Загадка расширения Вселенной

Загадка расширения Вселенной

Немногим больше ста лет назад никто на нашей планете не знал, что Вселенная расширяется. Но несмотря на все беды и несчастья, которые ХХ век принес человечеству, именно это столетие ознаменовано научно-техническим прогрессом. За невероятно короткий отрезок времени мы узнали о мире и Вселенной больше, чем когда-либо.

Идею о том, что наша Вселенная расширяется на протяжении последних 13,8 миллиардов лет впервые предложил бельгийский физик Жорж Леметр в 1927 году. Два года спустя американскому астроному Эдвину Хабблу удалось подтвердить эту гипотезу. Он установил, что каждая галактика удаляется от нас и чем она дальше, тем быстрее это происходит. Сегодня существует множество способов, с помощью которых ученые могут понять, как быстро наша Вселенная увеличивается в размерах. Вот только цифры, которые исследователи получают в процессе измерения, каждый раз получаются разными. Но почему?

Измерение скорости по доплеровскому смещению

Если мы измеряем относительное движение тел, то в отсутствии сильной гравитации скорость сближения и расхождения пропорциональна доплеровскому смещению. На этом эффекте работают радары измерения скорости.

Что же происходит со светом при воздействии на него сильного гравитационного поля? По учению Эйнштейна свет отклоняется при прохождении мимо массивных объектов.

Свет, пройдя мимо солнца изгибается. мы видим звезду совсем не там, где она расположена на самом деле.

Что же будет со светом, если он выходит из массивного тела? Когда сила тяжести направлена противоположно направлению излучения. Да то же самое. Гравитация воздействует на свет и забирает часть его энергии. А энергия фотона пропорциональна его частоте.

ν — частота фотона.

При уменьшении энергии происходит доплеровский сдвиг ее частоты. Он направлен в красную и инфракрасную область, т.е. происходит снижение частоты (увеличение длины) волны. Потому что чем больше энергии у фотона заберет гравитация, тем меньше станет его частота. Таким образом, чем больше звезда, тем больше сдвиг.

Таким образом, сдвиг спектра в красную сторону происходит и в случае удаления, и за счет гравитации. Но от притяжения сдвиг есть всегда, а от удаления в 50%. Да и то максимум смещения будет, если вектор скорости направлен от нас по прямой.