Црвена смена - Лексикон за астрономија

Лексикон за астрономија: Црвено менување

Општо, овој поим значи поместување на спектралните линии (или спектралните компоненти) кон црвениот крај на спектарот.

смена

космолошка промена на црвено

Особено, овој термин значи важна астрофизичка величина во космологијата: космолошка промена на црвено z (вкл. црвено менување) Често го заменува тоа Индикација на растојанија, затоа што z полесно е да се одреди од реалното растојание до космолошкиот објект (обично галаксија). Растојанието следи само со законот на Хабл или (за поголеми растојанија) со космолошки модел како што се светските модели на Фридман. Колку е поголема црвената промена, толку е поголемо растојанието на објектот.
Космолошката црвена промена е исто така мерка за тоа Возраст на космички објект: колку е поголема црвената промена, толку порано тој предмет веќе бил присутен во космосот. Ова е затоа што погледот кон небото во принцип е поглед кон минатото: на светлината или, општо кажано, зрачењето, на небесните објекти му треба одредено време за да пристигне на земјата поради вакуумската брзина на светлината Конечно е.

дефиниција

Ако некој ја набудува емисијата на извор на одредена бранова должина, црвената промена е генерално дефинирана како количник на разликата помеѓу брановата должина во наб systemудувачкиот систем (индекс оббс) и оние во системот за емитер (индекс ем) преку брановата должина во системот за емитер (види равенка надесно).

Хаблов закон

Едвин Хабл беше во можност да докаже во 1929 година дека многу далечни галаксии бегаат: тие се оддалечуваат од нас. Иако Хабл испитувал само 18 галаксии, овој резултат е потврден бидејќи бројот се зголемува. Оваа врска влезе во космографијата како Хаблов ефект. Законот на Хабл покажува еден линеарна врска помеѓу црвено менување z и растојание Д. со постојана пропорционалност, Хабловата константа H0. Сепак, линеарноста важи само во блискиот универзум, имено до максимално растојание од 400 Mpc или z помалку од 0,1. За предметите што се подалеку, линеарноста се распаѓа. Општо, тоа е Х. (без индекс 0!) околу Параметри на Хабл, на временски зависни е.

Пример: Квазар 3С 273

На пример, најсветлиот квазар со име 3C 273 има космолошко црвено поместување z = 0,158. Иако е малку над опсегот на законот на Хабл, ако некој се обиде, резултатот е растојание од 658 Mpc или 2,14 милијарди светлосни години. Ова е огромно растојание не само за земен лаик, туку и за космолошки стандарди. Зрачењето што денес стигнува до нас од 3С 273 се емитуваше таму кога земјата беше околу половина стара од денес.

Причината: космосот се шири!

Причината за космолошката црвена промена е космичка експанзија на универзумот. Космосот како целина може да се опише во релативистичката космологија како простор-време. Динамиката на овој четири-димензионален колектор е предмет на законите на општата релативност, на тензорските равенки на Ајнштајн.
Во раните денови на релативистичката космологија, откриени се универзуми без материја простории за сместување. Се разбира дека овој универзум е Не реализиран во природата затоа што набудуваниот универзум е исполнет со материја или, генерално, со енергија. Универзумите исполнети со материја беа подоцна развиени. Особено на Соби Робертсон-Вокер (Х.П. Робертсон 1935 година, А.Г. Вокер 1936 година) се од голема важност до денес. Тие ја формираат просторно-темпоралната основа (линискиот елемент) за светските модели на Фридман кои произлегуваат од примената на оваа метрика Робертсон-Вокер на равенките на полето.

Има многу црвени смени!

Забележаната црвена промена на изворот е составена од различни ефекти. Космолошкиот придонес е оној што веќе се дискутира заради проширувањето на простор-времето на универзумот. Постојат и објави кои се насочени кон локални ефекти врз основа, како што е движење. Оваа промена во спектарот се објаснува со Ефект на доплер, што е особено познато по акустичните бранови. Истото важи и за електромагнетните бранови: Бидејќи емитерот се движи по линијата на гледање во однос на набудувачот, постои „истегнување“ на електромагнетните бранови во случај на движење подалеку од набудувачот, ова одговара на црвеното поместување. Ако изворот се придвижи кон набудувачот, брановите возови се „компресирани“ и има сина промена. Степенот на смената зависи од големината на Радијална брзина тоа е компонентата на брзината проектирана по должината на видот. Тоа е чисто кинематички, класичен ефект. Галаксијата Андромеда во близина (М31, NGC 224), која е во Локалната група со Млечниот Пат, се движи кон Млечниот Пат и е сино поместена.

Фактор на сина промена и црвена промена

Кога сме кај црвената промена, не смее да се крие комплементарниот израз на сино менување: Тука има поместување кон другиот, краток бран или високоенергетски крај на спектарот. Равенката на црвената смена прикажана погоре z покажува дека тоа е реципроцитет на факторот на црвена промена (g-фактор) Г. минус 1 е. На фактор z + 1 е (ако z космолошкото црвено менување значи) само едно Мерење на обемот на универзумот: објект кај z = 1 се наоѓа во универзум кој беше само половина од големината на денешниот локален универзум z = 0; објект кај z = 2 е во универзум што е само третина поголем од нашиот локален универзум итн.

Проблем со зачувување на енергијата? Не!

Црвените и сините смени претставуваат уште еден проблем на разбирање: Каде е енергијата на зрачење кога, на пример, силно црвено-сменетиот фотон од далечна галаксија пристигнува на земјата? Не грижи се за тоа Закон за зачувување на енергијата станува Не повреден. Енергијата во референтниот систем на галаксијата може да се спореди со онаа во системот за референција на земјата, ако се земе предвид и дека вселената влегува во галаксијата во времето на емисијата на фотонот други Универзумот беше како кога фотонот пристигна на земјата! Да бидеме прецизни, двата референтни системи се разликуваат во факторот на скала R (t), исто така Светски радиус наречен. „Црвено-поместените, космолошки фотони“ се слични на „гравитационите црвено-поместени фотони“ во гравитационото поле. Бидејќи енергијата на зрачење се губи во двата случаи во (динамичното или закривено) време-време. Космолошкото црвено и гравитационото префрлување е чисто геометриски ефекти.
Сепак, тоа исто така го одразува тоа Релативност на Набerудувачот се рефлектира во него, бидејќи тој игра улога во кој референтен систем се наоѓа ова.

Космичкото време

Космолошката црвена промена z може да се изведат многу лесно од набудувања на спектрите. Ако ве интересира колку е стар предметниот предмет со дадена црвена промена, потребен ви е космолошки модел. Од набудувањето на зрачењето на космичката позадина, се изведува збир на космолошки параметри кои многу добро го опишуваат нашиот универзум. Овие параметри вклучуваат пропорција на темната енергија, пропорција на темната и барионската материја, параметрите на Хабл и параметрите на искривување. Ако го знаете тоа, можете да доделите возраст на црвено-смена космичко време (вкл. космичко време) се вика. Космичкото време одговара на возраста на универзумот од Биг Бенг. Може да се извлече од Фридмановите равенки и покажува зависност од космолошките параметри.

Дијаграмот погоре ја покажува врската помеѓу црвената промена и возраста на универзумот како графикон. Во z = 0 е локалниот универзум, т.е. нашата непосредна околина. Една црвена смена z = 1100 (да не се види тука) ја означува границата на електромагнетно набудуваниот универзум. Бидејќи со оваа црвена промена се случи Рекомбинација. За црвените смени поголеми од околу илјада, универзумот не е транспарентен (оптички густа), бидејќи зрачењето не може да навлезе во оригиналната плазма на електрони и протони. За време на рекомбинацијата, плазмата беше доволно ладна за да може еден електрон да биде зафатен од еден протон. Се формира неутрален водород (HI) и универзумот стана транспарентен за зрачење (оптички тенок) Како што можете да видите на дијаграмот под записот Рекомбинација, универзумот беше стар само 400 000 години кога стана транспарентен. Нашиот локален универзум е веќе стар 13,7 милијарди години (лев раб на дијаграмот погоре).

Точки во Космологијата

На Информации за далечина на далечните астрономски објекти содржат големи несигурности. Затоа астрономите ја користат космолошката црвена промена z назад Многу е полесно да се одреди и помалку е склоно кон грешки отколку растојанието. Астрономите ги мерат црвените смени спектроскопски (спектро-з) или фотометриски (фото-з) Еве неколку пресвртници во космологијата:

  • Во z = 0 е непосредно космолошко соседство, тоа локален универзум. Дури во оваа доцна фаза се формираше космосот Ивотот.
  • Во z = 1,0 започнува по дефиниција доменот на висока црвена промена Предмети.
  • Во z = 2,0 до 3,0 го набудуваме максимумот на изобилството на квазарите. Густината на квазарот во овие моменти беше поголема за 1000 бидејќи универзумот беше помал и се формираа повеќе квазари.
  • Во z = 5,0 беше возраста на Реонизација на хелиум. Оваа епоха е „преглед“ на реионизацијата на водородот.Преглед на H') затоа што астрономите ги набудуваат на пократки растојанија.
  • Во z = 6,0 беше ерата на реонизација на водородот, преку интензивни извори на високо-енергетско зрачење, првите starsвезди (III население). Во оваа област се забележани многу оддалечени објекти: Ху и сор. (2002) пронајден со телескопот Keck II 10м зад кластерот Абел 370 галаксија наречена HCM 6A. За нив, црвена смена на z = 6,56 може да се изведе (хартија: astro-ph/0203091).
    Вклучени се и најоддалечените рафали на гама зраци z

6-ти.
Во февруари 2004 година беше откриена уште подалечна галаксија на сличен начин со телескопот Кек: предметната галаксија е 6,6

Можеби ќе ве интересира: Спектрум - Die Woche: 48/2020