 |
 |
|
 |
|
|
КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ |
| Большая советская энциклопедия (БЭС) |
понижение частот электромагнитного излучения, одно из проявлений Доплера эффекта. Название «К. с.» связано с тем, что в видимой части спектра в результате этого явления линии оказываются смещенными к его красному концу; К. с. наблюдается и в излучениях любых др. частот, например в радиодиапазоне. Противоположный эффект, связанный с повышением частот, называется синим (или фиолетовым) смещением. Чаще всего термин «К. с.» используется для обозначения двух явлений — космологическое К. с. и гравитационное К. с.
Космологическим (метагалактическим) К. с. называют наблюдаемое для всех далёких источников (галактик (См. Галактики), квазаров (См. Квазары)) понижение частот излучения, свидетельствующее об удалении этих источников друг от друга и, в частности, от нашей Галактики, т. е. о нестационарности (расширении) Метагалактики. К. с. для галактик было обнаружено американским астрономом В. Слайфером в 1912—14; в 1929 Э. Хаббл открыл, что К. с. для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон К. с., или закон Хаббла). Предлагались различные объяснения наблюдаемого смещения спектральных линий. Такова, например, гипотеза о распаде световых квантов за время, составляющее миллионы и миллиарды лет, в течение которого свет далёких источников достигает земного наблюдателя; согласно этой гипотезе, при распаде уменьшается энергия, с чем связано и изменение частоты излучения. Однако эта гипотеза не подтверждается наблюдениями. В частности, К. с. в разных участках спектра одного и того же источника, в рамках гипотезы, должно быть различным. Между тем все данные наблюдений свидетельствуют о том, что К. с. не зависит от частоты, относительное изменение частоты z = (0— )/0 совершенно одинаково для всех частот излучения не только в оптическом, но и в радиодиапазоне данного источника (0 — частота некоторой линии спектра источника, — частота той же линии, регистрируемая приёмником; <0). Такое изменение частоты — характерное свойство доплеровского смещения и фактически исключает все др. истолкования К. с.
В относительности теории (См. Относительности теория) доплеровское К. с. рассматривается как результат замедления течения времени в движущейся системе отсчёта (эффект специальной теории относительности). Если скорость системы источника относительно системы приёмника составляет (в случае метагалактич. К. с. — это Лучевая скорость), то
0153781650.tif (c — скорость света в вакууме) и по наблюдаемому К. с. легко определить лучевую скорость источника: 0184971867.tif . Из этого уравнения следует, что при z > скорость v приближается к скорости света, оставаясь всегда меньше её (v < с). При скорости v, намного меньшей скорости света ( << с), формула упрощается: cz. Закон Хаббла в этом случае записывается в форме = cz = Hr (r — расстояние, Н — постоянная Хаббла). Для определения расстояний до внегалактических объектов по этой формуле нужно знать численное значение постоянной Хаббла Н. Знание этой постоянной очень важно и для космологии (См. Космология): с ней связан т. н. возраст Вселенной.
Вплоть до 50-х гг. 20 в. внегалактические расстояния (измерение которых связано, естественно, с большими трудностями) сильно занижались, в связи с чем значение Н, определённое по этим расстояниям, получилось сильно завышенным. В начале 70-х гг. 20 в. для постоянной Хаббла принято значение Н = 53 ± 5 (км/сек)/Мгпс, обратная величина Т = 1/Н = 18 млрд. лет.
Фотографирование спектров слабых (далёких) источников для измерения К. с., даже при использовании наиболее крупных инструментов и чувствительных фотопластинок, требует благоприятных условий наблюдений и длительных экспозиций. Для галактик уверенно измеряются смещения z 0,2, соответствующие скорости 60 000 км/сек и расстоянию свыше 1 млрд. пс. При таких скоростях и расстояниях закон Хаббла применим в простейшей форме (погрешность порядка 10%, т. е. такая же, как погрешность определения Н). Квазары в среднем в сто раз ярче галактик и, следовательно, могут наблюдаться на расстояниях в десять раз больших (если пространство евклидово). Для квазаров действительно регистрируются z 2 и больше. При смещениях z = 2 скорость 0,8с = 240 000 км/сек. При таких скоростях уже сказываются специфические космологические эффекты — нестационарность и кривизна пространства — времени (См. Кривизна пространства-времени); в частности, становится неприменимым понятие единого однозначного расстояния (одно из расстояний — расстояние по К. с. — составляет здесь, очевидно, r= lH = 4,5 млрд. пс). К. с. свидетельствует о расширении всей доступной наблюдениям части Вселенной; это явление обычно называется расширением (астрономической) Вселенной.
Гравитационное К. с. является следствием замедления темпа времени и обусловлено гравитационным полем (эффект общей теории относительности). Это явление (называется также эффектом Эйнштейна, обобщённым эффектом Доплера) было предсказано А. Эйнштейном в 1911, наблюдалось начиная с 1919 сначала в излучении Солнца, а затем и некоторых др. звёзд. Гравитационное К. с. принято характеризовать условной скоростью , вычисляемой формально по тем же формулам, что и в случаях космологического К. с. Значения условной скорости: для Солнца = 0,6 км/сек, для плотной звезды Сириус В = 20 км/сек. В 1959 впервые удалось измерить К. с., обусловленное гравитационным полем Земли, которое очень мало: = 7,510-5см/ сек (см. Мёссбауэра эффект). В некоторых случаях (например, при коллапсе гравитационном (См. Коллапс гравитационный)) должно наблюдаться К. с. обоих типов (в виде суммарного эффекта).
Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 4 изд., М., 1962, § 89, 107; Наблюдательные основы космологии, пер. с англ., М., 1965.
Г. И. Наан.
|
| Современная Энциклопедия |
| КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ, увеличение длин волн линий в спектре источника излучения (смещение линий в сторону красной части спектра) по сравнению с линиями эталонных спектров. Красное смещение возникает, когда расстояние между источником излучения и приемником (наблюдателем) увеличивается (смотри Доплера эффект) или когда источник находится в сильном гравитационном поле (гравитационное красное смещение). В астрономии наибольшее красное смещение наблюдается в спектрах далеких внегалактических объектов (галактик и квазаров) и рассматривается как следствие космологического расширения Вселенной. |
| Бренан - Словарь научной грамотности |
| Изменение длины волны звука или света при удалении источника этого звука или света от наблюдателя или в случае приближения к нему называется Доплера эффектом. Если источник световых волн приближается к наблюдателю, то частота волн становится выше, а длина волн - короче, свет приобретает голубоватый оттенок, т. е. происходит так называемое фиолетовое смещение. Если же источник света удаляется от приемного устройства, то длина волн увеличивается, частота понижается и свет становится красноватым (кроеное смещение). В 1929 г. астроном Эдвин П. Хаббл обнаружил, что свет отдаленных звезд имеет красноватый оттенок. Отсюда он сделал заключение, что красное смещение свидетельствует об удалении звезд от Земли. Красное смещение указывает на то, что все далекие галактики "убегают" от Земли, и чем удаленнее галактика, тем быстрее она движется от нас. Представление о расширяющейся Вселенной подтверждает теорию Большого Взрыва. |
| Научнотехнический Энциклопедический Словарь |
КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ (обозначение z), увеличение длины волны видимого света или в другом диапазоне ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, вызванное либо удалением источника (эффект ДОПЛЕРА), либо расширением Вселенной (см. РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ВСЕЛЕННАЯ). Определяется как изменение длины волны определенной спектральной линии, относительно эталонной длиной волны этой линии. Красные смещения, вызванные расширением Вселенной, называемые космологическим красным смещением, не имеют ничего общего с эффектом Доплера. Эффект Доплера возникает из-за движения в пространстве, тогда как космологическое красное смещение вызвано расширением самого пространства, которое в буквальном смысле растягивает длины волн света, движущегося к нам. Чем длиннее время путешествия света, тем больше растягивается его длина волны. Как показывает ПОСТОЯННАЯ ХАББЛА, гравитационное красное смещение - это явление, предсказанное общей ТЕОРИЕЙ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ Альберта ЭЙНШТЕЙНА. Свет, излучаемый звездой, должен проделать работу, чтобы преодолеть гравитационное поле звезды. В итоге имеет место небольшая потеря энергии, являющаяся результатом увеличения длины волны, так что все спектральные линии смещаются в сторону красного цвета.
Некоторые эффекты красного смещения, в которых свет, излучаемый звездами сдвигается в сторону более длинного (красного) конца спектра могут объясняться эффектом Доплера. Также как радар (А) может вычислить местонахождение движущегося объекта с помощью измерения времени, необходимого посланному сигналу (1), чтобы вернуться (2), также и движение звезд может быть измерено относительно Земли. Длина волны звезды, которая, по-видимому, не приближается к Земле и не удаляется от нее (В), не меняется. Длина волны звезды, которая удаляется от Земли, увеличивается (С) и движется по направлению к красному концу спектра. Длина волны приближающейся к Земле звезды (D) уменьшается и движется к синему концу спектра. |
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
