Приглашаем посетить сайт
КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ
КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ - увеличение длины волны монохроматич. компонента спектра источника излучения в системе отсчёта наблюдателя по сравнению с длиной волны этого компонента в собств. системе отсчёта . Термин "К. с." возник при изучении спектральных линий оптич. диапазона, смещённых в сторону длинноволнового (красного) конца спектра. Причиной К. с. может явиться движение источника относительно наблюдателя - Доплера эффект или (и) отличие напряжённости поля тяготения в точках испускания и регистрации излучения - гравитационное К. с. В обоих случаях параметр смещения не зависит от длины волны, так что наблюдаемая плотность распределения энергии излучения f0() связана с аналогичной плотностью в собств. системе отсчёта fe (). соотношением
Доплеровское смещение длины волны в спектре источника, движущегося с лучевой скоростьюи полной скоростью , равно
Для чисто радиального движения красному смещению (zD>>0) отвечает увеличение расстояния до источника (>0), однако при отличной от нуля тангенциальной составляющей скорости значения ZD>O могут наблюдаться и при <0.
Гравитац. К. с. было предсказано А. Эйнштейном (A. Einstein, 1911) при разработке общей теории относительности (ОТО). В линейном относительно ньютоновского потенциала приближении (см. Всемирного тяготения закон) , где соответственно значения гравитац. потенциала в точках испускания и регистрации излучения (zg>0 в том случае, когда в точке испускания потенциал по модулю больше). Для массивных компактных объектов с сильным полем тяготения (напр., нейтронных звёзд и чёрных дыр )следует пользоваться точными ф-лами. В частности, гравитац. К. с. в спектре сферич. тела массой М и радиусом (rg - гравитационный радиус, G - гравитационная постоянная )определяется выражением
Первоначально для эксперим. проверки эффекта Эйнштейна исследовались спектры Солнца и других астр. объектов. Для Солнца zg2*10-6, что слишком мало для надёжного измерения эффекта, однако в спектрах белых карликов (r103-104 км, rg1-3 км, zg10-4- 10-5) эффект был обнаружен. В 1960 Р. Паунд (R. Pound) и Г. Ребка (G. Rebka), используя Мёссбауэра эффект, измерили гравитац. К. с. при распространении гамма-излучения в земных условиях (zg10-15).
Представление о космологич. К. с. возникло в результате работ (1910-29) В. Слайфера (V. Slipher), К. Вирца (К. Wirtz), К. Лундмарка (К. Lundmark) и Э. Хаббла (Е. Hubble). Последний в 1929 установил т. н. Хаббла закон - приблизительно линейную зависимость z,. от расстояния D до далёких галактик и их скоплений: zc(H0/c)D, где H0 - т. н. параметр Хаббла [совр. оценка Н 075 км/(с*Мпк) с неопределённостью до множителя 1,5].
Космологич. К. с. связано с общим расширением Вселенной и обусловлено совместным действием эффектов Доплера и Эйнштейна (для относительно близких галактик, при D<103 Мпк, осп. роль играет эффект Доплера). В спектрах галактик зарегистрировано макс. значение zc3, в спектрах квазаров zc4,5(1988). В 1965 А. Пензиас (A. Penzias) и Р. Вильсон (R. Wilson) обнаружили микроволновое фоновое излучение с темп-рой 2,7 К, интерпретируемое как реликт ранней стадии расширения Вселенной. Для реликтового излучения zc1500.
Эффект К. с. в спектрах далёких галактик (эффект "разбегания" галактик) получил объяснение в рамках нестационарной космологической модели, основанной на ОТО (А. А. Фридман, 1922). Для нестационарной изотропной и однородной Вселенной (см. Космология )величина zc связана с масштабным фактором R (t )в моменты испускания te и регистрации t0 света соотношением
Расширению Вселенной отвечает здесь zc>0. Закон Хаббла рассматривается как линейное приближение к последнему соотношению с . Конкретный вид ф-ции R (t )определяется ур-ниями гравитац. Поля Ото. В. Ю. Теребиж.