (1 mathrm 'n nuwe EM-piek)) / c $ tydseenheid (ongeveer 3 nanosekondes). Daar is genoeg pieke in hierdie golf dat dit 8 miljard ligjare sal verleng as hulle almal eweredig op 1 meter van mekaar is. Net vir 'n bestendigheidskontrole, vra ons egter na die intergalaktiese bakenetwerk en vra ons hoe ver A is (ons sal natuurlik miljarde jare moet wag totdat die inligting by ons uitkom, maar tog kan ons die getal meet in prinsiep).

Tot ons groot verbasing is A nogal ver weg. Beslis meer as 5,5 miljard ligjare, en in werklikheid meer as 8 miljard ligjare. Soos dit blyk (vanweë die getalle wat ek gekies het) is A presies twee keer so ver weg soos toe ons met hierdie hele eksperiment begin het! Dit wil sê $ d_ text = 2d_ teks$. Stel u nou die golfpieke voor. Daar is genoeg om 8 miljard ligjare te dek, maar dit is meer as 11 miljard ligjare. Dit is duidelik dat hulle nie meer 1 meter eweredig is nie. As ons weer ons intergalaktiese bakens gebruik en die reeks pieke en bakke laat ondersoek, sou ons leer dat die lig naby A 'n golflengte van 1 meter het en dat naby B 'n golflengte van 'n geheel het. 2 meter.

Dit sal ons eintlik nie verbaas nie, aangesien die totale afstand met 2 vermenigvuldig is. Die eerste golflengte bedek 1 deel in $ 5 times10 ^ <25> $ van $ d_ text$ wanneer dit uitgestraal word, en watter "rek" ook al plaasgevind het, moes oral eenvormig plaasgevind het, net soveel in die ruimte tussen die eerste twee agtereenvolgende pieke in die golf as in die res van die tussenruimte. Aangesien ons die foton vandag ontvang, is die golflengte 1 deel in $ 5 times10 ^ <25> $ van $ d_ teks = 2d_ teks$. In werklikheid is die heelal twee keer so groot (lineêre grootte, volumes het agtvoudig toegeneem), vergeleke met 8 miljard jaar gelede.

Vergelyking met Doppler: Die groot verskil tussen wat ek beskryf het en die Doppler-verskuiwing is dat kosmologiese rooi verskuiwing met verloop van tyd plaasvind. In 'n tipiese handboekvraag oor SR, het u twee vuurpyle met 'n relatiewe snelheid, en dit maak nie saak hoe ver hulle van mekaar is nie, aangesien die golflengteverskuiwing net plaasvind wanneer u na die ander raam oorskakel. Hier het die golflengte 'n besliste, voortdurend groeiende waarde gedurende hierdie CMB-raam.

Laaste opmerking oor versnelde uitbreiding: Goed, as u tot hiertoe gekom het, is u meer 'n kundige as die oorgrote meerderheid van die wêreld. Maar kom ons gaan net 'n bietjie verder, want dit is die materiaal van die mees onlangse Nobelprys in fisika (vanaf hierdie skrywe, September 2012). Ons kan baie doen met hierdie soort metings, en meet gelyktydig afstand en rooi verskuiwing. Aangesien ons nie miljarde jare wil wag nie, gebruik ons ​​die meer toeganklike afstand van die helderheid (die skakel het 'n definisie, maar helaas). In elk geval kan ons rooi skuifmetings op 'n klomp verskillende afstande doen, en dan kan ons dit alles saamstel om 'n uitbreidingsgeskiedenis van die heelal te kry. Sterrekundiges is baie geïnteresseerd daarin om dit te doen sedert Edwin Hubble gevind het dat die heelal nie staties is nie deur 'n lyn in die plot van rooi verskuiwing te pas as 'n funksie van afstand. (Kantaantekening: sy data was verskriklik, beperk tot slegs nabygeleë sterrestelsels waar ander effekte oorheers, maar hy was waaghalsig as niks anders nie, so hy kry rekwisiete daarvoor.) Verander die tempo van uitbreiding in die besonder? Ons weet dat die koers vandag $ H_0 = 70 ( mathrm/ mathrm) / mathrm$. Dit wil sê dat voorwerpe op 'n regte afstand van 1 miljoen parsec die regte afstand met 70 kilometer per sekonde sal verhoog. In die laat 90's het die mense wat uiteindelik die Nobelprys gekry het, meer presiese metings gedoen en hulle het gevind dat die uitbreiding in werklikheid versnel, tot almal se verbasing. Die naam wat ons gee aan die nog-min-verstaanbare oorsaak hiervan is 'donker energie' (nie om verwar te word met 'donker materie'), maar dit is 'n onderwerp vir 'n ander boodskap.


. Aanhangsel A bied die saak aan van Planck se wet, wat 'n plaaslike reg is, dit wil sê dit hang nie van afstand of tyd af nie en is van kritieke belang vir die ontleding van kosmiese data. Soos daar getoon, meet A (tomic) en S (tempo) waarnemers dieselfde temperatuur vir 'n Planck-radiator, maar die S-waarnemer sal 'n afnemende golflengte vir die piekstraling waarneem, terwyl hierdie waarde vir A onveranderlik is. Hierdie verskil is egter te wyte aan die verskillende lengte-eenhede, albei waarnemings verifieer Planck se formule omdat die waarde van die Planck-konstante dienooreenkomstig wissel in S.

kommentaar B: Op die ontwyking van fotone
Die ontwyking van 'n foton in S (met $ alpha ^ 2 $) en in A (met $ alpha $, wat geïmpliseer word deur veld-ontwyking, het 'n bekende belangrike gevolg: 'n foton wat plaaslik geproduseer word, is identies aan 'n foton wat aankom uit 'n verre bron.
. die ontwyking van fotone is raaiselagtig vir die A (tomic) waarnemer, wat nie bewus is van die ontwyking van velde nie. Die ruimte-uitbreiding lewer 'n afname in energiedigtheid met $ alpha ^ 3 $, maar nie met $ alpha ^ 4 $ nie. Die A-waarnemer kan 'n logiese assosiasie vind: namate die frekwensie verskuif met die ruimte-uitbreiding, hou hierdie ontwyking van die fotonenergie 'n onveranderlike Planck-konstante in A langs die voortplanting van die straling. Die onveranderlikheid van die Planck-konstante kan egter nie aanvaar word as die oorsaak vir die variasie in energie van 'n foton terwyl dit voortplant nie. Bowenal is daar in die raamwerk van die standaardmodel veronderstel om energiebesparing te bestaan: die ontwyking van fotone is 'n skending van die fundamentele beginsels van die fisika van die standaardmodel. Dit is dus nodig om te verduidelik wat gebeur met die ontbrekende energie van elektromagnetiese golwe. Hierdie probleem ontstaan ​​by alle teorieë oor ruimte-uitbreiding. Die antwoord is dat velde verdwyn in verhouding tot ruimte, wat twee probleme van die standaardmodel oplos: waarom uitbreiding nie plaaslik deur stroommetings opgespoor word nie en waarom die energiedigtheid van straling afneem met die 4de krag van die uitbreidingstempo (negatief).
In die Dilatasie-model is daar geen behoud van energie soos tans gedefinieër nie, die verdwyning van die veld en die ooreenstemmende afname in die energiedigtheid oortree geen fundamentele beginsel nie. Tog is die verskynsel ook 'n raaisel. Om hierdie resultaat te verklaar, kan oorweeg word dat die ontwyking van materie en sy statiese veld die uitbreiding van die veld kan voed. In hierdie geval kan 'n mens verwag dat die totale hoeveelheid van die een of ander onbekende entiteit, wat verband hou met materie en veld, konstant moet hou tydens die proses van velduitbreiding, en dat hierdie proses 'n nuwe navorsingslyn is.


Waarom word sterrestelsel-rooiverskuiwing geassosieer met 'n uitbreiding van die ruimte in plaas van 'n relativistiese effek?

Dit is iets wat my altyd verwar het. Kan dit nie wees dat in plaas daarvan dat sterrestelsels plaaslike beweging het en die ruimte tussen uitbreiding nie, die rooi verskuiwings wat in snelheid vertaal word, net verklaar kan word deur die sterrestelsels wat naby die snelheid van die lig beweeg?

Laat ek dit probeer opklaar.

Wanneer 'n spektrum van 'n sterrestelsel geneem word, verskyn funksies in die spektrum nie waar dit in die son of in die laboratorium verskyn nie. In plaas daarvan verskyn dit op langer golflengtes na die rooi. Die kalsium-drieling is byvoorbeeld 'n versameling van drie lyne wat deur geïoniseerde kalsium in 'n spesifieke soort ster uitgestraal word. Hierdie drie lyne is redelik maklik om te identifiseer en kan gereeld in ster- of sterrestelsel-spektra gesien word.

Die lyne verskyn dus op langer golflengtes as wat verwag is. Die verskuiwing (gedeel deur die golflengte in die laboratorium of in ons son) word die rooi of blou skuif genoem. As die breuk vermenigvuldig word met die snelheid van die lig, kry ons die snelheid wat sal lei tot 'n Doppler-verskuiwing van die hoeveelheid.

Dus kan die rooi of blou verskuiwing direk geïnterpreteer word as die relatiewe beweging van 'n bron-Doppler wat die lig verskuif as dit wegbeweeg of na ons toe beweeg.

Nou gebeur dit dat byna alle sterrestelsels (behalwe die naaste aan ons) hul spektrale eienskappe na die rooi verskuif. Verder is die hoeveelheid rooi verskuiwing direk eweredig aan 'n afstand van sterrestelsels. Lus daarvoor! Dankie Hubble! Daar is twee interpretasies van die data:

1 ons is in die middel van die heelal en alles jaag van ons af 2 die heelal brei oral uit en alle waarnemers sien hoe sterrestelsels van hulle af wegjaag.

Die tweede verklaring hou by die Kopernikaanse beginsel - die leidende beginsel in die sterrekunde vir 'n halwe millennium wat sê dat ons nie 'n spesiale plek in die kosmos inneem nie, en daarom word dit verkies.

Die gevolgtrekking is dat die heelal besig is om uit te brei en dat die lig van sterrestelsels wat van ons af wegjaag met snelhede wat eweredig is aan hul afstande, Doppler na die rooi skuif.

Die idee dat die ruimte self energie uit die fotone suig, is meer omstrede. Daar is al baie daaroor geskryf, byvoorbeeld hieroor

Dit verhelder dit baie. In die besonder die feit dat fotone energie verloor tydens die reis. Dankie!

Dan moet u verduidelik waarom hele sterrestelsels en sterrestelsels op 'n hoë persentasie C beweeg en weg van ons af in alle rigtings wat waarskynlik nie is nie.

Sou die sterrestelsels nie naby C beweeg nie, sou ons ook sien dat sterrestelsels na ons toe skuif?

Ons sien 'n paar sterrestelsels in die plaaslike groep blueshifted deur na ons toe te beweeg, as ek dit reg herinner.

In hierdie geval sou die heelal nie homogeen wees nie en slegs van die aarde af isotroop wees. Herinner op een of ander manier die geosentriese en heliosentriese wêreldbeskouing. ^ ^ En u sou nie die grense van die waarneembare heelal, die mikrogolfagtergrond kon verklaar of waarom die rooiverskuiwing met afstand en nie relatiewe spoed skaal nie.

Ander het goeie antwoorde gegee. Iets anders om in ag te neem: daar is die vloei as gevolg van uitbreiding en die vloei as gevolg van swaartekrag. Laasgenoemde word veroorsaak deur beweging na trosse en weg van leemtes. Dit is wat ons eienaardige snelhede noem. Tot ongeveer 100 Mpc is dit dominant of 'n aansienlike deel van hul totale beweging en kan dit eintlik ietwat gekarteer word deur na bekende trosse en leemtes te kyk. Daar kan ook aangetoon word dat hierdie effekte op groter afstande verminder. Dit wys dat daar uitbreiding is en dat eienaardige snelhede 'n klein effek op groot genoeg skale het.

Laat ek 'n alternatiewe voorstel probeer adverteer.

Die kosmologiese rooi verskuiwing, Hubble & # x27s-data of andersins, is nie te wyte aan doppler-rooi verskuiwing nie, of dit nou sterrestelsels is wat van ons af uitbrei of ruimte uitbrei.

Die onmoontlikheid dat alles in die hele sfeer rondom ons of enige waarnemers van ons af uitbrei, is 'n verouderde teorie, Hubble & # x27s-uitbreiding is vervals, en my alternatief vereis nie dat die heelal 71% Donker energie is nie (onbekend).

Die kosmologiese rooi verskuiwing is swaartekrag wat lig beïnvloed. Die toenemende sametrekking van baryoniese materie in die heelal veroorsaak toenemende kosmologiese rooi verskuiwing, en die cos rooi verskuiwing neem toe met die afstand en met verloop van tyd.

Ons waarnemingsfeer neem af omdat swaartekrag die lig beïnvloed op sy pad na die waarnemer.

Die voorskot is op die z-as, 'n 3d wat verantwoordelik is vir swaartekrag en # x27's wat lig beïnvloed, nie net 'n 2d wat bekend staan ​​as gravitasie-lens nie. Dieselfde gravitasie-lens x- en y-as beïnvloed toevallig ook lig op die z-as. Dit is swaartekrag wat loodreg op die baan van die foton werk en cos rooi verskuiwing veroorsaak.

Die heelal trek, net soos al sy dele, saam van die atoom tot stervoorwerpe tot spiraalvormige sterrestelsels en trosse of supergroepe, alles is resultate van inkrimping, en die momentum neem steeds toe.

Dit is alles en die erns daarvan, die Einstein & # x27s-veldvergelykings vertel ons die res.

Daar is plaaslike galaktiese beweging en kosmologiese galaktiese beweging. Die plaaslike sterrestelselbeweging is wisselbaar tussen sterrestelsels, maar die sterrestelsels het 'n kosmologiese beweging waar hulle almal van mekaar skei. Dit is die uitbreiding van die ruimtetydmatriks, en albei kan gemeet word, dus is daar geen verwarring tussen die onderskeid nie.

Die maklike manier om daaroor na te dink, is dat sterrestelsels blare is en dat dit vloei in 'n stroom (ruimtetydmatriks) wat al hoe wyer word. As gevolg van die individuele eienskappe van elke blaar, is sommige effens meer vaartbelyn en loop dit vinniger stroomaf, sommige het meer 'n boogeffek en bly agter, sommige sig en weer heen en weer. Die stroom waarin hulle ry, het 'n bestendige stroom en die stroom neem toe namate die stroom in 'n rivier uitbrei. Dit is die uitbreiding van ruimte-tyd. Die blare begin van mekaar skei namate die stroom saamsmelt met die groter wordende rivier en vinniger vloei (versnelling in die uitbreiding van ruimtetyd). Vir 'n waarnemer aan die oewer is die snelheid (snelheid) van die blare en hul beweging met mekaar verskillend, beïnvloed deur die medium waarop hulle ry, wat 'n ander, onafhanklike, meer konstante beweging het. Soos 'n stroom wat op pad is na 'n rivier, is daar ook wervelstrome en warrels.

Die situasie is soos die waarnemer aan die oewer, wat die beweging van die blare en die beweging van die stroom as verskillende bewegings sien, en dink dat hy stilstaan. Dan word daar vir hom gesê dat hy, sowel as die stroom, die riviere, die blare, ook almal in beweging was, dat dit die aarde was wat beweeg het en nie die lug wat om hom beweeg het nie.

Terug uit die analogiewêreld beweeg hierdie fisiese heelal ook van rooiverskuiwing na blouverskuiwing, die ruimtetydmatriks ook in sywaartse beweging terwyl dit uitbrei.

Daar is die CMB-dipoelsnelheid en boonop die Dipole Repeller-snelheid.

U kan dit nie voel nie, maar ons planeet wentel om die son teen snelhede van ongeveer 100.000 km / h (62.000 mph), en iets laat ons Melkwegstelsel met meer as 2 miljoen km / h (1,2 miljoen) deur die heelal beweeg. mph). Dit is 630 km per sekonde, en nou sou wetenskaplikes uiteindelik uitgevind het waarom.


'N' moeë lig 'model

Kom ons veronderstel dat die verste bronne 'n rooi verskuiwing het van Zmaksimum en dat alle fotone gereeld is ν met aanvanklike energie 0 verloor energie sodanig dat dit te eniger tyd (t) gemeet vanaf hul oomblik van skepping,

waar t vorder vanaf die oomblik van skepping, en T is 'n kenmerkende tydskonstante. Die aanvanklike fotonfrekwensie ν0 word gemeet in die bronrusraam terwyl ν word gemeet in die waarnemersrusraam met tyd t = r / c, waar r is die afstand wat afgelê is en c stel die kanonieke snelheid van die lig voor.

Die moegligmodel wat deur Zwicky voorgestel is, was van die vorm,

waar δ = c/ H0 is 'n kenmerkende afstand, die Hubble-afstand (ongeveer 13,8 miljard ligjare). Die parameter H0 is die Hubble-konstante. 23

Daar is voorgestel dat die foton se interaksie met die vakuum tydens sy vlug nie 'n verlieslose proses is nie, maar dat verstrooiing verliese veroorsaak en dus 'n toename in golflengte. Kritiek was dat sulke interaksies nie 'n reguit pad vir lig moet veroorsaak nie en dat die beelde dus vervaag, en dat dit ook 'n frekwensie-afhanklikheid, 'n verspreiding, sal veroorsaak, en nie een daarvan word waargeneem nie. 24

'N Meer onlangse artikel (Urban et al. 2013) ondersteun egter die idee dat die eindige snelheid van die lig (c) word bepaal deur 'n interaksie met die kortstondige deeltjies in die kwantumvakuum. 25 Dit vind plaas op die sub-atoom Compton golflengte-energieskaal. Die foton beweeg op 'n kaal oneindige spoed tussen interaksies met fermionpare in die vakuum, wat die vordering tot spoed vertraag. c. So 'n idee is eens voorgestel deur Dicke (1957). 26

As dit geldig is, sal dit reguit paaie volg (binne huidige metingsgrense) en in die Urban et al. model is dit nie verspreid vir alle golflengtes nie. Laasgenoemde neem egter aan dat dit nie energie of momentum met die vakuum uitruil nie, maar net die vordering vertraag, dit wil sê dit is verliesloos. Maar oor kosmologiese afstande is dit onmoontlik om te verifieer.

Ek bespiegel net dat die interaksie, wat die snelheid van die fotone belemmer, ook 'n klein verlies aan energie tot die vakuum veroorsaak. Dit is nie onredelik nie, want daar is geen ander bekende verlieslose verspreidingsprosesse in die natuur. Daardie minimale verlies versamel dan langs die baie lang interaksiepad wat die fotone neem om die aarde vanuit verre kosmiese bronne te bereik.

Die energie van 'n foton as 'n fraksie van die aanvanklike energie (hν / hν0) reis deur die ruimte vanaf 'n verre bron, met rooi verskuiwing Z = 10, kom met ongeveer 9% van die aanvanklike fotonenergie na 'n afstand van 13,8 miljard ligjare in 'n tyd van 2,4 T.

Van Vgl. (1) ons kan die rooi verskuiwing bepaal (Z) van enige verre bron word gegee deur,

Die begin van die tyd wat agteruit gemeet word in die kosmiese tyd vanaf die hede is t0. 27 Daarom is die maksimum rooi verskuiwing moontlik,

wat die eienskap beteken tydskonstante T = t0/ ln (1+Zmaksimum) waar t0 .813,8 miljard jaar. 28 Neem dus 'n maksimum rooi verskuiwing aan Zmaksimum = 10 vir die verste bronne beteken T ≈ 5,75 miljard jaar (soos in beginsel gemeet sou word aan plaaslike aardhorlosies). 29,30 In terme van die Zwicky-model, maar die afstandskaal herdefinieer as, δ = c T, beteken δ = 5,75 miljard ligjare onder dieselfde aanname Zmaksimum = 10. Hierdie waarde is voorlopig. Ek beweer dit nie as 'n voorspelling nie, maar stel slegs 'n mate van boonste limiet vir rooi verskuiwings, van die aanname dat die heelal 'n begin gehad het, nie van 'n enkelvoud nie, 31 en dat dit eindig in uitbreiding en selfs begrens is.


Onderwerp: Metrieke uitbreiding van ruimteverwysingsvervorming

As u dink aan twee fotone wat teenoorstaande kante van 'n sterrestelsel in 'n direkte reguit rigting na 'n teleskoop vertrek.
Hulle begin miskien 100 000 ligjare uitmekaar en reis miljoene jare deur die ruimte wat metrieke uitbreiding ondergaan, wat daartoe lei dat hulle rooi verskuif word.
Gaan ek tot dusver goed?

As die ruimte tussen hierdie fotone egter vergroot namate hulle beweeg, sal hierdie 2 fotone die teleskoop met ligjare mis.

Slegs fotone wat die rand van die sterrestelsel verlaat en op 'n punt ligjaar voor die teleskoop saamtrek, sal die teleskoopspieël tref?

Sou hierdie effek nie opvallend wees vir verre voorwerpe soos die Hubble-diepveld met rooi verskuiwings van 5 of 6 nie?

Verwante besprekings:

Die uitbreiding van ruimte in kosmologiese sin verander nie van rigting nie.

Oeps
Ok het agter gekom wat ek verkeerd gesê het.
Die gesigspunt beweeg ook in verhouding.
Wysig -------------------------
Wat ek probeer sê, is die uitbreiding van die ruimte en bewaar die meetkunde van die driehoek vanaf elke kant van die sterrestelsel tot by die teleskoop op die tydstip waarop die lig uitgestraal is.
As jy twee lyne merkers in die ruimte tussen die twee kante van die sterrestelsel en die teleskoop kan plant. Die gevormde driehoek sal in alle rigtings uitbrei en sy vorm behou.

Die hoekgrootte wat ons sien, kom dus voordat die ruimte uitgebrei het, toe die teleskoop baie nader aan die sterrestelsel was.

Ek probeer net hierdie konsepte verstaan ​​en raak baie deurmekaar.

Ja, die hoekgrootte van 'n melkweg vertel ons hoe ver dit was toe die lig wat ons sien oorspronklik uitgestraal is. Dit staan ​​bekend as die hoek-deursnee-afstand-verhouding.

Mense miskyk dikwels die belangrikheid hiervan - voorwerpe lyk altyd soos die afstand wat dit was toe die lig wat ons sien, uitgestraal is, ongeag wat daarna met daardie voorwerp gebeur.

Hoe verder ons kyk (in terme van rooi verskuiwing), hoe meer sien ons dinge soos toe die heelal kleiner was. Die implikasie hiervan is dat, as ons uitkyk en voorwerpe sien wat al hoe verder wegkyk, met hoër en hoër rooiverskuiwings, ons by 'n punt kom waar voorwerpe al hoe nader begin lyk toe hulle lig na ons uitgestraal is! Namate rooiverskuiwing aanhou toeneem, neem die afstand van die sterrestelsels met 'n hoekdeursnee af!

Die teorie voorspel dat dit êrens rondom 'n rooi verskuiwing van z moet begin voorkom

1.6, wat 'n bietjie verder as die afstand is waar sterrestelsels 'n skynbare resessie vinniger as lig het. Ons het sterrestelsels gesien met rooi verskuiwings tot ongeveer z = 7 of so.

Om dit in konteks te plaas, was 'n sterrestelsel met 'n rooi verskuiwing van z = 7 3,5 miljard ligjaar weg toe die lig wat ons sien, 13 miljard jaar gelede uitgestraal is. Dit is die sterrestelsel waarvan die lig die langste gereis het om ons te bereik, van 'n tyd toe die heelal 8 keer kleiner was as vandag.

'N Sterrestelsel met 'n rooi verskuiwing van z = 1.4 was 9 miljard jaar gelede 5,8 miljard ligjare weg, toe dit die lig wat ons sien, uitstraal. Dit was byna twee keer die afstand daarvandaan toe dit daardie lig uitstraal, soos die sterrestelsel z = 7 was toe dit sy lig uitstraal, maar die lig van die hoër rooiverskuiwing sterrestelsel het net daardie laer rooi verskuiwing sterrestelsel verbygesteek op sy reis na ons toe, op daardie oomblik tyd! Die heelal was net 2,4 keer kleiner as vandag.

As al die sterrestelsels eintlik dieselfde absolute grootte het, sou al hierdie en oorspronklike en quot-afstande maklik wees om uit te werk, gebaseer op hul skynbare grootte. Maar ongelukkig is dit nie die geval nie, daarom moet ons op ons modelle van evolusie van die sterrestelsel vertrou om vas te stel of die hoek-deursnee-afstand-verhouding ooreenstem met wat ons waarneem. Sover ons kan sien, lyk dinge tot dusver goed as sterrestelsels ontwikkel soos ons dink.


Inhoud

In 'Distant Starlight and the Age, Formation and Structure of the Universe' versoen die Pearlman SPIRAL-kosmologiese rooiverskuiwingshipotese en kosmologiemodel die verre sterlig met die heelal wat ongeveer 5,776 jaar oud was. Dit verklaar waarom die empiriese getuienis van ons natuurlike waarnemings van Cosmological Redshift nie net versoenbaar is met die Bybelse / Torah-verhaal nie, maar ook getuig van 'n Young Earth Creation, terwyl dit alle diep-afhanklike wetenskaplike hipoteses vervals (ongeldig maak). http://www.amazon.com/dp/B0181C4Q1W of in sagteband: http://www.amazon.com/dp/1519262205


In "'N Nuwe Redshift-interpretasie," Robert Gentry stel 'n interpretasie van galaktiese rooi verskuiwing voor wat 'n kombinasie is van Doppler en gravitasie rooi verskuiwing.

Robert Gentry se New Redshift Interpretation (NRI) interpreteer galaktiese rooi verskuiwing as 'n kombinasie van Doppler en gravitasie rooi verskuiwing. Volgens hierdie kosmologie is die kosmiese agtergrondstraling (CBR) die swaartekragrooi verskuifde gloed van 'n waterstofgrenslaag met 'n temperatuur van 5400K. Hy het voorgestel dat hierdie grenslaag in werklikheid bestaan ​​uit 'n dun dop van sterrestelsels wat oorlaap.

Net soos die Witgatkosmologie, gebruik NRI 'n begrensde heelal. While they are competing cosmologies, it is conceivable that they could be combined, since if dark energy were added to the White hole cosmology's starting conditions the results would resemble NRI.

NRI has an outward gravitational force, that Gentry says is caused by vacuum pressure/energy. This is effectively the same as dark energy and in NRI, dark energy can be substituted for vacuum pressure/energy. In any case the formula for this cosmic gravitational red shift is:

  • G = Gravitational Constant.
  • H = Hubble's Constant.
  • r = Radius from the center.
  • c = The Speed of light.
  • z +1 = Gravitational red shift.

When a standard Doppler red shift of galaxies is added the result is:

When this is compared to the standard Hubble relationship it is clear that they are basically identical for near by galaxies. The graph to the right shows a comparison

Note that NRI's and Hubble's predicted red shifts are the same on this graph up to about 1.5 billion Ly, and that they are close up to about 3.5 billion Ly.

Robert Gentry has answered the criticism of NRI, most of which is based on a misunderstanding of it and an inability separated the observed red shift from Hubble's interpretation.


2 Answers 2

When calculating redshifts, we usually look for signature features in astronomical spectra, usually emission or absorption lines.

For example, the universe contains lots of hydrogen. From quantum mechanics, we know that hydrogen has many different energy states which are fixed. This means it can only emit photons with a particular set of wavelengths (these energy states are like a unique fingerprint for each element). So we know that hydrogen in the distant universe will emit photons with exactly the same wavelengths as we can measure in laboratories on Earth.

Here is a nice cartoon of the redshifting of spectral lines: You see that the pattern of lines stays the same, they are just shifted to redder (longer) wavelengths.

When light travels through the universe, the wavelengths of the photons are stretched as the universe expands, so the wavelength we measure on Earth $lambda_$ will be larger than the original emitted wavelength $lambda_$ (and we generally know what $lambda_$ is because it will form part of this 'fingerprint'):

The scale factor today $R_0 = 1$, so we can find the redshift $z$ and the scale factor of the universe when the light was emitted $R$.