Астронет > Форумы > Вопросы преподавания астрономии > Re: Вопросы преподавания астрономии

А. Н. Чураев · 24.03.2008 10:46

Вопросы про красное смещение

Известно что красное смещение вызывается как минимум двумя явлениями: 1) удаление источника относительно наблюдателя (доплеровский эффект)

2) гравитацией (гравитационное красное смещение)

Есть также гипотеза, что преодолевая оргомные расстояния свет теряет часть своей энергии.

Соответственно у меня два вопроса:

1) Как определяют какая часть красного смещения вызвана гравитацией, а какая доплеровским эффектом?

2) Есть какие либо факты, которые опровергали бы вышеупомянутую гипотезу?

Дмитрий Доценко · 25.03.2008 16:46

Красное смещение, помимо перечисленных Вами двух эффектов, вызывается также и расширением Вселенной (так называемое космологическое красное смещение). В этом процессе свет теряет энергию не из-за преодолевания огромных расстояний, а из-за изменения масштаба пространства - длина волны "растягивается" вместе с пространством.

Гравитационное красное смещение примерно равно отношению радиусу Шварцшильда излучающего объекта к его реальному размеру (если объект много больше радиуса Шварцшильда). Таким образом, излучение Солнца имеет гравитационное красное смещение около 3 км / 600000 км = 5*10^-6. То есть очень мало и им обычно можно пренебречь.

В космологии пренебрегают гравитационным эффектом и остается разделить космологическое и пекулярное (возникающее из-за эффекта Допплера) красные смещения. Для скоплений галактик это делается статистически: предполагается, что пекулярная скорость центра масс скопления галактик мала и таким образом определяется космологическое красное смещение для всех галактик скопления. Отличия красных смещений индивидуальных галактик от этого среднего значения возникают в результате эффекта Допплера, вызванного их движением внутри скопления. Для галактик вне скоплений пекулярные скорости обычно малы и ими можно пренебречь.

Если говорить про спектры звезд нашей Галактики и ближайших галактик, то там все по-другому: космологическим красным смещением можно пренебречь. Из формы крыльев спектральных линий можно определить давление газа в области их формирования. Зная давление, можно найти ускорение свободного падения. Зная его и массу объекта, можно найти гравитационное красное смещение. Масса находится опять-таки из спектра.