https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/15087300/

 

Ответы на каверзные вопросы по красному смещению галактик

У всякого полученного аналитически результата  есть физическое обоснование. Как правило, это физическое обоснование можно пояснить «на пальцах» таким образом, что станет интуитивно понятной причина данного явления даже умному непрофессионалу. Поэтому давайте вернёмся к вопросу о красном смещении с самого начала. Что было? Обнаружили красное смещение излучения галактик. Его объяснили разбеганием галактик после Большого взрыва. Такое разбегание должно гравитационно тормозиться. Но торможения не было. Противоречие. Тогда объяснили расширением пространства Вселенной. Вообще-то, объяснение расширением пространства тоже не должно работать. Поясняю, почему не должно работать. Пространство – это всё, что вокруг нас, и что внутри нас. Если пространство расширяется, то и всё сущее расширяется (не может же пространство вокруг нас расширяться, а внутри нас, например, в лёгких, оставаться неизменным). Поэтому, если расширяется пространство, то расширяется всё, в том числе и мерная линейка. В результате мы расширения не заметим. Но забудем временно об этом несоответствии здравому смыслу, и будем рассуждать дальше.

Итак, красное смещение имеет однозначно доплеровскую природу, то есть источник излучения должен удаляться

Картинки по запросу трудности господствующих теорий топтуноваРис. 1
Н
о почему удаляться должна вся галактика? Предложен другой вариант объяснения: красное смещение вызвано излучением газа, аккрецирующего на ядро галактики из межгалактического пространства (рис.2)

Картинки по запросу Что такое красное смещение галактик топтунова Рис. 2
Т
ут же сразу возникает целая лавина каверзных вопросов:

Каверзный вопрос №1. Газ аккрецирует на галактику со всех сторон. Почему мы видим только красное смещение?

Ответ. Максимальное красное смещение даёт газ, удаляющийся от наблюдателя по лучу зрения. На рис.2 это направление от наблюдателя к центру галактики. Близкое к максимальному красному смещению дадут также  все направления, в правом телесном угле в 60о (рис.3).

Картинки по запросу Что такое красное смещение галактик топтунова   Рис. 3
Н
а всякий случай поясню: телесный угол это конус. Направления аккреции в правом конусе не сильно отклоняются от луча зрения. Кроме доплеровского красного смещения есть якобы ещё гравитационное красное смещение Эйнштенйна. На всякий случай мы его тоже учли при теоретических расчётах. На рис.3 поверхности с равным гравитационным смещением показаны пунктирными линиями.  В телесном угле в 60о поверхности постоянных доплеровских смещений (сплошные линии)  и поверхности постоянных гравитационных смешений (пунктирные линии) соприкасаются. Поэтому здесь доплеровское и гравитационное смещения суммируются.

На рис.3 слева есть аналогичный угол, но газ в нём движется не от нас, а к нам. Поэтому должны возникать в спектре линии с фиолетовым смещением. Но они никогда не наблюдаются. Почему? Потому что всё происходящее слева экранируется ярким излучением ядра галактики и огромным количеством пыли в ядре. Посмотрите на рис.4, на нём недавно полученная в радиодиапазоне фотография центра Млечного Пути (https://in-space.ru/novyj-radioteleskop-poluchil-neveroyatnyj-snimok-okruzheniya-chernoj-dyry-v-tsentre-mlechnogo-puti/?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com). Подобную картину мы получили бы  на любой электромагнитной частоте, если бы нам удалось сфотографировать.

Картинки по запросу Новый радиотелескоп получил невероятный снимок окружения черной дыры в центре Млечного Пути  Рис. 4

Как Вы думаете, излучение с противоположного края галактики сможет пробиться к наблюдателю через этот ад кромешный? Я думаю, что ни за что не сможет. Поэтому мы никогда и не наблюдаем спектров с фиолетовым смещением.

Вне двух телесных углов в 60о доплеровские и гравитационные поверхности излучения не соприкасаются. Аккреционное и доплеровское красное смещения здесь работают вразнобой. Поэтому аккрецирующий газ  вне углов в 60о даёт самые разные значения смещения от фиолетового до красного. Излучение от этого газа просто незаметно для наблюдателя «размазывается» по всему спектру.

Каверзный вопрос №2. Излучение идёт и из поверхностных слоёв, и из глубоких слоёв телесного угла.  Почему мы видим вполне определённое красное смещение, а не все красные смещения от малых до больших?

Ответ. Подсказку дают сейфертовские галактики, открытые в 1942 году. У них очень яркое звездоподобное ядро и яркие эмиссионные линии в спектре. Причём есть линии узкие и есть линии широкие. Красное смещение узких линий соответствует скорости 1000 км/с, а широкие линии соответствуют скорости более 5000 км/с. Если спектр сейфертовских галактик обусловлен аккрецией межгалактического газа, то всё объясняется. На рис.5  изображён сферический слой газа, падающего на ядро.

Похожее изображение  Рис.5
Внутренняя сферическая поверхность слоя к центру притяжения ближе, чем внешняя, и потому падает быстрее (обратите внимание, это изображено чёрными стрелками разной величины). Чем ближе к центру тяжести слой газа, тем больше его скорость и тем больше разница между скоростями внешней и внутренней сфер. Поэтому из глубоких слоёв галактики эмиссионные линии шире и красное смещение у них больше. Запомним это. А теперь объясним, почему в галактике возникает эмиссионный слой, дающий в спектре яркую линию.

Чтобы понять, как возникает эмиссионная линия в спектре, нужно учесть две противоборствующие тенденции:
1. Чем больше скорость аккрецирующего газа, тем мощнее его излучение;
2. Чем больше скорость аккрецирующего газа, тем шире эмиссионная линия.

При слишком большой скорости аккрецирующего газа эмиссионная линия может расшириться настолько, что в спектре её невозможно будет опознать. Из-за противоборства этих двух тенденций в спектре как правило возникает излучение из одного тонкого эмиссионного  слоя. На рис.3  он выделен цветом

Дело в том, что ближе к краю галактики скорость аккреции ещё мала и потому рекомбинационное излучение слабо влияет на спектр. А ближе к центру галактики наоборот – скорость слишком большая и потому эмиссионные линии размыты.

Каверзный вопрос №3. Почему, как правило, у галактик наблюдается только одно красное смещение и только в редчайших случаях в спектре находят серии линий излучения с разными красными смещениями.

Ответ. Это зависит от распределения массы по объёму галактики. Похоже, что именно повышенная концентрация массы  в ядре  порождает  возникновение двух эмиссионных слоёв. Нами была рассмотрена модель галактики, у которой 20% массы было сосредоточено в объеме, диаметр которого составляет всего 0,02% от диаметра галактики. У такой галактики было 2 эмиссионных слоя (рис.6)

 

Картинки по запросу Л.Ðœ. Топтунова Некосмологическое объяснение красного смещения  Рис. 6
Подробнее об этом смотрите здесь: (http://www.red-shift.info/_private/a_17a.htm).   

Каверзный вопрос №4. Кроме светлых линий излучения в спектрах галактик наблюдаются также тёмные линии поглощения от совокупности звездного их населения. Эти линии показывают то же самое красное смещение (зависящее от расстояния до галактики), что и светлые эмиссионные линии, которые, кстати, могут возникать не только в ядрах галактик, но и в планетарных туманностях, остатках вспышек сверхновых, да и самих звёздах.

Ответ. Аккреция межгалактического газа на галактику  начинается с расстояния ~1,5·Rгал  и порождает рекомбинационное излучение из-за столкновений частиц газа между собой и с галактическим газом. Величина рекомбинационного излучения имеет максимум при значении    Rem = B·M2/r2   , где М – масса галактики,  В    константа. Это радиус эмиссионного слоя галактики. При уменьшении расстояния r до галактики радиус эмиссионнго слоя увеличивается по закону обратных квадратов. Начиная с некоторого расстояния r, эмиссионный слой будет иметь радиус больший, чем радиус галактики. Этот эмиссионный слой будет поглощать некоторые частоты звёздного излучения галактики на пути к наблюдателю. Так возникает полосатый спектр поглощения близких галактик (рис.7)

Картинки по запросу линии поглощения  Рис. 7

Независимо от того, где расположена эмиссионная сфера, внутри галактики, или за её пределами, красное смещение z зависит от расстояния до галактики по закону аккреции, подобному закону Хаббла.

Закон Хаббла:
Картинки по запросу Тёмная энергия - это мираж 

Закон аккреции:

Картинки по запросу Тёмная энергия - это мираж
Что же касается
эмиссионных линий, которые возникают в планетарных туманностях, остатках вспышек сверхновых, и звёздах, то этот вопрос не относится к красному смещению галактик, послужившему рождению гипотезы о Большом взрыве.