Процессы, создающие излучение 10 страница
Такие умозаключения в чем-то академические, поскольку мы принимаем мир таким, каков он есть, нравится нам или нет то, что мы находим. Однако следует заметить, что здесь, вновь, как и во многих примерах на предшествующих страницах, ответ, который появляется в результате нового теоретического развития, принимает самую простую и самую логическую форму. Конечно, ответ на проблему с квазаром не включает разрыв с большинством основ, как ожидают астрономы, склоняющиеся в пользу не космологического объяснения красных смещений. Как они рассматривают ситуацию, следует включить какой-то новый физический процесс или принцип, чтобы прибавить к рецессии красного смещения квазаров “не скоростной компонент”. Мы же находим, что не требуется никакого нового процесса или принципа. Дополнительное красное смещение – это просто результат прибавленной скорости, скорости, избежавшей осознания из-за неспособности быть представленной в традиционной пространственной системе отсчета.
В предыдущей главе объяснялись природа и происхождение второго компонента красных смещений квазаров, компонента, созданного взрывом, и демонстрировалось, что надежность такого объяснения подтверждается анализом трехчленных “объединений”, определенных Гальтоном Арпом. В настоящей главе мы будем более детально исследовать красные смещения квазаров.
Как указывалось выше, ограничивающая величина скорости взрыва и красного смещения – это две результирующие единицы в одном измерении. Если скорость взрыва поровну делится между двумя активными измерениями в промежуточном регионе, квазар может преобразовываться в движение во времени, если компонент взрыва красного смещения в исходном измерении равен 2,00, а общее красное смещение квазара составляет 2,326. К моменту публикации книги Квазары и пульсары было опубликовано лишь одно красное смещение квазара, превышающее величину 2,326 на любое значимое количество. Как указывалось в том труде, красное смещение 2,326 – это не абсолютный максимум, а уровень, на котором происходит переход движения квазара в новый статус, который, как допускается в любом событии, может иметь место. Таким образом, очень высокая величина 2,877, приписанная квазару 4С 05 34, указывала либо на существование некоего процесса, в результате которого превращение, которое теоретически могло происходить при 2,326, задержалось, либо на ошибку измерения. Ввиду отсутствия других доступных данных, в то время выбор между двумя альтернативами представлялся нежелательным. В последующие годы обнаружили множество дополнительных красных смещений выше 2,326; и стало очевидным, что расширение красных смещений квазаров на более высокие уровни – явление частое. Поэтому теоретическая ситуация была пересмотрена и выяснена природа процесса, работавшего при более высоких красных смещениях.
|
|
|
|
|
|
Как мы видели, коэффициент красного смещения 3,5, превалирующий ниже уровня 2,326, – это результат равного распределения семи единиц эквивалентного пространства между измерением, параллельным измерению движения в пространстве, и измерением, перпендикулярным ему. Такое равное распределение – результат действия вероятности при отсутствии влияний в пользу одного распределения над другим, а другие распределения полностью исключаются. Однако имеется небольшая, но значимая вероятность неравного распределения. Вместо обычного распределения 3½ - 3½ семи единиц скорости, деление может стать 4 - 3, 4½ - 2½ и так далее. Общее число квазаров с красными смещениями выше уровня, соответствующего распределению 3½ - 3½, относительно невелико. И не ожидалось, что любая случайная группа умеренной величины, скажем, 100 квазаров, содержит больше одного такого квазара (если содержит вообще). Такого не оказалось и в репрезентативной случайной группе, исследованной в главе 25.
|
|
|
Ассиметричное распределение в измерении не оказывает значимых наблюдаемых влияний на уровня более низких скоростей (хотя оно создавало бы аномальные результаты в таком исследовании, как анализ объединений Арпа в главе 22, если бы было более обычным). Но оно становится очевидным на более высоких уровнях, поскольку приводит к красным смещениям, превышающим обычный предел 2,326. Благодаря второй степени (квадрату) природы межрегиональной связи, 8 единиц, вовлеченных в скорость взрыва, 7 из которых пребывают в промежуточном регионе, становятся 64 единицами, 56 из которых пребывают в этом регионе. Поэтому возможные коэффициенты красного смещения выше 3,5 увеличиваются пошагово на 0,125. Теоретический максимум, соответствующий распределению лишь в одном измерении, был бы 7,0, но вероятность становится незначимой на каком-то более низком уровне, по-видимому, где-то рядом с 6,0. Соответствующие величины красного смещения достигают максимума около 4,0. Следовательно, самые большие до сих пор измеренные красные смещения таковы:
Красное смещение
| Квазар | Наблюдаемое | Вычисленное | Коэффициент |
| 2000-330 | 3,78 | 3,75 | 6,000 |
| OQ 172 | 3,53 | 3,54 | 5,625 |
| 2228-393 | 3,45 | 3,47 | 5,500 |
| OH 471 | 3,40 | 3,40 | 5,375 |
|
|
|
Увеличение коэффициента красного смещения из-за изменения распределения в измерении не включает никакого увеличения расстояния в пространстве. Следовательно, все квазары с красными смещениями 2,326 и выше пребывают приблизительно на одном и том же расстоянии в пространстве. Таково объяснение кажущегося несоответствия, входящего в наблюдаемый факт, что яркость квазаров с крайне высокими красными смещениями сравнима с яркостью квазаров с диапазоном красного смещения около 2,00.
Взрывы звезд, запускающие цепь событий, ведущую к испусканию квазара из галактики возникновения, сводят большую часть материи взрывающихся звезд к кинетической и радиальной энергии. Остаток звездной массы разбивается на газ и частицы пыли. Часть рассеянного материала проникает в секторы галактики, окружающие регион взрыва, и когда один такой сектор выбрасывается как квазар, он содержит быстродвижущиеся газ и пыль. Из-за того, что максимальные скорости частиц пребывают выше скоростей, требующихся для ухода из гравитационного притяжения отдельных звезд, этот материал постепенно прокладывает путь наружу и со временем обретает форму облака пыли и газа вокруг квазара – атмосферы, как мы можем ее назвать. Излучение из звезд, составляющих квазар, проходит через атмосферу, повышая поглощение линий в спектре. Рассеянный материал, окружающий относительно молодой квазар, движется вместе с главным телом, и поглощение красного смещения приблизительно равно величине излучения.
Пока квазар движется наружу, составляющие его звезды становятся старше, и на последних стадиях существования некоторые из них достигают допустимых пределов. Затем такие звезды взрываются по уже описанному Типу II сверхновых. Как мы видели, взрывы выбрасывают одно облако продуктов наружу в пространство, а второе аналогичное облако наружу во время (эквивалентное выбросу внутрь в пространство). Когда скорость продуктов взрыва, выбрасываемых во время, накладывается на скорость квазара, уже пребывающего вблизи границы сектора, продукты переходят в космический сектор и исчезают.
Движение наружу продуктов взрыва, выброшенных в пространство, эквивалентно движению вовнутрь во времени. Следовательно, оно противоположно движению квазара наружу во времени. Если бы движение вовнутрь могло наблюдаться независимо, оно создавало бы синее смещение, поскольку направлялось бы к нам, а не от нас. Но поскольку такое движение происходит лишь в комбинации с движением квазара наружу, его влияние направлено на уменьшение результирующей скорости наружу и величины красного смещения. Таким образом, медленно движущиеся продукты вторичных взрывов движутся наружу так же, как сам квазар, а компоненты инверсной скорости просто задерживают их прибытие в точку, где имеет место превращение в движение во времени.
Следовательно, квазар на одной из последних стадий своего существования окружен не только атмосферой, движущейся с самим квазаром, но и одним или более облаками частиц, удаляющимися от квазара во времени (эквивалентном пространстве). Каждое облако частиц способствует поглощению красного смещения, отличающегося от величины испускания на величину скорости вовнутрь, приданной частицам внутренними взрывами. Как указывалось в обсуждении природы скалярного движения, любой объект, движущийся таким образом, может обретать еще и векторное движение. Векторные скорости компонентов квазара невелики по сравнению с их скалярными скоростями, но они могут быть достаточно велики для создания кое-каких измеряемых отклонений от скалярных величин. В некоторых случаях это приводит к поглощению красного смещения выше уровня испускания. Из-за направления наружу скоростей, возникших в результате вторичных взрывов, все другое поглощение красных смещений, отличающееся от величин испускания, пребывает ниже красных смещений испускания.
Скорости, приданные испускаемым частицам, не оказывают значимого влияния на z рецессии, как это делает увеличение эффективной скорости за пределами уровня 2,326; следовательно, изменение имеет место в коэффициенте красного смещения и ограничено шагами 0,125 – минимальным изменением в этом коэффициенте. Поэтому возможное поглощение красных смещений происходит посредством регулярных величин, отличающихся друг от друга на 0,125z½. Ввиду того, что величина z квазаров достигает максимума при 0,326, а вся вариабельность красных смещений выше 2,326 возникает за счет изменений коэффициента красного смещения, теоретические величины возможного поглощения красного смещения идентичны у всех квазаров и совпадают с возможными величинами красных смещений испускания.
Поскольку большинство наблюдаемых квазаров с высоким красным смещением является относительно старыми, их составляющие пребывают в состоянии крайней активности. Это векторное движение вводит в измерения красного смещения испускания некоторую неопределенность и делает невозможной демонстрацию точной корреляции между теорией и наблюдением. В случае поглощения красных смещений ситуация более благоприятная, поскольку измеренные величины поглощения для каждого из более активных квазаров образуют серии, а соотношение между сериями можно продемонстрировать даже тогда, когда у отдельных величин имеется значимая степень неопределенности.
Это иллюстрируется в таблице VII, сравнивающей измеренное поглощение красных смещений трех квазаров с высоким красным смещением с теоретически возможными величинами. В случае квазара ОН 471 корреляция впечатляет. За исключением коэффициента величины красного смещения 3,75, все наблюдаемые красные смещения пребывают в пределах 0,01 теоретических величин, и лишь одно из первых семи теоретически возможных поглощений красного смещения выпадает из наблюдаемого списка. В данном примере согласование между величинами достаточно близко, чтобы быть исчерпывающим само по себе. Разница между теоретическими и измеренными величинами для других квазаров в таблице обычно около 0,02. Поскольку интервал между последовательными теоретическими красными смещениями составляет лишь 0,07, расхождение 0,02 неудобно большое, если рассматривать каждую корреляцию отдельно. Но когда у квазара 4С 05 34 все величины, как серии, сравниваются с сериями теоретических величин, две серии явно согласуются. Данные для третьего квазара в таблице более рассеянны, но общая тенденция величин аналогичная.
В результате взрыва, красное смещение является продуктом коэффициента красного смещения и z½, причем каждый квазар со скоростью рецессии z меньше 0,326, обладает своим собственным набором возможного поглощение красных смещений, а последовательные члены каждой серии отличаются на 0,125z². Одна из самых больших систем в данном диапазоне, исследованная до сих пор, – это квазар 0237-233, наблюдаемые красные смещения которого сравниваются с теоретическими величинами в Таблице IX. Звездочка указывает на среднее из двух или более измеренных величин.
В таблицу включены данные для квазаров PHL 938, 938 и 0424-131. Теоретическое поглощение красных смещений в таблице вычислено из наблюдаемого испускания красных смещений (указано символом Em), и, следовательно, может содержать ошибки, сделанные в ходе определения сдвигов испускания. По-видимому, основополагающих ошибок нет, поскольку корреляции между теорией и наблюдением почти так же близки, как и в Таблице VIII, где теоретические величины поглощения не зависят от каких-либо измерений.
Таблица VIII
Поглощение красных смещений
| Коэффициент красного смещения | Вычисленный | OH 471 | 4C 05.34 | 0830+115 | ||||
| 5,25 | 3,33 | 3,34 | ||||||
| 5,125 | 3,25 | 3,25 | ||||||
| 5 | 00 | 3,18 | 3,19 | |||||
| 4,875 | 3,11 | 3,12 | ||||||
| 4,75 | 3,04 | |||||||
| 4,625 | 2,97 | 2,97 | 2,95 | |||||
| 4,50 | 2,90 | 2,91 | 2,88 | 2,91 | ||||
| 4,375 | 2,83 | 2,81 | ||||||
| 4,25 | 2,75 | 2,77 | 2,77 | |||||
| 4,125 | 2,68 | |||||||
| 4,00 | 2,61 | 2,59 | ||||||
| 3,875 | 2,54 | |||||||
| 3,75 | 2,47 | 2,49 | 2,47 | |||||
| 3,625 | 2,40 | |||||||
| 3,50 | 2,33 | |||||||
| 3,375 | 2,25 | 2,22 | ||||||
| 3,25 | 2,18 | 2,18 | ||||||
| 3.125 | 2.11 | 2,13 | ||||||
В общем и целом, компонент, прибавленный к скорости частицы посредством вторичных (внутренних) взрывов, ограничен до примерно 1,50, но в некоторых случаях сообщалось о поглощении красных смещений 2,00 или более ниже величин испускания. Значимость таких очень низких величин еще не определена. Поскольку скорость продуктов вторичного взрыва не зависит от скорости основного тела квазара, пространственное распределение этой скорости может отличаться от пространственного распределения скорости квазара, и не похоже на то, что низкие красные смещения – это результат комбинаций скорости взрыва и изменения в пространственном распределении. Сейчас нет необходимой информации, посредством которой можно проверить эту гипотезу, поэтому в таблицах опущены очень низкие величины.
Поглощение красный смещений выявлено в спектрах многих квазаров, но ряд богатых удаленных систем относительно невелик. Это значимое положение, поскольку длина ряда поглощений является указателем на степень, в которой имела место дезинтеграция квазара посредством разрушения составляющих его звезд. Некоторые квазары уже настолько дезинтегрированы, что, возможно, никогда не достигнут точки, в которой обретут в движение во времени, еще пребывая в форме совокупностей звезд. Нет сомнений, что по мере продолжения наблюдений число таких богатых систем будет расти, но на основе уже доступной информации представляется очевидным, что их будет меньшинство. По-видимому, самые большие квазары переходят к движению во времени, пока их структура практически не затронута.
Таблица IX
Поглощение красных смещений
| Коэффициент | 0237-223 | PHL 938 | 0424-131 | |||
| Выч. | Набл. | Выч. | Набл. | Выч. | Набл. | |
| 3,5 | 2,223 | 2,223Em | 1,955 | 1,955Em | 2,165 | 2,165Em |
| 3,375 | 2,154 | 2,176 | ||||
| 3,25 | ||||||
| 3,125 | 2,019 | 2,013 | ||||
| 3,0 | 1,948 | 1,955 | 2,875 | |||
| 2,75 | 1,588 | 1,592 | 1,763 | 1,768 | ||
| 2,625 | 1,696 | 1,715 | ||||
| 2,5 | 1,674 | 1,673* | 1,465 | 1,463 | ||
| 2,375 | 1,605 | 1,623* | 1,561 | 1,579 | ||
| 2,25 | 1,536 | 1,526* | 1,494 | 1,532 | ||
| 2,125 | 1,281 | 1,261 | ||||
| 2,00 | 1,399 | 1,364 | 1,220 | 1,227* | ||
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 154; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!