Расширение вселенной и красное смещениеРефераты >> Астрономия >> Расширение вселенной и красное смещение
КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ — увеличение длин волн линий в спектре источника (смещение линий в сторону красной части спектра) по сравнению с линиями эталонных спектров. Количественно красное смещение характеризуется обычно величиной ž=(λприн — λисп)/λисп, где λисп и λприн - соответственно длина волны, испущенной источником, и длина волны, принятой наблюдателем (приёмником излучения). Известны два механизма, приводящих к появлению красного смещения.
Красное смещение, обусловленное эффектом Доплера, возникает в том случае, когда движение источника света относительно наблюдателя приводит к увеличению расстояния между ними. В релятивистском случае, когда скорость движения источника сравнима со скоростью света, красное смещение может возникнуть и в том случае, если расстояние между движущимся источником и приёмником не изменяется (т. н. поперечный эффект Доплера). Красное смещение, возникающее при этом, интерпретируется как результат релятивистского «замедления» времени на источнике по отношению к наблюдателю.
Гравитационное красное смещение возникает, когда приёмник света находится в области с меньшим (по модулю) гравитационным потенциалом φ, чем источник. В классической интерпретации этого эффекта фотоны теряют часть энергии (энергии фотона ε = hν0) на преодоление сил гравитации. В результате характеризующая фотон частота ν уменьшается, а длина волны излучения λ = c/ν растёт: ν= ν0(l + (φ1 – φ2)/с2), где φ1 и φ2 – гравитационные потенциалы в местах генерации и приёма излучения. Примером гравитационного красного смещения может служить наблюдаемое смещение линий в спектрах плотных звёзд — белых карликов.
Наибольшие красные смещения наблюдаются в спектрах далёких внегалактических объектов — галактик и квазаров — и интерпретируются как следствие расширения Вселенной. Величина z в первом приближении прямо пропорциональна лучевой скорости объектов, которая для внегалактических объектов пропорциональна расстоянию r. Зависимость z от r часто называют законом Хаббла:
cz = Hr, а величину H - постоянной Хаббла. Закон Хаббла обычно используется для определения расстояний до внегалактических объектов по их красному смещению, если последнее достаточно велико (10-3<z<1, см.). Красное смещение для наиболее далёких из известных галактик составляют ~ 1, а для ряда квазаров превышают 3,5.
Список использованной литературы:
С. Хокинг «От Большого Взрыва до черных дыр»
Физика космоса: маленькая энциклопедия.
