новости космоса
7519 47
14 мая 2023 21:20:51

Насколько быстро на самом деле расширяется Вселенная

В двух новых работах, выполненных под руководством Патрика Келли из Университета Миннесоты, ученые успешно использовали новую методику для измерения постоянной Хаббла. Статьи опубликованы в журналах Science и The Astrophysical Journal.

С 1920-х годов мы знаем, что Вселенная расширяется. Примерно в 1908 году американский астроном Генриетта Ливитт нашла способ измерить внутреннюю яркость звезд, называемых переменными Цефеидами.

Закон Ливитт позволяет ученым использовать Цефеиды в качестве "стандартных свечей": объектов, внутренняя яркость которых известна и, следовательно, расстояние до которых можно рассчитать.

В 1929 году другой американский астроном, Эдвин Хаббл, смог найти несколько таких звезд-Цефеид в других галактиках и измерить расстояние до них. По этим расстояниям и другим измерениям он смог определить, что Вселенная расширяется.

В некоторых недавних попытках измерить Вселенную дальше от Земли, таких как проект SH0ES, возглавляемый нобелевским лауреатом Адамом Рисом, использовались Цефеиды наряду со сверхновой типа Ia, которую также можно использовать в качестве стандартной свечи.

Существуют также другие методы измерения постоянной Хаббла, например, тот, который использует космический микроволновый фон — реликтовый свет или излучение, которое начало распространяться по Вселенной вскоре после Большого взрыва.

Проблема в том, что эти два измерения, одно близкое с использованием сверхновых и цефеид, а другое гораздо более удаленное с использованием микроволнового фона, отличаются почти на 10%. Астрономы называют эту разницу напряженностью Хаббла и ищут новые методы измерения, чтобы устранить ее.

В новой работе ученые успешно использовали новую методику для измерения этой скорости расширения Вселенной. Работа основана на сверхновой под названием Supernova Refsdal.

В 2014 году команда обнаружила несколько изображений одной и той же сверхновой. Впервые была замечена такая "линзовидная" сверхновая. Космический телескоп «Хаббл» наблюдал одну сверхновую, а ученые увидели пять! Свет от сверхновой распространялся во всех направлениях, но он путешествовал в пространстве, искривленном гравитационными полями огромного скопления галактик, которые искривили часть пути света таким образом, что в конечном итоге он попал на Землю несколькими маршрутами. Каждое появление сверхновой доходило до нас по своему пути через Вселенную.

Представьте себе три поезда, отправляющиеся с одной и той же станции в одно и то же время. Однако один отправляется прямо на следующую станцию, другой совершает большое путешествие через горы, а еще один - через побережье. Все они отправляются и прибывают на одни и те же станции, но совершают разные поездки, и поэтому, хотя они отправляются в одно и то же время, они прибудут в разное время.

Итак, полученные изображения показывают одну и ту же сверхновую, которая взорвалась в один определенный момент времени, но каждое изображение прошло свой путь. Наблюдая за приближением к Земле каждого появления сверхновой — одно из которых произошло в 2015 году, после того, как взрывающаяся звезда уже была замечена, — ученые смогли измерить время их прохождения и, следовательно, насколько выросла Вселенная, пока изображение находилось в пути.

Это дало другое уникальное измерение роста Вселенной. Это измерение ближе к измерению космического микроволнового фона, а не к измерению близлежащих Цефеид и сверхновых. Однако, исходя из его местоположения, оно должно быть ближе к измерениям Цефеид и сверхновых.

Хотя это вовсе не разрешает спор, это дает нам еще один ключ к разгадке. Это может быть проблема со значением сверхновой, или с нашим пониманием скоплений галактик и моделей, или с чем-то совершенно другим.


(Добавил: Rolf80)

комментарии
1
Zubkov10 · 15-05-2023

Она сама не расширяется, у неё расширяется зрачок от страха, когда она смотрит на нас, типа людей!

2
Teddy92 · 15-05-2023

"внутренняя яркость" - это нонсенс, так как звезда светит наружу. Здесь "собственная яркость".

3
Teddy92 · 15-05-2023

Вроде уже достаточно исследований и учтены различные эффекты, которые делают стандартную свечу нестандартной, если не знать подробности физики. Более того, есть систематическая ошибка, связанная с зависимостью среднего возраста звезды и яркостью её взрыва. Поэтому даже утверждение об ускоренном расширении Вселенной стоит под сомнением. (А с ним и вся темная физика).

4
ostman61 · 15-05-2023

Исследование дало такой ключ к разгадке, который всё запутал окончательно. Нормально поработали.

5
viktorchibis92 · 15-05-2023

Leonid, вот он «случай – Бог изобретатель» для проверки гипотезы старения фотонов. Правда дельта времени изображений ничтожно мало – «Мы измеряем относительную временную задержку SX–S1 в 376,0+5,6-5,5 дней» (цитата из оригинала статьи). Расстояние до СН определялось фотометрическим методом по кривым блеска 5-ти изображений СН. Использована несколько более сложная методика с вычитанием повернутых масок для проведения спектрометрического анализа сдвижки спектров и пересчета их в скорости. Итоговая качественная картинка спектров см.:
cloud.mail.ru/public/FXMt/pYBmaY34K
Методика вычисления усредненного спектра в «R. Merlin et al. Intensity correlation speckles as a technique for removing Doppler broadening, Physical Review A (2021). DOI: 10.1103/PhysRevA.103.L041701 (два луча квазара разной длины)» на мой взгляд проще и нагляднее.
Но схема эксперимента идеальная – имеем одномоментный источник фотонов, которые проходят до наших приборов различный путь. Авторы прогнозируют, что обзор пространства и времени (LSST) с обсерваторией Веры Рубин позволит (в ближайшее время) обнаружить сотни SNe с сильными линзами». Надеюсь, что новые данные позволят в конце концов определить вклад старения фотонов в покраснение их спектра.

6
Teddy92 · 15-05-2023

Вы понимаете, что разница хода в 1 световой год - это в 4 раза меньше, чем до проксима Центавра?
Какое тут покраснение фотонов, даже если допустить, что оно существует.

7
Leonid3190 · 16-05-2023

На разнице в расстоянии 3260000 световых лет ( 1 Мпс) и при условии, что всё покраснение обусловлено "старением", фотон постарее на 0.026%, ну а за год у меня разрядности компьютера не хватило :-)))

8
viktorchibis92 · 16-05-2023

Leonid, спасибо за цифирки. Авторы всё детально описывают про фотометрию в The Astrophysical Journal, а вот расчет Ho они поместили в отдельную статью в Science, который кроме аннотации ничего читать не даёт. В аннотации сказано – «Используя восемь моделей кластерных линз, мы делаем вывод Hо=64.8+4.4−4.3 km s−1 Mpc−1. Используя две модели, наиболее соответствующие наблюдениям, мы находим Hо=66.6+4.1−3.3 km s−1 Mpc−1». Им же хватило точности, чтобы посчитать Ho.
Я полагаю так, дельта времени мала, но и разница расстояний, пройденных разными лучами, соответственно тоже не велика. Главное и то, и то определить с достаточной точностью. Про интервал времени они пишут, что он определён с точностью 1,5% (это очень хорошая точность). Разница путей лучей спрятана во второй статье. Кстати, если старт лучей одномоментный, т.е. при одной относительной скорости источника и одинаковыми спектрами, то по Вашей методе (фотон летит в пространстве, и ничего с ним не происходит, независимо от расстояния), все фотоны по всем путям должны прилететь к нам с одинаковыми спектрами. А спектры различаются, без этого не померить скорость. Возникает вопрос – Почему авторы делают выводы только в сторону определения Ho, но почему-то не задумываются в сторону старения фотонов?

9
Teddy92 · 16-05-2023

Виктор!
Вы же сами в к.5 писали "относительную временную задержку SX–S1 в 376,0+5,6-5,5 дней" то есть приблизительно один год." И вдруг пишите "Разница путей лучей спрятана во второй статье"
Или по теории КСТ скорость света весьма переменная величина?

10
Teddy92 · 16-05-2023

За год на 8Е-9 %. Леонид, даже на Синклере можно посчитать. Что за компьютер у вас?

11
viktorchibis92 · 16-05-2023

Я имел в виду разницу спектров, придирчивый Вы наш.
Знаете ли, давлеет в голове сюжет, что расстояние влияет на спектры.
Вы бы с такой придиркой к "канонам" ОФ подходили.

12
Teddy92 · 16-05-2023

Дык, разница спектров и набегает за год. Точнее за 376 дней.

13
Teddy92 · 16-05-2023

По правде говоря, это в предположении о линейности эффекта. Однако теорий старения напридумано великое множество, причем они брошены на полпути, так как по сути мусорные. Гипотеза старения фотонов, как и эфира давно отправлена на помойку. Ну или в музей, если вам так милее.

14
Teddy92 · 16-05-2023

Что касается критики ОФ, то она настолько обьемна, что как раз и дает уверенность в ее справедливости. Чего нельзя сказать о маргинальных гипотезах.

15
Leonid3190 · 16-05-2023

viktorchibis, везде написано Z=1.49, что соответствует ~10 млрд световых лет, значит спектр не сдвинулся в пределах чувствительности, меняется соотношение яркости, а не частот (длин волн).

16
viktorchibis92 · 16-05-2023

Leonid, а как же они по одной яркости без сдвижки спектра рассчитали скорость и определили Но?

17
Leonid3190 · 16-05-2023

Z=1.49, скорость ~0,72 световой, фотон от своей энергии в системе отсчёта связанной с источником в нашей системе осталось ~40%?, которые и отразились на спектре по которому эти данные и определены :-)))

18
viktorchibis92 · 17-05-2023

(спектр → Z → V[через Но]) + (яркость → r) = Ho
Явный цикл. Кроме того, данная метода не объясняет, почему спектр разных лучей получается разным. Разорвать этот порочный цикл может именно старение фотонов.

19
Leonid3190 · 17-05-2023

".. почему спектр разных лучей получается разным .."
В спектре две информации:
1. Сдвиг спектра по скорости источника (если угодно + "старение")
2. Разные амплитудные составляющие.
По первому пункту спектры совпадают, иначе было бы 1.49, 1.492, 1.487, ... вот тогда можно определить "старение" без всяких "если"
По второму пункту, да плюс поляризация, можно строить теории о составе и свойствах среды распространения для разных путей.

20
Teddy92 · 17-05-2023

Еще раз. Теорий старения множество. Соответственно возможны разные искажения спектра фотонов. Как вы не остановившись ни на какой модели утверждаете, что при старении будет именно покраснение спектра? Я думаю, просто потому, что красное смещение это установленный факт.
Однако из старения никак ни следует покраснения фотонов.

21
Leonid3190 · 17-05-2023

Teddy, я остановился:
λпр = λист*R/k, где
λпр -- длина волны принимаемая,
λист -- длина волны источника
R -- пройденное фотоном расстояние
k -- коэффициент пропорциональности
При такой (и только такой) формуле исходный спектр не искажается и можно отличить водород от железа :-)))

22
Гришин_С_Г158 · 17-05-2023

Leonid3170 · 17-05-2023
Teddy, я остановился:
λпр = λист*R/k, где
λпр -- длина волны принимаемая,
λист -- длина волны источника
R -- пройденное фотоном расстояние
k -- коэффициент пропорциональности
При такой (и только такой) формуле
исходный спектр не искажается и можно
отличить водород от железа
---------------------------------------------------------
Номер не пройдёт, так как в этом выражении
физразмерности правой и левой части не совпадают.
Любой коэффициент пропорциональности безразмерен в принципе.
Кстати, и Е= mC^2 при C=const - тоже мура по той же причине.
И вообще, этим страдают все линейные субъектообразующие
выражения в теофизике.

23
Leonid3190 · 17-05-2023

Гришин_С_Г, конечно, конечно, как и в формуле S = k*t, где:
S -- расстояние
t -- время
k -- коэффициент пропорциональности, который безразмерен в принципе.
Откуда только взялись эти принципы, математик вы наш.
:-)))

24
Teddy92 · 18-05-2023

Это всего лишь формула. Какие принципы ответственны за изменение длины волны фотона?
Например установлено, что в межгалактической среде скоплений галактик происходит рассеяние фотонов на электронах. Причем как с уменьшением энергии фотонов (эффект Комптона), так и с увеличением посинением (эффект Синяева Зельдовича) в зависимости от длины волны фотона и характеристик электронов.

25
Teddy92 · 18-05-2023

При этом искаженный "помятый" спектр все же позволяет определить водород и железо.

26
viktorchibis92 · 18-05-2023

Рассеивание фотонов на электронах в космосе исключительно редкое явление. Если бы было иначе, мы бы ничего не видели, как при прохождении фотонов сквозь пылевые облака. Гипотеза о старении фотонов – это не рассеивание, а естественный процесс потери энергии фотонами при распространении в светоносной среде (эфире) – диссипация (переход энергии фотона в энергию эфира).

27
Teddy92 · 18-05-2023

Вот именно если бы старение имело место, то все фотоны рассеивались и надежды, что ДжУ что то увидит вдалеке не было бы. А прямой и обратный комптон эффект наблюдается только на межгалактической среде в скоплениях галактик. Была новость недавно порядка с месяц назад. Что привело к повышению оценки плотности барионки в таких местах.

28
Astroban48 · 18-05-2023

/ (переход энергии фотона в энергию эфира)/
----------------------------------------------------------------
ЯТД, переход энергии т/н фотона (старение), это переход в общеизвестную микроволновую фоновую энергию, што и поддерживается такими переходами от излучения млрд звезд. К стати тн фотон после излучения "летит" за счет микроволновой фоновой энергии или можно сказать, на микроволновом фоне, пока не станет фоновой энергией. То есть, грубо говоря, откуда выскочил, быстро обратно туда заскочит, по крайней мере не лярдов лет всё же. Так шо, кефира ньма, пить будем, молоко.

29
Teddy92 · 18-05-2023

Ежели же вы будете утверждать, что на расстоянии 13 млрд световых лет старение незначительно, то уж речи о том, что на разности в 1 световой год (только что обсуждали) выявить старение фотонов невозможно.

30
viktorchibis92 · 18-05-2023

Я «утверждаю», что постулат отрицания эфира и метода определения одновременности в СТО Эйнштейна – кривые. В результате, формула замедления времени процессов от скорости не является отражением природного механизма, а является предполагаемым отражением покраснения фотонов при релятивистских скоростях движения источника относительно эфира, плюс диссипации энергии фотона пропорционально пройденному расстоянию. При этом дополнительно надо учитывать классического Доплера (изменение скважности вихрей ЭМИ), и динамическое изменение расстояния на больших дистанциях за счет электродинамического разбегания Вселенной. На космологических масштабах дополнительно играет роль распределенный во времени и пространстве инфляционный процесс образования облака Вселенной со скоростью, соответствующей скорости распространения МП на полюсах, которая превосходит скорость света по КСТ-оценке в 3,14 раза.

31
Teddy92 · 18-05-2023

Формула замедления времени является отражением покраснения фотонов?

32
Cancer23 · 18-05-2023

Teddy
"...так и с увеличением посинением (эффект Синяева Зельдовича)".
Даже Сюняев посинел от своего же эффекта. :)

33
Teddy92 · 18-05-2023

Сюняев взял псевдоним Синяев, так как в его эффекте фотоны синеют. Так что в каком-то смысле он действительно посинел.

34
Гришин_С_Г158 · 18-05-2023

Teddy71 · 18-05-2023
Формула замедления времени является отражением покраснения фотонов?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Нет, она является отражением двух ошибок в дэдуктивной спекуляции Эй-на.
Первая - принятие им в его "МЫСЛЕННЫХ экспериментах" асимметричного
временного цикла в движущихся относительно него СТО-часах за единицу
времени в них.{В натуре же, если на часы посмотреть, то времена на обеих
часах (у Эй-на, и у вернувшегося туриста) одинаковые. Но наблюдения
и измерения при созданиях дэдуктивных спекуляциях не производятся
там только мысленный эксперимент.}
Вторая ошибка в формуле для "замедления" времени Эй-на.
Оно у него замедляется только при движении реверсивного элемента (РЭЧ)
движущихся относительно него СТО-часов в одну сторону, а при движении РЭЧ
в обратную сторону оно у него не замедляется.

35
Гришин_С_Г158 · 18-05-2023

Гришин_С_Г, конечно, конечно, как и в формуле S = k*t, где:
S -- расстояние
t -- время
k -- коэффициент пропорциональности, который безразмерен в принципе.
Откуда только взялись эти принципы, математик вы наш.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Во-первых, речь идёт не о математике, а о физике.
Во-вторых, оказывается, что вы не знаете, что такое коэффициент пропорциональности.
В этом, приведенном вами примере, k есть скорость. Она переменная, поэтому коэффициентом пропорциональности быть не может. Чтобы она стала коэффициентом пропорциональности
вам надо её "запостулировать" как постоянную. Тогда, "да", она станет коэффициентом
пропорциональности. Аналогично и в E=mC^2, при C=const, С^2 - является коэффициентом пропорциональности, а значит он безфизразмерен и формула не верна из-за несовпадения
физразмерностей правой и левой её частей.

36
Leonid3190 · 18-05-2023

Гришин_С_Г, ну да, заодно и E=h*F (энергия фотона пропорциональна его частоте, где h-- коэффициент пропорциональности, названный в честь Планка, F=G*m*M/R^2, где G коэффициент пропорциональности, названный гравитационной постоянной, и всё прочее в топку, считать нечего, а книги по физике сжечь в той же топке, чтобы неповадно было на размерности плевать, физик вы наш :-)))
.
Teddy, доплер и замедление времени (всех процессов, в т. ч. пересоединение цепочек корпускул) является причиной покраснения фотонов.

37
Гришин_С_Г158 · 18-05-2023

Leonid3170 · 18-05-2023
Гришин_С_Г, ну да, заодно и E=h*F (энергия фотона пропорциональна его частоте,
где h-- коэффициент пропорциональности, названный в честь Планка, F=G*m*M/R^2,
где G коэффициент пропорциональности, названный гравитационной постоянной,
и всё прочее в топку, считать нечего,...
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Любые физические формулы с коэффициентами пропорциональности демонстрируют
недопонимание физики того, что они как бы описывают. С помощью их вычисляют,
как правило, приблизительное или непроверяемое.
Из-за того, что логика не допускает несовпадение физразмерностей справа и слева
от знака равенства, коэффициентам пропорциональности присваивают подходящие,
иногда смешные, физразмерности. И всю эту дребедень втюхивают обывателю
как фундаментальную науку. Пипл её легко принимает, так как все эти материи
им в повседневной жизни практически не используются. Большинству -
в течении всей жизни. А те кому это нужно на практике, пользуются, главным образом,
методом "научного тыка", обнаучивая результаты правдоподобными формулами.
А учёные (те кто кормится от науки) обо всём этом скромно молчат...

38
Leonid3190 · 18-05-2023

Гришин_С_Г, ну вы-то не принадлежите ни к "пиплу", ни к "хомячкам", так последуйте примеру коллеги В. Павлова и напишите КНИГУ с новой физикой, гений вы наш.

39
Teddy92 · 19-05-2023

Космогоническое покраснение фотонов объясняется вылезанием их из потенциальной гравитационной ямы (Вселенная расширяется), а не замедлением времени. Доплер вообще тут не при чем.

40
Leonid3190 · 19-05-2023

Teddy, без сомнения, наша Земля находится на сияющем холме, а вокруг проклятая потенциальная яма, откуда еле-еле выбираются исхудавшие фотоны реликтового излучения :-)))

41
viktorchibis92 · 19-05-2023

Leonid, а в этом что-то есть. При движении в обратном направлении фотоны будут синеть (шутка).

42
Leonid3190 · 19-05-2023

viktorchibis, на всякий случай (а то скажете, что формулы нет, всё на пальцах) гравитационное покраснение излучения:
Zg = (1/(1-(2*G*M/(R*c^2))^0.5)-1)
Здесь, наверное, у меня с коллегой Teddy разногласия: я толкую эту формулу как действующую лишь при образовании фотона и далее фотон распространяется без изменений, а коллега толкует иначе: гравитация воздействует в т. ч. и на "проходящие" фотоны, они "синеют" при приближении к источнику гравитации и "краснеют" при удалении от него.

43
viktorchibis92 · 19-05-2023

Интересный пассаж. Я, пожалуй, соглашусь с Teddy. Воздействие гравитации на тангенциальные фотоны – экспериментально установленный факт. Луч света отклоняется. По КСТ это объясняется просто, электрические и магнитные силовые линии зарядов тела взаимодействуют с моментами вихрей света. Импульсы притяжения немного больше импульсов отталкивания, в результате свет как бы притягивается к телу. В принципе, это же взаимодействие должно происходить и с фотонами, движущимися в радиальном направлении (Вы помните, что скорость выстраивания силовых линий равна 3,14*с). Вот только покраснение или посинение фотонов по КСТ – это перестройка топологии вихрей ЭМИ (уменьшение или увеличение количества витков, и увеличение или уменьшение диаметра). Но это по чистой теории, так, например происходит старение фотонов. А в варианте радиального гравитационного поля может происходить эффект а-ля Доплера – изменение скважности вихрей (раздвижка или сдвижка их центров, или трансформация формы вихрей в эллипсоидальную).

44
Гришин_С_Г158 · 19-05-2023

Leonid3170 · 19-05-2023: "... Zg = (1/(1- (2*G*M/(R*c^2))^0.5)-1)"
----------------------------------------------------------------------------------------
Правильно я понял, что если M-масса, вокруг которой "загибается"
фотон, пролетающий вблизи неё на расстоянии R, то
Zg = (1/(1-(2*G*M/(R*c^2))^0.5)-1) = (1/(1- (2*R*c^2/(R*c^2))^0.5)-1)
и под корнем образуется минус единица?

45
Leonid3190 · 19-05-2023

Под корнем выражение: √(2*G*M/(R*C^2)).

46
Гришин_С_Г158 · 20-05-2023

Хотите сказать, что фотон "загибается" не по кругу? И что?
Утверждаете, что ваши две силы гравитационного притяжения
всяко меньше одной центробежной силы?

47
Leonid3190 · 20-05-2023

Гришин_С_Г, какие круги, какая центробежная сила :-))
Формула о красном смещении излучаемого фотона от действия гравитации. R -- расстояние от центра гравитирующей массы до излучателя.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!