Was macht unsere Galaxie mit einer riesigen Geschwindigkeit? Das Hubble-Gesetz, das die Entfernungsrate der Galaxie von uns schätzen, ist direkt proportional zur Entfernung zu den Galaxien, die wegfliegen.

Das Gesetz von Hubble scheinbar der Entfernungsrate der Galaxie von uns ist direkt proportional zur Entfernung dazu. Rückkehr aus dem Ersten Weltkrieg, Edwin Hubble, erhielt Edwin Hubble einen Job im alpinen astronomischen Observatorium von Wilson in Südkalifornien, der in diesen Jahren die beste der Welt bei der Wahrnehmung war. Mit ihrem neuesten Teleskopreflektor mit einem Durchmesser des Hauptspiegels von 2,5 m führte er eine Reihe von neugierigen Messungen durch, für immer unsere Ideen über das Universum überwältigt. In der Tat beabsichtigte Hubble, ein ehemals astronomisches Problem zu untersuchen - die Art der Nebeligkeit. Diese mysteriösen Gegenstände, ab dem 19. Jahrhundert, besorgte Wissenschaftler mit der Mysterious ihres Ursprungs. Im xx. Jahrhundert wurden einige dieser Nebelegulae von den Sternen gegeben und aufgelöst, aber die meisten Wolken blieben jedoch nebelig - und insbesondere durch ihre Natur. Es gibt Wissenschaftler und wunderten sich: Und wo sind diese nebligen Formationen in der Tat in unserer Galaxie? Oder einige von ihnen sind andere "Inseln des Universums", wenn sie von der anspruchsvollen Sprache dieser Ära ausgedrückt werden? Bevor Sie 1917 in das Teleskop auf dem Mount Wilson betreten, war diese Frage ausschließlich theoretisch, da für die Messung von Entfernungen zu diesen Technischen Mitteln dieser Nebel nicht verfügbar war. Er begann seine Forschung mit den meisten, vielleicht, vielleicht, von der herkömmlichen Zeiten von Andromeda-Nebel. Bis 1923 gelang es ihm zu berücksichtigen, dass sich der Randnant dieses Nebels von einzelnen Sternen ansammelt, von denen einige der Klasse der Cefeide-Variablen gehören (entsprechend der astronomischen Klassifizierung). Astronomen, die die Cefeide-Variable für ausreichend langer Zeit beobachten, messen Astronomen den Zeitraum der Änderung ihrer Leuchtkraft, und dann in Abhängigkeit von der Zeit des Zeitraums, der von ihr emittiertem Licht ermittelt wird. Um besser zu verstehen, was der nächste Schritt ist, um eine solche Analogie zu geben. Stellen Sie sich vor, Sie stehend in extrem dunkler Nacht, und hier enthält jemand eine elektrische Lampe. Da nichts anderes als diese ferne Glühbirne, sehen Sie sich nicht selbst, es ist fast unmöglich, den Abstand dazu zu bestimmen. Vielleicht ist es sehr hell und leuchtet weit weg, und vielleicht schwimmen und glühen in der Nähe. Wie erstellt man? Und jetzt stellen Sie sich vor, Sie haben irgendwie gelungen, die Lampenkraft zu lernen - sagen Sie, 60, 100 oder 150 Watt. Die Aufgabe ist sofort vereinfacht, denn je nach der sichtbaren Leuchtkraft können Sie die geometrische Entfernung leicht abschätzen. Also: Messen der Zeit des Änderns der Helligkeit von CEFEID, ein Astronom ist in derselben Situation in derselben Situation wie Sie, berechnet den Abstand zur Remote-Lampe, wodurch es mit einem Licht (Strahlungsleistung) kennt. Das erste, was Hubble tat, - berechnete die Entfernung von Cefeid auf die Ausbrüche von Andromeda-Nebel, und deshalb bis zum Nebel: 900.000 Lichtjahren (genau so konzipiert, dass er vor dem Galaxy Andromeda genausogen konzipiert wurde, da es jetzt aufgerufen wird, beträgt 2,3 Millionen Lichtjahre. - Rd. Der Autor) - das heißt, der Nebel ist weit über die Milchstraße hinaus - unsere Galaxie. Mit diesem und anderen Nebel springen, kam Hubble mit der grundlegenden Schlussfolgerung über die Struktur des Universums: Es besteht aus einem Satz riesiger Sterncluster - Galaxien. Es sind sie, die uns am Himmel von fernen nebligen "Wolken" scheinen, da wir einzelne Sterne nicht an einer solchen riesigen Entfernung in Betracht ziehen können. Diese Eröffnung hätte eigentlich genug Hubble für die weltweite Anerkennung seines Verdienstes vor der Wissenschaft. Der Wissenschaftler war jedoch nicht darauf beschränkt und bemerkte einen weiteren wichtigen Aspekt in den ermittelten Daten, die Astronomen zuvor beobachtet wurden, aber es war schwer zu interpretieren. Nämlich: Die beobachtete Länge von spektralen Lichtwellen, die von Atomen von Remote-Galaxien emittiert werden, ist etwas niedriger als die Länge der Spektralwellen, die von den gleichen Atomen unter den Bedingungen der Erdlabors emittiert werden. Das heißt, in dem Emissionsspektrum der benachbarten Galaxien wird das von dem Atom mit einem Elektronenring ausgesondert von der Umlaufbahn ausgesondertem Licht in die Frequenz in Richtung des roten Teils des Spektrums versetzt, im Vergleich zu einem ähnlichen Quantum, das von der gleiches Atom auf der Erde. Hubble übernahm den Mut, diese Beobachtung als Manifestation des Doppler-Effekts zu interpretieren, was bedeutet, dass alle beobachteten benachbarten Galaxien aus dem Boden entfernt werden, da fast alle galaktischen Objekte außerhalb der Milchstraße eine rote spektrale Verschiebung gibt, proportional zum Geschwindigkeit der Entfernung. Das Wichtigste konnte, Hubble, die Ergebnisse der Distanzen-Messungen an benachbarte Galaxien (gemäß den Beobachtungen von Cefeide-Variablen) mit Messungen der Entfernungsgeschwindigkeiten (auf roter Verschiebung) zu vergleichen. Und Hubble fand heraus, dass das weiter von uns die Galaxie ist, desto mehr Geschwindigkeit wird es entfernt. Dies ist das phebrigsteste Phänomen des Centripetal "Laufen" des sichtbaren Universums mit zunehmender Rate als Entfernung aus dem örtlichen Punkt der Beobachtung und der Name des Hubble-Gesetzes wird aufgerufen. Es ist sehr einfach mathematisch: v \u003d Hr, wo V die Rate der Entfernung der Galaxie von uns ist, ist R der Abstand dazu, und H ist der sogenannte permanente Hubble. Letzteres wird experimentell festgelegt, und heute wird es in Höhe von etwa 70 km / (von · MPK) geschätzt (Kilometer pro Sekunde für Megaparsec; 1 MPK beträgt ca. 3,3 Millionen Lichtjahre). Und das bedeutet, dass die von uns entfernte Galaxie für eine Entfernung von 10 Megaparsek von uns mit einer Geschwindigkeit von 700 km / s entfernt wird, eine Galaxie, die von 100 IPCs entfernt ist - mit einer Geschwindigkeit von 7000 km / s usw. und obwohl initial Hubble Es kam an dieses Gesetz, das auf der Beobachtung von nur wenigen nächsten Galaxien basiert, keiner der vielen der, die seitdem neu entdeckt wurden, immer mehr von der Milchstraße der Galaxien des sichtbaren Universums von unter den Handlungen dieses Gesetzes nicht fallen. Also, die Hauptsache - es scheint - eine unglaubliche Folge des Hubble-Gesetzes: Das Universum dehnt sich aus! Dieses Bild ist mir klar: Die Galaxien sind Rosinen in einem schnell äußeren Hefeteig. Stellen Sie sich eine mikroskopische Kreatur auf einem der Rayminum vor, der Teig, für den es transparent erscheint: Und was werden Sie sehen? Da der Teig steigt, werden alle anderen Rosinen von Ihnen gelöscht, und desto weiter ist die Raymina, desto schneller wird es von Ihnen entfernt (da es mehr expandierter Test zwischen Ihnen und entfernten Rosinen gibt als zwischen Ihnen und den nächsten Rosinen). Gleichzeitig scheinen Sie zu sein, dass Sie genau Sie in der Mitte eines expandierenden universellen Tests sind, und es gibt nichts Seltsames, wenn Sie auf einer anderen Rosine waren, würden Sie auch alles in der Genauigkeit sehen. Die Galaxien laufen also aus einem einfachen Grund heraus: Der Stoff des Weltraums ist erweitert. Alle Beobachter (und wir sind keine Ausnahme) betrachten sich in der Mitte des Universums. Es ist am besten, dass dies den Denker des XV-Jahrhunderts Nikolai Kuzansky formulierte: "Jeder Punkt ist das Zentrum des grenzenlosen Universums."

Die nächste Phase der Organisation der Materie in der Universum-Galaxie. Ein typisches Beispiel ist unsere Galaxie - die Milchstraße. Es enthält etwa 10 11 Sterne und hat eine Form einer dünnen Scheibe mit Verdickung in der Mitte.
In FIG. 39 zeigt schematisch die Struktur unserer Galaxie-Milchstraße und die Position der Sonne in einer der Spiralhülsen der Galaxie ist angegeben.

Feige. 39. Die Struktur der Galaxie-Milchstraße.

In FIG. 40 zeigt die Projektion auf der Ebene der 16 nächsten Nachbarn unserer Galaxie.

Feige. 40. Die 16 nächstgelegenen Nachbarn unserer Galaxie für das Flugzeug. BMO und MMO - Große und kleine Magellanovo-Wolke

Sterne in Galaxien sind ungleichmäßig verteilt.
Die Abmessungen von Galaxien variieren von 15 bis 800 Tausend Lichtjahre. Die Masse der Galaxien variiert von 10 7 bis 10 12 der Sonnemasse. Die Hauptzahl der Sterne und des Kaltgases ist in Galaxien konzentriert. Sterne in Galaxien werden vom gesamten Gravitationsfeld der Galaxie und der dunklen Materie gehalten.
Unsere Galaxy Milchstraße ist ein typisches Spiralsystem. Sterne in der Galaxie zusammen mit der Gesamtdrehung von Galaxien haben auch ihre eigenen Geschwindigkeiten in Bezug auf die Galaxie. Die Orbitalgeschwindigkeit der Sonne in unserer Galaxie beträgt 230 km / s. Eigene Geschwindigkeit der Sonne in Bezug auf die Galaxie ist
20 km / s.

Die Eröffnung der Welt der Galaxien gehört E. Hubble. Im Jahr 1923-1924 zeigte er, dass Änderungen in der Leuchtkraft von Cefeide, die in einem separaten Nebeligkeit sind, zeigte, dass der von ihnen entdeckte Nebel Galaxien außerhalb unserer Galaxie - die Milchstraße entstanden ist. Insbesondere stellte er fest, dass der Nebel von Andromeda ein anderes Sternsystem ist - eine Galaxie, die nicht Teil unserer Galaxie-Milchstraße ist. Andromeda Nebel ist eine Spiralgalaxie, die sich in einer Entfernung von 520 PDAs befindet. Die Quergröße von Andromeda-Nebel beträgt 50 PDAs.
Das Studieren der Strahlengeschwindigkeit der einzelnen Galaxien, Hubble machte eine herausragende Entdeckung:

H \u003d 73,8 ± 2,4 km · S -1 · Megaparsek -1 - Der Hubble-Parameter.

Feige. 41. Ursprünglicher Zeitplan von Hubble von der Arbeit von 1929

Feige. 42. Die Entfernungsrate von Galaxien in Abhängigkeit von der Entfernung zur Erde.

In FIG. 42 Zu Beginn der Koordinate, dem Quadrat der Geschwindigkeiten der Galaxien und Entfernungen zu ihnen, auf deren Grundlage E. Hubble die Beziehung (9) abgeleitet.
Die Öffnung von Hubble hatte eine Vorgeschichte. Im Jahr 1914 zeigte Astronomer V. Sloofer, dass Andromeda-Nebel und ein mehrerer Nebel-Nebel-Bewegungen in Bezug auf das Sonnensystem mit Geschwindigkeiten von etwa 1000 km / h bezogen. E. Hubble, der an dem weltweit größten Teleskop mit dem Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 2,5 m des Observatoriums Wilson in Kalifornien (USA) gearbeitet hat, verwaltet erstmals, um einzelne Sterne in Andromeda-Nebel zu lösen. Unter diesen Sternen wurden Star Cefete, für die die Beziehung zwischen der Zeit der Veränderung der Leuchtkraft und der Leuchtkraft bekannt ist.
Wenn Sie die Leuchtkraft des Sterns und der Geschwindigkeit des Sterns kennen, erhielt E. Hubble die Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Entfernung von Sternen vom Sonnensystem, abhängig von der Entfernung. In FIG. 41 zeigt einen Zeitplan von der ursprünglichen Arbeit von E. Hubble.

Feige. 43. Hubble-Weltraumteleskop

Doppler-Effekt Dopplereffekt - Änderung der Frequenz, die vom Empfänger aufgezeichnet wird, wenn sich der Quell- oder Empfänger bewegt. Wenn eine sich bewegende Quelle ein Licht mit einer Frequenz ω 0 abgibt, wird die von dem Empfänger aufgezeichnete Lichtfrequenz durch die Beziehung bestimmt c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, V ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Strahlungsquelle relativ zu dem Strahlungsempfänger, θ ist der Winkel zwischen der Richtung auf der Quelle und dem Geschwindigkeitsvektor im Empfängerreferenzsystem. θ \u003d 0 entspricht der radialen Entfernung der Quelle von dem Empfänger, θ \u003d π entspricht der radialen Näherung der Quelle an den Empfänger.

Die Strahlungsgeschwindigkeit der Himmelsobjekte - Sterne, Galaxien - bestimmen, indem sie die Änderung der Frequenz der spektralen Linien messen. Wenn die Strahlungsquelle aus dem Beobachter entfernt wird, tritt die Wellenlängen in Richtung längerer Wellenlängen (rote Verschiebung) auf. Wenn sich die Strahlungsquelle dem Beobachter nähert, tritt die Wellenlängen in Richtung kürzerer Wellenlängen (blauer Offset) auf. Durch Erhöhen der Breite der Verteilung der Spektrallinie können Sie die Temperatur des emittierenden Objekts bestimmen.
Hubble geteilte Galaxien durch ihr Erscheinungsbild für drei große Klassen:

elliptisch (e),

spirale (n),

unregelmäßig (IR).

Feige. 44. Arten von Galaxien (Spirale, elliptisch, unregelmäßig).

Ein charakteristisches Merkmal von Spiralgalaxien ist Spiralzweige, die sich von der Mitte um die Sternscheibe erstrecken.
Elliptische Galaxien sind die strukturlosen Systeme der elliptischen Form.
Unregelmäßige Galaxien werden der extern chaotischen, geklopften Struktur zugeordnet und haben keine bestimmte Form.
Eine solche Klassifizierung von Galaxien spiegelt nicht nur ihre externen Formen wider, sondern auch die Eigenschaften der in ihnen enthaltenen Sterne.
Elliptische Galaxien bestehen hauptsächlich aus alten Sternen. In unregelmäßigen Galaxien verleiht der Hauptbeitrag zur Strahlung den Sternen jünger als die Sonne. Sterne aller Altersgruppen befinden sich in den Spiralgalaxien. Somit wird der Unterschied im Erscheinungsbild von Galaxien durch die Art ihrer Evolution bestimmt. In elliptischen Galaxien hielten die Sternbildung vor fast vor Jahren Milliarden an. In Spiralgalaxien setzt sich die Bildung von Sternen fort. In unregelmäßigen Galaxien tritt die Sternbildung so intensiv auf Milliarden Jahre auf. Fast alle Sterne konzentrieren sich auf eine breite Scheibe, deren Masse das interstellare Gas ist.
Tabelle 19 zeigt den relativen Vergleich dieser drei Arten von Galaxien und vergleicht ihre Eigenschaften, die auf der Analyse der E.HABLE-Analyse basieren.

Tabelle 19.

Die wichtigsten Arten von Galaxien und ihrer Eigenschaften (von E. Hubble)
Spiral	Elliptisch	Unregelförmig
Prozentsatz im Universum
Form und strukturelle Eigenschaften
Flache Sterne und Gas mit Spiralhülsen, die in die Mitte verdicken. Der Kern älterer Sterne und ungefähr kugelförmiger Halo (interstellares Gas, einige Sterne und Magnetfelder)

Derzeit wurde dies nach astronomischen Beobachtungen etabliert Universum auf einem großen Skala homogen. Alle ihre Bereiche in der Größe von 300 Millionen Lichtjahren und wirken wahrscheinlicher. In geringerer Ebene hat das Universum Bereiche, in denen die Ansammlung von Galaxien gefunden werden, und im Gegenteil, in der Leere, wo sich nur wenige befinden.

Die Galaxie heißt das System von Sternen mit einem allgemeinen Ursprung und Anziehung mit den Kräften. Galaxie, in der sich unsere Sonne befindet - Milchstraße

Die Entfernungen zu den Himmelskörpern in der Astronomie werden unterschiedlich ermittelt, je nachdem, je nachdem, dass diese Objekte von unserem Planeten von unserem Planeten entfernt sind. Im Weltraum ist es üblich, die folgenden Einheiten zum Messen von Entfernungen zu verwenden:

1 a.e. ( astronomische Einheit) \u003d (149597870 2) km;

1 stück ( parsekat) \u003d 206265 A.E. \u003d 3,086 · 10 m;

1 s.g. ( lichtjahr) \u003d 0,307 PC \u003d 9,5 · 10 m. Lichtjahr ist der Weg, den Licht für das Jahr passiert.

In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur Bestimmung von Entfernungen zu entfernten Galaxien auf "rote Verschiebung" vorgeschlagen, d. H. Durch Erhöhung der Wellenlängen im Spektrum der beobachteten entfernten Strahlungsquelle im Vergleich zu den entsprechenden Wellenlängen von Linien in den Referenzspektren.

Unter der Quelle des Lichts verstehen sie die Strahlung von entfernten Galaxien (die hellsten Sterne oder gasdringenden Nebelen in sie). Unter " rote Verdrängung."- Verschiebung der spektralen Linien in den Spektren chemischer Elemente, aus denen diese Gegenstände in einer langwelligen (roten) Seite bestehen, verglichen mit Wellenlängen in den Spektren der Referenzelemente der Erde. "Red Shift" ist auf die Wirkung von Doppler zurückzuführen.

Doppler-Effekt Es ist, dass die Strahlung, die von dem von dem feststehenden Empfänger entfernen, der vom feststehenden Empfänger gesendete Strahlung als längere Welle angenommen wird, verglichen mit Strahlung aus derselben festen Quelle. Wenn sich die Quelle an den Empfänger nähert, nimmt die Wellenlänge des registrierten Signals im Gegenteil ab.

Im Jahr 1924 prognostizierte der sowjetische Physiker Alexander Friedman, dass das Universum erweitert. Derzeit verfügbare Daten zeigen, dass die Evolution des Universums von begann Große Explosion.Vor etwa 15 Milliarden Jahren war das Universum ein Punkt (es heißt auf punkt der Singularität), Zu dem aufgrund der stärksten Schwerkraft, sehr hohe Temperatur und Dichte, die bekannten Rechtsgesetze der Physik nicht anwendbar sind. In Übereinstimmung mit dem jetzt angenommenen Modell begann das Universum mit zunehmender Beschleunigung aus dem Punkt der Singularität zu schwellen.

Im Jahr 1926 wurden experimentelle Beweise für die Erweiterung des Universums erhalten. Der amerikanische Astronomen e.Habble eröffnete beim Studium mit einem Teleskopspektrum von entfernten Galaxien die rote Verschiebung der spektralen Linien. Dies bedeutete, dass Galaxien voneinander entfernt werden, und mit einer Rate, die mit der Entfernung zunimmt. Hubble baute eine lineare Beziehung zwischen der Entfernung und der Geschwindigkeit, die mit dem Doppler-Effekt verbunden ist ( hubble-Gesetz):

(1) wo

r. - Abstand zwischen Galaxien;

v -die Entfernungsrate von Galaxien;

N.- Dauerhafter Hubble. Wert N. Es hängt von der Zeit ab, die seit dem Beginn der Erweiterung des Universums bis zum gegenwärtigen Moment vorbei ist, und ändert sich im Bereich von 50 bis 100 km / s · MPK. Verwenden Sie in der Astrophysik in der Regel H \u003d 75 km / s · MPK. Die Genauigkeit der Bestimmung des konstanten Hubbles ist

0,5 km / s · MPK;

von- die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum;

Z.- Rote Schaltwellenlänge, sogenannte. Kosmologischer Faktor.

(2) wo

- Wellenlänge vom Strahlungsempfänger;

- Die Wellenlänge der vom Objekt emittierten Strahlung.

Somit kann somit die Messung der Größe der Verschiebung der Linien, beispielsweise ionisierter Wasserstoff (H +) im sichtbaren Teil des Spektrums, durch die Formel (2) ihrer roten Verschiebung bestimmt werden Z.berechnen Sie mit dem Hubble-Gesetz (1) den Abstand oder die Geschwindigkeit der Entfernung:

Verfahren zur Arbeit

1. Rufen Sie die "Definition der Entfernung zum Galaktik" -Programm auf dem Computer-Desktop auf. Der Bereich des Universums mit neun verschiedenen Galaxien, das von der Oberfläche der Erde beobachtet wurde, erscheint auf dem Monitorbildschirm. Ein Spektrum des sichtbaren Lichts erscheint oben auf dem Bildschirm und der Wellenlängenmarkierung von ionisierten Wasserstoff H +.

2. Installieren Sie den Cursor auf der vom Lehrer angegebenen Galaxie und klicken Sie auf den Schlüssel.

3. Notieren Sie die Wellenlänge in der Messtabelle und λ Von dieser Galaxie emittiert, wenn es entfernt wird.

In der relativen Nähe zu unserer Galaxie entdeckte der Milchweg von Astronomen mehrere kleine Galaxien, die sie an die für sie bekannten Gesetze nachdenken ließen. Diese Galaxien bilden einen ganzen Ring mit einem Durchmesser von 10 Millionen Lichtjahren und fliegen mit einer so hohen Geschwindigkeit, dass Wissenschaftler keine klare Erklärung einer solchen schnellen Umkehrung finden können.

Wissenschaftler, um die Analogien zwischen der gegründeten Struktur und einer großen Explosion zu finden, sind zuversichtlich, dass sie von der Annäherung der Milchstraße und der Galaxie Andromeda in der fernen Vergangenheit geformt und erhielt.

Das Problem ist in einem: Wissenschaftler können nicht verstehen, warum diese kleinen Galaxien mit einer solchen Spaltung eine so hohe Geschwindigkeit erhielten.

"Wenn einsteins Schwerkrafttheorie wahr ist, konnte unsere Galaxie niemals nähern, um etwas in eine ähnliche Geschwindigkeit zu werfen", erklärte Zhao Hongsheng von der St. Andrews University (Schottland), dem Autor der in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Mnras. .

Zhao mit Kollegen studieren die Bewegungen dieses Rings von kleinen Galaxien, das zusammen mit der milchigen und der Andromeda-Galaxie Teil der sogenannten lokalen Gruppe sind, die mindestens 54 Galaxien enthält. Unsere Spiralgalaxie-Milchstraße und die benachbarte Galaxie Andromeda teilen sich 2,5 Millionen Lichtjahre, jedoch im Gegensatz zu den berühmtesten Galaxien wird unser Nachbarn nicht von uns entfernt und nutzt mit einer Geschwindigkeit von mehr als 400 km / c.

Mit dem standardmäßigen kosmologischen Modell in den Berechnungen (das sogenannte λCDM-Modell) deuten die Wissenschaftler darauf hin, dass nach 3,75 Milliarden Jahren zwei Galaxien begegnen müssen, und weitere ein paar Milliarden Jahre alt, wird diese Kollision zu einer starken Zerstörung beider Galaxien führen und die Bildung eines neuen. Aber wenn diese Galaxien jetzt näher kommen, könnten sie in der Vergangenheit näher kommen?

2013 das Team Zhao empfohlen Die Milchstraße von 7-11 Milliarden Jahren sind die Milchstraße und Andromeda bereits für eine sehr enge Entfernung voneinander geflogen.

Dies führte zu "tsunamiähnlichen" Wellen in ihnen, dank der geringerer Galaxien wurden ausgereiht, die heute von uns fliegen.

Eine ähnliche Annäherung von zwei Galaxien ist den Astronomen bekannt (auf der Abbildung des Notens - der Annäherung der NGC 5426- und NGC 5427-Galaxien). Sie streuen jedoch zu schnell. "Die hohen galaktischen Center-Radialgeschwindigkeiten einiger Galaxien der örtlichen Gruppe wurden durch die auf sie wirkenden Kräfte verursacht, die unser Modell nicht berücksichtigt", schlossen sie im Artikel. Darüber hinaus zweifeln in der Gesamtvergangenheit der Milchstraße, Andromeda und diese fliegenden Galaxien nicht daran, wenn sie sich befinden, weil sie etwa das gleiche Flugzeug sind, argumentieren sie Wissenschaftler.

"Ringförmige Verteilung ist sehr spezifisch. Diese kleinen Galaxien sehen aus, als würden Regentropfen von einem rotierenden Regenschirm fliegen - erklärten den Mitautor der Studie der Indonon Banike.

- Nach meinen Schätzungen beträgt die Chance, dass versehentlich verteilte Galaxien in ähnlicher Weise auf 1/640 aufgereiht wird.

Ich habe ihren Ursprung vor dem dynamischen Ereignis verfolgt, das passierte, als das Universum zweimal jünger war. "

ΛCDM-Modell - das berücksichtigt die Anwesenheit im Universum der üblichen (Baryon-Materie, dunklen Energie, die in Einsteingleichungen in Form von konstanter λ) und kalten dunklen Materie beschrieben wird.

Das Problem des beschriebenen Szenariums der Trennung von kleinen Galaxien liegt nicht nur in der hypothetischen Verletzung des λCDM-Modells. Berechnungen zeigen, dass eine solche enge Annäherung der Milchstraße und Andromeda in der Vergangenheit dazu dügte, zu ihrer bekannten Fusion zu führen, die nicht geschieht.

"So hohe Geschwindigkeit (Galaxien) erfordert eine 60-fache größere Masse von Sternen, als wir heute in der Milchstraße und Andromeda sehen. Reibung, die sich zwischen massivem Halo aus dunkler Materie im Zentrum von Galaktik ergeben und diese Sterne ergeben würden, würden zu ihrer Fusion führen, und nicht auf 2,5 Millionen US-Dollar, was auftrat, "das Banner erklärte.

"Die Wissenschaft entwickelt sich durch Herausforderungen", sagt Marseil Pavlovski, Astrophysiker von der California University in Irway. - Dies ist ein gigantischer Ring, der dem Standardparadigm eine ernsthafte Herausforderung erzeugt. "

Sogar Astronomen verstehen die Erweiterung des Universums nicht immer richtig. Aufblasbarer Ballon - alt, aber gute Analogie der Expansion des Universums. Die Galaxien auf der Oberfläche des Balls sind immer noch, aber da das Universum ausdehnt, nimmt der Abstand zwischen ihnen aus, und die Abmessungen der Galaxien selbst nehmen nicht zu.

Im Juli 1965 kündigten Wissenschaftler die Eröffnung der offensichtlichen Anzeichen dafür an, das Universum aus einem heißeren und dichtem Erstzustand auszubauen. Sie fanden ein gekühltes Nachglug einer großen Explosionsrestauration. Ab diesem Zeitpunkt bildeten die Ausdehnung und Kühlung des Universums die Grundlage der Kosmologie. Die kosmische Expansion ermöglicht es, zu verstehen, wie einfache Strukturen gebildet wurden und wie sie allmählich in den Komplex entwickelt wurden. 75 Jahre nach der Eröffnung der Erweiterung des Universums können viele Wissenschaftler nicht seine wahre Bedeutung eindringen. James Peebles Peebles, ein Kosmokerin der Princeton University, der studiert, schrieb 1993, schrieb: "Es scheint mir, dass selbst Spezialisten nicht wissen, was die Wichtigkeit und die Möglichkeit eines heißen großen Explosionsmodells nicht wissen."

Berühmte Physiker, Autoren von Astronomie Lehrbüchern und Popularisatoren der Wissenschaft geben manchmal eine falsche oder verzerrte Interpretation der Expansion des Universums, die die Grundlage des großen Explosionsmodells bildeten. Was meinen wir, wenn wir sagen, dass das Universum ausdehnt? Zweifellos verwirren Sie die Tatsache, dass sie nun von der Beschleunigung der Expansion sprechen, und es bringt uns in ein Sackgasse.

Übersicht: Raum Missverständnissen

* Die Expansion des Universums ist einer der grundlegenden Konzepte der modernen Wissenschaft - erhält immer noch verschiedene Interpretationen.

* Nehmen Sie den Begriff "Große Explosion" nicht wörtlich wahr. Er war keine Bombe in der Mitte des Universums explodiert. Es war die Explosion des sehr großen Raums, der überall auftrat, genau wie die Oberfläche eines aufgeblasenen Ballons dehnt sich aus.

* Das Verständnis der Unterschiede zwischen der Erweiterung des Raums und der Expansion im Weltraum ist äußerst wichtig, um zu verstehen, was die Größe des Universums, die Geschwindigkeit der Galaxien der Galaxien sowie die Möglichkeit astronomischer Beobachtungen und der Art der Expansionsbeschleunigung, was wird wahrscheinlich das Universum erleben.

* Das große Explosionsmodell beschreibt nur das, was danach passiert ist.

Was ist die Erweiterung?

Wenn etwas Vertraute, zum Beispiel ein Nassfleck oder ein römisches Reich, ist, werden sie mehr, ihre Grenzen ziehen sich ab, und sie beginnen, ein größeres Volumen im Raum zu besetzen. Das Universum scheint jedoch keine körperlichen Einschränkungen zu haben, und es hat nirgendwo zu bewegen. Die Erweiterung unseres Universums ist dem Zustrom des Ballons sehr ähnlich. Entfernung zu weit entfernten Galaxien. In der Regel sagen Astronomen, dass die Galaxien entfernt oder von uns entfernt sind, aber nicht im Raum wie die Fragmente der großen Explosionsbombe bewegen. In der Tat ist der Raum zwischen uns und Galaxien ausdehnt, chaotisch bewegt sich in fast festen Clustern. Reliktestrahlung füllt das Universum und dient als Referenzsystem, das der Gummifläche des Ballons in Bezug auf welche Bewegung ähnlich ist und gemessen werden kann.

Außerhalb des Balls sehen wir, dass die Expansion seiner verdrehten zweidimensionalen Oberfläche nur möglich ist, nur weil es sich in einem dreidimensionalen Raum befindet. In der dritten Dimension befindet sich die Mitte der Kugel, und ihre Oberfläche wächst in das umgebende Volumen. Daraufhin ist es möglich, zu dem Schluss möglich, dass die Erweiterung unserer dreidimensionalen Welt das Vorhandensein der vierten Dimension im Raum erfordert. Aber gemäß der allgemeinen Theorie der Relativität von Einstein ist der Raum dynamisch: Es kann sich ausdehnen, schrumpfen und biegen.

Stau

Das Universum ist autark. Weder das Zentrum muss nicht davon ausdehnen, noch freier Speicherplatz von außen (wo immer es ist), dort auszudehnen. Tat, einige der neuesten Theorien, wie z. B. String-Theorie, postulieren das Vorhandensein zusätzlicher Messungen, aber wenn Sie unser dreidimensionales Universum erweitern, sind sie nicht erforderlich.

In unserem Universum, wie auf der Oberfläche des Ballons, unterscheidet sich jedes Objekt von allen anderen. Daher war die große Explosion keine Explosion im Weltraum, sondern es war eine Explosion des sehr Platzes, der an einem bestimmten Ort nicht aufgetreten ist und sich dann nicht in die umgebende Leere ausdehnte. Es passierte überall gleichzeitig.

Wie war die große Explosion?

FALSCH: Das Universum wurde dann geboren, als die Substanz wie eine Bombe an einem bestimmten Ort explodierte. Der Druck war hoch in der Mitte und niedrig in der umgebenden Leere, was eine Offenbarung einer Substanz verursachte.

RECHT: Es war die Explosion des Raums, der die Substanz in Bewegung brachte. Unsere Weltraum und Zeit entstand im Big Bang und begannen sich zu erweitern. Nirgendwo war das Zentrum, weil Die Bedingungen waren überall gleich, kein Druckdifferenz, der charakteristische Charakteristik einer regelmäßigen Explosion war nicht.

Wenn Sie sich vorstellen, dass wir in umgekehrter Reihenfolge durch den Film blättern, werden wir sehen, wie alle Bereiche des Universums komprimiert sind, und die Galaxien kommen näher, bis alle in einer großen Explosion in einer großen Explosion in einer großen Explosion in einer großen Explosion in einer großen Explosion in einem großen Explosion wie Autos im Straßenverkehrsmarmelade kommen. Der Vergleich ist jedoch hier nicht vollständig. Wenn es um den Vorfall wäre, könnten Sie um den Marmelade fahren, um die Botschaften darüber im Radio zu hören. Die große Explosion war jedoch eine Katastrophe, die vermieden werden konnte. Es sieht aus wie der Weg, wenn die Oberfläche der Erde und alle Straßen darüber lachten, aber Autos würden für die gleiche Größe bleiben. Am Ende würde das Auto angefangen werden, und keine Nachricht im Radio würde dazu beitragen, es zu verhindern. Auch eine große Explosion: Er trat überall auf, im Gegensatz zu einer Bombenexplosion, die an einem bestimmten Punkt auftritt, und Fragmente fliegen in alle Richtungen aus.

Die Theorie der großen Explosion gibt uns keine Informationen über die Größe des Universums und sogar, dass sie endlich oder unendlich ist. Die Theorie der Relativitätstheorie beschreibt, wie jeder Raumbereich ausdehnt, aber nichts wird über die Größe oder Form gesagt. Manchmal sagen Kosmologen, dass das Universum einmal keine Grapefruit mehr war, aber sie bedeuten nur diesen Teil davon, den wir jetzt sehen können.

In den Bewohnern des Nebelbügels Andromeda oder anderen Galaxien ihre beobachteten Universen. Beobachter in Andromeda können die Galaxien sehen, die uns nicht zur Verfügung stehen, einfach nur weil sie sich etwas näher an ihnen befinden; Sie können jedoch nicht in Betracht ziehen, die wir berücksichtigen. Ihr beobachtete Universum war auch die Größe der Grapefruit. Sie können sich vorstellen, dass das frühe Universum einem Haufen dieser Früchte ähnlich war und sich endlos in alle Richtungen erstreckt. Die Idee, dass die große Explosion irrtümlich "klein" war. Der Raum des Universums ist unendlich. Und da es weder quetschen, bleibt es bleiben.

Schnelleres Licht

Fehleraufführungen sind mit einer quantitativen Expansionsbeschreibung verbunden. Die Geschwindigkeit, mit der der Abstand zwischen den Galaxien zunimmt, unterliegt den einfachen Mustern des amerikanischen Astronoms Edwin Hubble (Edwin Hubble) 1929: Die Entfernungsrate des Galaxy V ist direkt proportional zu seiner Entfernung von US D oder V \u003d HD. Das Verhältnis der Verhältnismäßigkeit H wird als Hubble-Konstante genannt und bestimmt die Rate des Räumlichkeiten des Raums sowohl um uns als auch um jeden Beobachter im Universum.

Einige verwirrt die Tatsache, dass nicht alle Galaxien dem Hubblegesetz unterliegen. Der nächstgelegene uns eine große Galaxie (Andromeda) bewegt sich im Allgemeinen in Richtung uns, und nicht von uns. Solche Ausnahmen sind, da das Hubble-Gesetz nur das durchschnittliche Verhalten von Galaxien beschreibt. Aber jeder von ihnen kann eine kleine Bewegung haben, da sich die Galaxien-Gravitation aufeinander auswirken, wie zum Beispiel unsere Galaxie und Andromeda. Remote-Galaxien haben auch kleine chaotische Geschwindigkeiten, aber mit einem großen Abstand von uns (mit einem großen Wert d) sind diese Zufallsgeschwindigkeiten gegenüber dem Hintergrund der hohen Entfernungsgeschwindigkeiten (V) vernachlässigbar. Daher wird für entfernte Galaxien das Hubble-Gesetz mit hoher Genauigkeit durchgeführt.

Nach dem Hubble-Gesetz wächst das Universum nicht bei konstanter Geschwindigkeit. Einige Galaxien werden von uns mit einer Geschwindigkeit von 1.000 km / s entfernt, andere, die doppelt so viel wie die Geschwindigkeit von zweitausend km / s usw. sind usw. Das Hubble-Gesetz weist also darauf hin, dass die Galaxien ausgehend von einer bestimmten Entfernung namens HubBlovsky mit Superluminalgeschwindigkeit entfernt werden. Für den gemessenen Wert der Hubble-Konstante beträgt diese Entfernung etwa 14 Milliarden Lichtjahre.

Aber ist die private Theorie von Einsteins Relativitätstheorie nicht, dass kein Objekt eine Geschwindigkeit über der Lichtgeschwindigkeit haben kann? Eine solche Frage stellte ein totales Ende, viele Generationen von Studenten. Und die Antwort ist, dass die private Relativitätstheorie nur auf "normale" Geschwindigkeiten anwendbar ist - auf die Bewegung im Raum. Im Gesetz von Hubble sprechen wir über die Entfernungsrate, die durch den Ausbau des Raums selbst verursacht wird, und nicht durch die Bewegung im Raum. Dieser Effekt der allgemeinen Relativitätstheorie gehorcht nicht der privaten Relativitätstheorie. Das Vorhandensein einer Entfernungsrate über der Geschwindigkeit verstößt nicht gegen die private Relativitätstheorie. Es ist immer noch wahr, dass niemand einen Lichtstrahl aufholen kann.

Können Galaxien mit Geschwindigkeit über der Lichtgeschwindigkeit entfernen?

FALSCH: Die private Theorie der Relativitätstheorie von Einstein verbietet es. Betrachten Sie den Bereich, der mehrere Galaxien enthält. Aufgrund seiner Expansion wird die Galaxie von uns entfernt. Die weitere Galaxie, desto größer ist seine Geschwindigkeit (rote Pfeile). Wenn die Lichtgeschwindigkeit ein Grenzwert ist, sollte die Entfernungsrate schließlich konstant werden.

RECHT: Vielleicht natürlich. Die private Relativitätstheorie berücksichtigt nicht die Entfernungsrate. Die Entfernungsrate steigt stufenlos mit Entfernungen an. Außer einer bestimmten Entfernung namens Hubblovsky übersteigt es die Lichtgeschwindigkeit. Dies ist kein Verstoß gegen die Relativitätstheorie, die Entfernung wird nicht durch die Entfernung im Raum verursacht, sondern die Ausdehnung des Raums selbst.

Kann ich Galaxien sehen, die schneller als Licht entfernt werden?

FALSCH: Natürlich nicht. Licht von solchen Galaxien fliegt mit ihnen. Lassen Sie die Galaxie für die Grenze der Hubble-Entfernung (Kugel) sein, d. H. Es wird schneller von uns entfernt als die Lichtgeschwindigkeit. Sie emittiert ein Photon (markiertes Gelb). Während das Photon durch den Raum fliegt, erweitert es sich selbst. Die Entfernung zur Erde steigt schneller als die Photon bewegt sich. Er wird uns niemals erreichen.

RECHT: Natürlich ist es möglich, da sich die Erweiterungsrate mit der Zeit ändert. Erstens wird das Photon wirklich abgerissen. Der Hubble-Abstand ist jedoch nicht ständig: es nimmt zu, und am Ende kann das Photon in die Kugel von Hubble gelangen. Sobald es passiert, bewegt sich das Photon schneller, als die Erde entfernt wird, und er kann uns erreichen können.

Dehnung von Photonen.

Die ersten Beobachtungen, die zeigen, dass das Universum ausdehnt, der zwischen den 1910 und 1930 in den Laboratomen ausdehnt, emittiert und absorbiert das Licht immer auf bestimmte Wellenlängen. Dasselbe wird in den Spektren der entfernten Galaxien beobachtet, jedoch mit einer Verschiebung in den Langwellenlängenbereich. Astronomen sagen, dass die Strahlung der Galaxie eine rote Verschiebung erleidet. Erläuterung einfach: Wenn Sie den Raum erweitern, wird die Lichtwelle gestreckt und schwächt daher. Wenn in dieser Zeit, bis die Lichtwelle uns erreichte, das Universum doppelt so gut, dann verdoppelte sich die Wellenlänge, und seine Energie wurde zweimal geschwächt.

Hypothese Müdigkeit.

Jedes Mal, wenn der wissenschaftliche Amerikaner einen Artikel zur Kosmologie veröffentlicht, schreiben viele Leser uns, dass die Galaxien ihrer Meinung nach nicht eigentlich von uns entfernt werden und dass die Expansion des Raums eine Illusion ist. Sie glauben, dass die rote Verschiebung in den Galaxienspektren von einer langen Reise von so etwas wie "Müdigkeit" verursacht wird. Ein bestimmter unbekannter Prozess zwingt leicht, sich durch den Raum ausbreiten, Energie verlieren und somit erröten.

Diese Hypothese war mehr als ein halbes Jahrhundert, und auf den ersten Blick sieht es auf den ersten Blick angemessen aus. Es ist jedoch völlig inkonsistent mit Beobachtungen. Wenn zum Beispiel der Stern als Supernova explodiert, blinkt sie und verblasst dann. Der gesamte Prozess dauert etwa zwei Wochen in einem Supernova-Typ, wobei Astronomen verwendet werden, um die Entfernungen zu Galaxien zu ermitteln. Während dieser Zeit strahlt der Flussstrom aus Photonen aus. Die Hypothese der leichten Müdigkeit sagt, dass während des Pfads der Photonen Energie verliert, aber der Beobachter wird in einer Dauer von zwei Wochen den Fluss von Photonen erhalten.

In einem expandierenden Raum werden jedoch nicht nur die Photonen selbst gestreckt (und damit um Energie verlieren), aber ihr Strom ist ebenfalls gedehnt. Daher dauert es mehr als zwei Wochen, so dass alle Photonen auf den Boden gelangen. Beobachtungen bestätigen einen solchen Effekt. Der Ausbruch der Supernova in der Galaxie mit roter Verschiebung von 0,5 wird drei Wochen lang beobachtet, und in der Galaxie mit einer roten Verschiebung von 1 Monat.

Die Hypothese der leichten Ermüdung widerspricht den Beobachtungen des Spektrums der Reliktrestauration und -messungen der Oberflächenhelligkeit von entfernten Galaxien. Es ist Zeit, das "müde Licht" (Charles LineViver und Tamara Davis) zu schicken.

Supernovae, wie dies bei der Anhäufung von Galaxien in der Jungfrau, helfen, die kosmische Erweiterung zu messen. Ihre beobachteten Eigenschaften schließen alternative kosmologische Theorien aus, in denen der Raum nicht erweitert.

Der Prozess kann in Bezug auf die Temperatur beschrieben werden. Photonen, die vom Körper emittiert werden, haben eine Energieverteilung, die im Allgemeinen durch eine Temperatur gekennzeichnet ist, die angibt, wie viel der Körper heiß ist. Wenn sich Photonen in einem expandierenden Raum bewegen, verlieren sie Energie und ihre Temperatur wird reduziert. Somit wird das Universum bei der Expansion gekühlt, da eine Druckluft aus dem Scablast-Zylinder entweicht. Zum Beispiel hat die Reliktestrahlung nun eine Temperatur von etwa 3 K, während es bei einer Temperatur von etwa 3000 K geboren wurde. Da jedoch das Universum in Höhe von 1000 Mal erhöht, und die Photonentemperatur sank gleichzeitig . Astronomen mit Gas in fernen Galaxien beobachten, messen Astronomen direkt die Temperatur dieser Strahlung in der fernen Vergangenheit. Messungen bestätigen, dass das Universum im Laufe der Zeit gekühlt wird.

In Verbindung zwischen roter Verschiebung und Geschwindigkeit gibt es auch einige Widersprüche. Die durch die Verlängerung verursachte rote Verdrängung wird häufig mit einer bekannten roten Verschiebung, die durch den Doppler-Effekt verursacht wird, verwechselt, der in der Regel Schallwellen länger macht, wenn die Tonquelle gelöscht wird. Gleiches gilt für leichte Wellen, die länger werden, wenn die Lichtquelle im Raum angegeben ist.

Doppler-rote Verschiebung und kosmologische rote Verschiebung - Die Dinge sind völlig anders und werden von verschiedenen Formeln beschrieben. Der erste folgt aus der privaten Relativitätstheorie, die den Raumausbau nicht berücksichtigt, und der zweite folgt aus der allgemeinen Relativitätstheorie. Diese beiden Formeln sind fast gleich für nahe gelegene Galaxien, unterscheiden sich jedoch für die Fernbedienung.

Wenn die Doppler-Formel entsprechend der Geschwindigkeit des Objekts im Raum der Lichtgeschwindigkeit neigt, neigt seine rote Verschiebung bis zur Unendlichkeit, und die Wellenlänge wird zu groß und daher zur Beobachtung unzugänglich. Wenn es für Galaxien trifft, werden die fernen sichtbaren Objekte am Himmel mit einer Geschwindigkeit entfernt, spürbar niedriger Lichtgeschwindigkeit. Die kosmologische Formel für rote Vorspannung führt jedoch zu einer anderen Schlussfolgerung. Im Rahmen des standardmäßigen kosmologischen Modells der Galaxie mit einer roten Verschiebung von etwa 1,5 (d. H. Die empfangene Wellenlänge ihrer Strahlung um 50% mehr Laborwert) wird mit Lichtgeschwindigkeit entfernt. Astronomen fanden bereits etwa 1000 Galaxien mit einer roten Verdrängung von mehr als 1,5. Wir wissen also über 1000 Objekte, die schneller entfernt sind als die Lichtgeschwindigkeit. Reliktstrahlung kommt mit noch mehr Abstand und hat eine rote Verschiebung von etwa 1000. Wenn das heiße Plasma des jungen Universums die heutige Strahlung ergab, wurde es fast 50-mal schneller als die Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt.

Vor Ort laufen

Es ist schwer zu glauben, dass wir sehen können, dass Galaxien schneller bewegt als die Lichtgeschwindigkeit, aber dies ist aufgrund der Änderung der Erweiterungsrate möglich. Stellen Sie sich einen Lichtstrahl vor, der von der Entfernung von mehr als der Entfernung von Hubble (14 Milliarden Lichtjahre) geht. Er bewegt sich mit der Lichtgeschwindigkeit relativ zu seinem Standort, aber es wird selbst schneller von uns entfernt als die Lichtgeschwindigkeit. Obwohl das Licht mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit zu uns eilt, kann es nicht die Ausweitung des Raums gefallen. Es erinnert an das Kind, das versucht, in entgegengesetzter Richtung auf der Rolltreppe zu laufen. Photonen in der Hubble-Entfernung bewegen sich mit der maximalen Geschwindigkeit, um an derselben Stelle zu bleiben.

Sie denken vielleicht, dass das Licht aus den auf der Ferne von Hubble entfernten Bereichen uns niemals erreichen kann, und wir werden es nie sehen. Der Abstand von Hubble bleibt jedoch nicht unverändert, da das konstante Hubble, aus dem er ändert, Änderungen im Laufe der Zeit abhängt. Diese Größenordnung ist proportional zur Geschwindigkeit des Brechens des Brechens zweier Galaxien, die durch den Abstand zwischen ihnen geteilt werden. (Sie können alle zwei Galaxien zur Berechnung verwenden, um zu berechnen.) Bei den Modellen des Universums, die mit astronomischen Beobachtungen übereinstimmt, erhöht der Nenner den schnelleren Zähler, sodass der permanente Hubble abnimmt. Folglich wächst der Abstand von Hubble. Und wenn ja, das Licht, das uns ursprünglich nicht erreichte, kann im Laufe der Zeit in der Distanz von Hubble sein. Dann befinden sich die Photonen in dem Bereich, der langsamer die Lichtgeschwindigkeit entfernt, wonach sie uns erreichen können.

Ist der Raum rote Verdrängung wirklich - ist es ein Doppler-Offset?

FALSCH: Ja, denn die entfernbaren Galaxien bewegen sich im Raum. Bei dem Doppler-Effekt werden Lichtwellen gestreckt (rotes werden rot), wenn ihre Quelle vom Betrachter entfernt wird. Die Länge der Lichtwelle ändert sich nicht während seiner Reise durch den Raum. Der Beobachter nimmt das Licht, misst seine rote Verschiebung und berechnet die Geschwindigkeit der Galaxie.

RECHT: Nein, die rote BIAS hat nichts mit dem Doppler-Effekt zu tun. Die Galaxie ist fast im Raum stationär, sodass sie das Licht derselben Wellenlänge in alle Richtungen emittiert. Während der Art und Weise wird die Wellenlänge größer, da sich der Raum ausdehnt. Daher errötet das Licht allmählich. Der Beobachter nimmt das Licht, misst seine rote Verschiebung und berechnet die Geschwindigkeit der Galaxie. Die kosmische rote Verschiebung unterscheidet sich von der Doppler-Verschiebung, die die Beobachtungen bestätigt.

Die Galaxie, die Licht gesendet hat, kann jedoch weiterhin mit der Supermenge entfernt werden. Somit können wir das Licht von Galaxien beobachten, dass wie zuvor immer schneller als die Lichtgeschwindigkeit entfernt werden. Kurz gesagt, der Hubble-Abstand ist nicht fixiert und zeigt uns nicht an die Grenzen des beobachteten Universums an.

Und was markiert eigentlich die Grenze des beobachteten Raums? Hier gibt es auch eine gewisse Verwirrung. Wenn der Raum nicht erweitert wurde, könnten wir das am weitesten entfernungsgemäßste Objekt in einer Entfernung von etwa 14 Milliarden Lichtjahren von uns beobachten, d. H. In der Ferne, in der das Licht für 14 Milliarden Jahre überstieg, die seit der größten Explosion vergangen sind. Da das Universum jedoch ausdehnt, wird der von dem Photon überquerte Raum während seines Weges überquert. Daher beträgt der aktuelle Abstand zu den von den beobachteten Objekten, der von den beobachteten Objekten, etwa dreimal mehr - etwa 46 Milliarden Lichtjahre beträgt.

Zuvor dachten Kosmologen, dass wir im verlangsamen Universum leben, und daher könnten wir immer mehr Galaxien beobachten. Im beschleunigenden Universum sind wir jedoch von der Grenze eingezäunt, jenseits der Ereignisse, die niemals die Ereignisse sehen - dies ist der Weltraumhorizont der Ereignisse. Wenn das Licht von Galaxien, das schneller entfernt sind, als die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, bedeutet dies, dass der Abstand von Hubble zunimmt. Aber am beschleunigenden Universum ist der Anstieg verboten. Ein Remote-Ereignis kann einen Lichtstrahl in unsere Richtung senden, aber dieses Licht bleibt für immer für die Grenze der Hubble-Entfernung aufgrund der Beschleunigung der Expansion bleiben.

Wie wir sehen können, erinnert das beschleunigende Universum an ein schwarzes Loch, das auch den Horizont der Ereignisse hat, deren Außenseite, von der wir keine Signale bekommen. Die derzeitige Entfernung zu unserem Weltraumhorizont von Ereignissen (16 Milliarden Lichtjahre) ist ausschließlich in den Grenzen unserer beobachteten Gegend. Das von den Galaxien emittierte Licht, die jetzt am kosmischen Horizont der Ereignisse sind, wird uns niemals erreichen können, weil Die Entfernung, die 16 Milliarden Lichtjahre konsistent ist, wird zu schnell ausdehnen. Wir werden in der Lage sein, die Ereignisse in den Galaxien zu sehen, bevor sie den Horizont überquerten, aber wir werden niemals über nachfolgende Ereignisse erfahren.

Im Universum expandiert alles?

Die Leute denken oft, wenn der Raum ausdehnt, dann expandiert alles auch. Aber es ist falsch. Expansion als solche (das heißt Trägheit ohne Beschleunigung oder Verzögerung) erzeugt keine Leistung. Die Photonenwellenlänge nimmt zusammen mit dem zunehmenden Universum zu, da im Gegensatz zu Atomen und Photonen-Planeten nicht verwandte Objekte sind, deren Abmessungen durch das Gleichgewicht der Kräfte bestimmt werden. Die sich ändernde Ausdehnungsrate macht im Gleichgewicht wirklich eine neue Kraft, es kann jedoch keine Gegenstände zwingen, um sich zu erweitern oder zu schrumpfen.

Wenn beispielsweise die Schwerkraft stärker wurde, hätte Ihr Rückenmark gedrückt, bis die Elektronen in der Wirbelsäule eine neue Gleichgewichtsposition erreicht hätten, die etwas näher aneinander näher ist. Ihr Wachstum würde leicht verringert, aber die Kompression würde aufhören. Auf dieselbe Weise, wenn wir im Universum mit der Vorherrschaft der Grabkräfte in dem Universum gelebt haben, glaubten die meisten Kosmologen, glaubten die Expansion, dass die Erweiterung verlangsamt, und eine schwächere Kompression würde für alle Körper wirken, was sie zwingt, um ein kleineres zu erreichen Gleichgewichtsgröße. Aber er greife, sie würden nicht mehr schrumpfen.

Wie groß ist das beobachtete Universum?

FALSCH: Das Universum ist 14 Milliarden Jahre alt, daher muss sein beobachteter Teil einen Radius von 14 Milliarden Lichtjahre haben. Wir werden die am weitesten entfernten Galaxien in Betracht ziehen - derjenige, dessen Photonen unmittelbar nach der großen Explosion emittierte, nur jetzt erreichten. Das leichte Jahr ist die Entfernung des Photoms im Jahr. Also, das Photon überlagerte 14 Milliarden Lichtjahre

RECHT: Da der Raum expandiert, hat der beobachtete Bereich einen Radius mehr als 14 Milliarden Lichtjahre. Während das Photon fährt, weist der Raum, den es kreuzt, erweitert. Zu der Zeit, in der er uns erreicht, wird der Abstand zur leeren Galaxie mehr als nur von der Flugzeit berechnet - ungefähr dreimal mehr

Tatsächlich wird die Expansion beschleunigt, die durch eine schwache Kraft verursacht wird, "aufblasen" alle Körper. Daher haben die zugehörigen Objekte Abmessungen etwas mehr als in dem nicht spritzenden Universum, da das Gleichgewicht der Kräfte mit etwas größerer Größe in ihnen erreicht wird. Auf der Erdoberfläche ist die von außen gerichtete Beschleunigung aus der Mitte des Planeten eine magere Aktie (10 ^ (- 30) $) der normalen Gravitationsbeschleunigung in das Zentrum. Wenn diese Beschleunigung ausnahmslos ist, wird das Land nicht zwingen, um sich zu erweitern. Nur der Planet dauert etwas mehr Größe, als es ohne Abstoßung wäre.

Aber alles wird sich ändern, wenn die Beschleunigung nicht ständig ist, da einige Kosmologen glauben. Wenn die Abstoßung zunimmt, kann dies schließlich die Zerstörung aller Strukturen verursachen und zu einem "großen Bruch" führen, der aufgrund von Expansion oder Beschleunigung als solche nicht aufgetreten wäre, sondern weil die Beschleunigung beschleunigt würde.

Und Objekte im Universum erweitern sich auch?

FALSCH: Ja. Die Expansion verursacht das Universum und alles in ihm darin. Betrachten Sie als Gegenstand die Anhäufung von Galaxien. Sobald das Universum mehr wird, dann ist auch der Cluster. Die Grenze des Clusters (gelbe Linie) erweitert sich.

RECHT: Nein. Das Universum erweitert, aber die verwandten Objekte machen es nicht darin. Nachbargalaxien werden zuerst entfernt, aber letztendlich überquert ihre gegenseitige Anziehungskraft die Erweiterung. Eine Ansammlung dieser Größe wird gebildet, die seinem Gleichgewichtszustand entspricht.

Da die neuen genauen Messungen Kosmologen helfen, die Expansion und Beschleunigung besser zu verstehen, können sie noch grundlegende Fragen zu den frühesten Momenten und der größten Skala des Universums gefragt werden. Was hat die Erweiterung verursacht? Viele Kosmologen glauben, dass der Prozess, der "Inflation" (Inflation) namens "Inflation" (Inflation), der speziellen Art von Beschleunigungs-Expansion, beschuldigt wird. Aber vielleicht ist es nur eine teilweise Antwort: So begann es, dass das Universum bereits erweitern musste. Und was ist mit der größten Skala für die Grenze unserer Beobachtungen? Sind unterschiedliche Teile des Universums auf unterschiedliche Weise expandiert, so dass unser Universum nur eine bescheidene Inflationsblase in einem riesigen Überuneugen ist? Niemand weiß es. Wir hoffen, dass wir im Laufe der Zeit den Prozess des Ausbaus des Universums verstehen können.

Über die Autoren:
Charles H. Lineweaver (Charles H. Lineweaver) und Tamara Davis (Tamara M. Davis) - Astronomen aus dem Australian Observatory Mount Stromlo. Anfang der 1990er Jahre In der California University in Berkeley war LineVive eine Gruppe von Wissenschaftlern, die mit Hilfe eines COBE-Satelliten von Reliktstrahlung eröffneten. Er verteidigte die Dissertation nicht nur auf Astrophysik, sondern auch auf der Geschichte und der englischen Literatur. Davis arbeitet an der Schaffung des SUPERNOVA / Beschleunigungssonde Observatory (Supernova und Beschleunigungsforscher).

Anmerkungen zum Artikel "Paradoxien der großen Explosion"
Professor Zapov Anatoly Wladimirovich, Phys. Ft. MSU: Alle Missverständnisse, mit denen die Autoren des Artikels argumentieren, dass der Ausbau des begrenzten Volumens des Universums in einem starren Referenzsystem für die Sichtbarkeit am häufigsten betrachtet wird (und der Ausbau eines ausreichend kleinen Bereichs Um den Zeitpunkt der Zeit der Erde und der Galaxien in der Erdeferenz nicht berücksichtigen zu können). Daher die Präsentation und die Explosion und die Dopplerverschiebung und die gemeinsame Verwirrung mit den Bewegungsgeschwindigkeiten. Die Autoren schreiben und schreiben ordnungsgemäß, da es in nicht intreaktivem (begleitendem) Koordinatensystem aussieht, in dem Kosmologen normalerweise funktionieren, obwohl der Artikel nicht direkt darüber spricht (grundsätzlich alle Entfernungen und Geschwindigkeiten von der Auswahl der Referenzsystem, und hier ist hier immer ein gewisser Willkürtraum). Das einzige, was geschrieben ist, ist unklar, so dass dies nicht bestimmt wird, dass im expandierenden Universum unter der Entfernung verstanden wird. Zunächst sind die Autoren die Lichtgeschwindigkeit, die mit der Spreizzeit multipliziert ist, und dann wird gesagt, dass sogar die Expansion ausmacht, was die Galaxie noch mehr entfernte, während das Licht unterwegs war. Somit wird der Abstand bereits als Lichtgeschwindigkeit verstanden, multipliziert mit der Zeit der Verteilung, die er ausgeben würde, wenn die Galaxie nicht mehr gelöscht und das Licht abstrahlte. In der Tat ist alles komplizierter. Der Abstand ist die Größe des modellabhängigen und direkt von nicht empfangenen Beobachtungen, sodass Kosmologen ohne ihn gut sind, wodurch er sie ersetzt. Aber vielleicht ein rigorierterer Ansatz hier und unangemessen.