Astronet > Forumy > Voprosy prepodavaniya astronomii > Re[2]: Krasnoe smeshenie

O. E. Kirillov · 24.10.2009 22:35

Uvazhaemye gospoda Astrofiziki, pomogite proyasnit' problemu! Pochemu po nalichiyu krasnogo smesheniya v spektre galaktiki delaetsya vyvod, chto ona dvizhetsya ot nas i po velichine etogo krasnogo smesheniya mozhno opredelit' luchevuyu skorost'? Ya v kurse, chto est' effekt Dopplera, bolee togo,- ya v kurse, chto est' krome prodol'nogo eshe i poperechnyi effekt Dopplera, a eto oznachaet, chto tol'ko po velichine krasnogo smesheniya nevozmozhno uznat' ni skorost' dvizheniya istochnika, ni napravlenie dvizheniya istochnika, dazhe nel'zya uznat' dvizhetsya li istochnik k nam ili ot nas, - potomu chto sdvig chastot (dlin voln) zavisit ot skorosti istochnika i ugla mezhdu skorost'yu istochnika i luchom zreniya (sm. STO). Vot ya i v tupike: to li pod terminom "krasnoe smeshenie" specy-astrofiziki ponimayut nechto bol'shee, chem sdvig chastot (naprimer, eshe uchityvaetsya intensivnost' smeshennyh spektral'nyh linii), to li ya ne znayu, chto i dumat'. Prizyvayu k obsuzhdeniyu sformulirovannoi problemy (esli ona est', konechno!).

V. G. Makarov · 28.10.2009 14:31

Predlagayu svoi variant otveta na Vash vopros, opublikovannyi v sosednei rubrike v teme " Rasshirenie vselenoi", hotya i obrashenie ne ko mne. Da i dopushennye grammaticheskie oshibki mogut znachitel'no izmenit' otnoshenie k predlagaemomu variantu. Esli Vy uchitel', to moe predlozhenie mozhet prinesti bol'she vreda, chem pol'zy. Esli ono okazhetsya interesnym i zahotite ego komu libo izlozhit', to predlozhite ego kak "ereticheskii". A na pravil'nyi, s tochki zreniya predlagayushego, uveren, soshlyutsya na adres, gde on,pravil'nyi, izlozhen. S uvazheniem.

Dmitrii Docenko · 29.10.2009 14:09

Tut neobhodimo nemnogo proyasnit' situaciyu. Soglasno predstavleniyam sovremennoi kosmologii krasnoe smeshenie v spektrah dalekih galaktik vyzyvaetsya v osnovnom ne effektom Dopplera, a rasshireniem Vselennoi (kotoroe izmenyaet energiyu fotonov - volny "rastyagivayutsya" vmeste s prostranstvom). Poetomu ponyatie "skorost' razbeganiya" nel'zya ponimat' tak uzh bukval'no.

Nablyudaemyi v predelah odnogo skopleniya galaktik razbros znachenii krasnogo smesheniya vyzyvaetsya po bol'shei chasti dvizheniyami galaktik v skoplenii (t.e. effektom Dopplera). Iz etogo razbrosa mozhno opredelit' razbros prodol'nyh skorostei galaktik - on okazyvaetsya poryadka 1-2 tys. km/sek. Poetomu net prichin ozhidat' bOl'shih poperechnyh skorostei dvizhenii galaktik. Sootvetstvenno, poperechnyi effekt Dopplera -- effekt vtorogo poryadka -- prenebrezhimo mal.

Krasnoe smeshenie opredelyaetsya tol'ko iz smesheniya polozheniya spektral'nyh linii: z= l / l0 - 1, gde l i l0 - dliny voln ot ob'ekta i v laboratorii. Iz nablyudenii okazyvaetsya, chto krasnoe smeshenie, rasschitannoe po etoi formule, ne zavisit ot l0 (v nekotoryh iz al'ternativnyh teorii opublikovannyh na etom forume i na drugih saitah, z zavisit ot dliny volny).

O. E. Kirillov · 30.10.2009 15:35

Dopolnenie k napisannomu, vo izbezhanie nedorazumenii. Sut' problemy: pust' pered Vami spektr kakogo-libo ob'ekta i Vy vyyasnili, chto on smeshen v krasnuyu storonu. Vopros: mozhno li po velichine etogo krasnogo smesheniya vychislit' luchevuyu skorost' i kak? Vopros ne prazdnyi i ne prostoi. Delo v tom, chto po formulam STO velichina sdviga chastoty (dliny volny) zavisit ne tol'ko ot velichiny skorosti istochnika, no i ot ugla mezhdu skorost'yu i luchem zreniya. Vplot' do togo, chto znaya, chto pered nami krasnoe smeshenie nel'zya skazat' k nam dvizhetsya istochnik ili ot nas (ved', k primeru, poperechnyi Doppler-effekt vsegda krasnyi).

Dmitrii Docenko · 2.11.2009 13:49

Otvet na postavlennyi vopros, konechno, "net, nikak nel'zya". Krasnoe smeshenie (i voobshe, sdvig spektral'nyh linii) opredelyaetsya mnogimi faktorami. V astrofizike ih tri:
- Effekt Dopplera
- Rasshirenie prostranstva
- Gravitacionnoe krasnoe smeshenie.
V itoge imeem 1+z_obsh = (1+z_Doppler) * (1+z_rasshir) * (1+z_gravit)

Odnako, esli pro ob'ekt chto-to izvestno (naprimer, eto galaktika), to yasno,
- chto gravitacionnoe krasnoe smeshenie malo (izluchenie voznikaet v atmosferah zvezd),
- chto skorost' ob'ekta otnositel'no "sistemy otscheta reliktovogo izlucheniya" ne prevyshaet 1-3 tys km/s,
poetomu, esli krasnoe smeshenie mnogo bol'she 0.01, to glavnyi vklad v nego daet rasshirenie prostranstva.

Da, formal'no mozhno predstavit' otdel'nyi ob'ekt, dvizhushiisya k nam s takoi skorost'yu i pod takim uglom, chto z>0. No, kak mne kazhetsya, v primenenii k real'nym ob'ektam astronomii eto dovol'no neestestvenno i podobno predpolozheniyu o tom, chto sutochnoe vrashenie zvezdnogo neba svyazano s dvizheniyami zvezd, a ne vrasheniem Zemli.