Петр Путенихин - Радиус наблюдаемой Вселенной и горизонт Вселенной

Радиус наблюдаемой Вселенной и горизонт Вселенной
Название: Радиус наблюдаемой Вселенной и горизонт Вселенной
Автор:
Жанры: Физика | Математика | Астрономия
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: 2021
О чем книга "Радиус наблюдаемой Вселенной и горизонт Вселенной"

Одним из основных результатов астрономических наблюдений являются красное сме-щение и яркость различных объектов во Вселенной. По этим данным определяют расстояние до наблюдаемого объекта и скорость его удаления. Тем не менее, вопрос остаётся нерешённым: что следует принять за действительную "удалённость галактики"? One of the main results of astronomical observations is the redshift and brightness of various objects in the Universe. These data determine the distance to the observed object and the speed of its removal. Nevertheless, the question remains unresolved: what should be taken as the actual "remote-ness of the galaxy"?

Бесплатно читать онлайн Радиус наблюдаемой Вселенной и горизонт Вселенной


Одним из основных результатов астрономических наблюдений являются красное смещение и яркость различных объектов во Вселенной. По этим данным определяют расстояние до наблюдаемого объекта и скорость его удаления. В отношении этих наблюдений в литературе часто упоминается обстоятельство, которое обычно формулируется как "взгляд в прошлое". Если некоторая галактика, сверхновая находится на большом удалении, свет от неё движется до Земли какое-то достаточно большое время. В момент получения наблюдателем этого света галактика находится уже на другом, большем удалении, чем в момент вспышки. Возникает закономерный вопрос: что следует принять за "удалённость галактики"?

Очевидны три варианта. Первый вариант – удалённость сверхновой в момент вспышки. Эту удалённость и следует считать действительной, наблюдаемой её удалённостью, хотя и определённую с задержкой во времени. Вариант второй – удалённость галактики в момент получения света на Земле, то есть, удалённость после увеличения расстояния между сверхновой и Землёй. Наконец, третий вариант, это видимая, кажущаяся удалённость до точки вспышки в момент получения от неё света. Это весьма интересный вариант, поскольку он учитывает реальную скорость света, связанную с непрерывным расширением пространства. Пусть в момент получения света от сверхновой её реальная физическая удалённость возросла, например, в 2 раза по сравнению с исходной, в момент вспышки. Яркость этой вспышки будет видна на Земле такой, будто сверхновая находится немного ближе, чем эта реальная удалённость.

Самой большой удалённостью является вторая, поскольку за время света в пути пространство между звездой и Землёй все время возрастало. Третья удалённость учитывает время света в пути буквально, поэтому несколько условна, хотя и принимается, что видимая яркость галактики в точности соответствует её удалённости.

В пользу первого варианта удалённости сверхновой свидетельствует то, что фотоны, несущие информацию о ней, своеобразная фотография, удаляются от галактики сразу же после взрыва и становятся полностью независимыми от неё. Если, например, вспышка имеет синий цвет, а после неё, через какое-то время галактика становится красной или вообще гаснет, то на Земле будет получена именно "синяя" фотография. Именно этот поток фотонов и будет нести информацию об удалённости и скорости удаления галактики в момент вспышки. Это самая последняя информация о галактике на текущий момент времени, что особенно отчётливо видно, если галактика находится на горизонте видимости. В этом случае никакая новая информация о галактике после вспышки более не будет доступна.

Вместе с тем яркость вспышки непосредственно не является показателем удалённости галактики в момент её регистрации. Это связано с тем, что в процессе движения фотоны проходят путь меньший, чем окончательная дистанция между звездой и Землёй, в момент их регистрации. Собственно говоря, это довольно очевидно, поскольку в процессе их движения пространство непрерывно возрастает как между потоком фотонов и Землёй, так и между потоком и звездой. В результате и возникает это весьма интересное явление: фактический путь, пройденный фотоном от места вспышки до Земли, будет меньше, чем удалённость галактики от Земли в момент его регистрации. Яркость вспышки сверхновой определяется дистанцией, которую фотоны прошли реально. Эта дистанция, путь является фактически наблюдаемой удалённостью, поэтому на самом деле яркость вспышки с Земли будет видна несколько большей, чем она была бы в случае стационарной Вселенной.

Движение по вытягивающейся трассе

Рассмотрим это явление подробнее. Для наглядности и упрощения вычислений вместо сверхновой и расширяющегося пространства Вселенной рассмотрим автомобиль, движущийся по непрерывно вытягивающейся трассе (рис.10.1). Пусть авто движется со скоростью vпо резиновой дорожке, которая растягивается, увеличиваясь за каждый фиксированный интервал времени Δt = t в е>Ht раз, где H – некоторая постоянная. В начальный момент времени авто находится на удалении S>0 от конечной точки, от финиша. Условно принимаем, что движение авто и расширение дорожки происходят поочерёдно. Находим, что за первый интервал времени авто переместится от начальной точки на расстояние



Пусть авто движется со скоростью vпо резиновой дорожке, которая растягивается, увеличиваясь за каждый фиксированный интервал времени Δt = t в е>H>t раз, где H – некоторая постоянная. В начальный момент времени авто находится на удалении S>0 от конечной точки, от финиша.



Рис.10.1

Условно принимаем, что движение авто и расширение дорожки происходят поочерёдно. Находим, что за первый интервал времени авто переместится от начальной точки на расстояние



После этого отрезок R>0, путь, пройденный по дорожке, испытывает указанное расширение. Таким образом, за следующие два интервала времени удалённость авто от начальной точки увеличивается до нового значения



За четвёртый и пятый интервалы времени расстояние позади авто вновь возрастает, теперь уже до величины



Далее этот новый формально пройденный интервал R>3, длина дорожки "позади" за следующую пару интервалов времени возросла до следующего нового значения



Здесь и в дальнейшем открывающие скобки в левой части уравнения мы не будем дублировать, чтобы не перегружать уравнение, просто помним, что число крайних левых скобок равно числу правых скобок.



Для удобства, наглядности ограничимся на этом этапе десятью слагаемыми. Теперь для ещё большей наглядности уравнения последовательно раскроем скобки:



Число слагаемых, как мы и рассчитывали, равно 10, но число интервалов времени больше – 19. Понятно, что общее время движения T равно сумме всех интервалов Δt = t, поэтому можно записать T = (2n-1)t. Здесь мы учитываем, что все интервалы времени равны. Выносим общий множитель за скобки, а последнее слагаемое преобразуем в однотипную форму, добавив ему эквивалентный множитель, равный единице:



Для лучей видимости закономерности меняем последовательность слагаемых на противоположную:



Закономерность очевидна, поэтому можем записать уравнение в общем виде для любого количества интервалов времени и числа слагаемых:



Рассмотрим особый случай: авто достигает конечной точки, финиша. Это значит, что рассматриваемое уравнение, сумма ряда будет равна увеличившейся по указанному закону исходной дистанции, растягивающейся трассы. Поскольку начальная удалённость финиша была S>0, то через время T она увеличится до значения:



Рассматриваемое условие запишем в виде:



Перепишем правое равенство немного короче, в одну строку:



Для графических построений удобнее немного иная форма записи правой части уравнения, в виде, напоминающем исходное уравнение со множеством скобок. Для краткости оставим справа только слагаемые в скобках:


С этой книгой читают
Во многих учебниках и статьях при объяснении сущности искривления пространства-времени, приводящего к возникновению гравитационной силы, силы притяжения используется метафора резинового листа. На лист помещают массивное тело и показывают, как другие мелкие тела скатываются к нему по искривлённой поверхности мембраны. Однако эта метафора вводит в заблуждение, создавая ощущение трёхмерности конструкции. В этом случае мелкие тела могут скатываться т
Вскрыты ошибки Кантора и его последователей в логических рассуждениях о бесконечных множествах. Приведено доказательство счетности континуума, счетности всех действительных чисел. Показана ошибочность рассуждений в задаче об "Отеле Гильберта". The mistakes of Cantor and his followers in logical reasoning about infinite sets are revealed. The proof of the countability of the continuum, the countability of all real numbers is given. The erroneousne
Рассмотрен гипотетический аналог дисковой галактики – плоский, предельно тонкий диск, внутри которого находится тело, аналог звезды. Задана функция распределения плотности диска, по которой вычислены силы, действующие на тело в зависимости от его удалённости от центра диска. По вычисленным силам построена так называемая кривая вращения. Корректировкой функции плотности диска, без привлечения внешних сил удалось добиться того, что кривая вращения
Рассмотрены силы, действующие на пробное тело внутри обруча, полой сферы и между двумя массивными точками. По мере удаления от центра системы сила притяжения растёт от нуля до некоторого максимума. Утверждение об отсутствии сил тяготения внутри полой сферы является ошибочным. The forces acting on a test body inside a hoop, a hollow sphere, and between two massive points are considered. With distance from the center of the system, the force of att
Познавательная значимость содержимого настоящей книги обусловлена возвратом бесконечности в картину мира и принципом динамического равновесия, выявляемого в самих основах мироздания. Этого достаточно, чтобы избавить нынешнее естествознание от общей беды – отсутствия осмысливаемой природы начал фундаментальных наук, будь то природа числа для математики; элементарных частиц – для физики; периодичности элементов – для химии; организма – для биологии
В книге приведено рождение, превращения, уничтожение и определение субстанции энергии и Законы природы. Наглядно показана работа действия отдельных компонентов энергии, которые структурируют и производят материю – интеграция вещества. Обратный процесс – дезинтеграция вещества – приводит к освобождению энергии. Дезинтеграция вещества и уничтожение энергии происходит с помощью холодной безмассовой плазмы. Даны механизмы, порождающие различные виды
Как устроен мир, какие пути-дорожки ведут к его постижению и как жить дальше. Какое будущее у человечества и физики, и человека, и как быть готовым воспринимать всё то, что выработало, вырабатывает и будет вырабатывать человечество. Приглашаю к тезисам – описание происходит на тезисной организации и структуре с резюме современному мейнстриму от моего мейнстрима. Для помощи в представлении сути своих сайтов иллюстрирую принт-скрины страниц с брауз
Мировоззренческое эссе в трёх томах о всеединстве мира в его многообразии и в правящих в нём законах и силах, а также о том, как корни любой житейской или социальной проблем уходят в начала начал, откуда всё и вышло. В первом томе, названным мной Всеединством, раскрывается единосущность творца мироздания с его творением, где мироздание есть суть энергия в разнообразных своих формах, а творцом выступает органически присущий энергии закон самострем
В неистовстве потопа канула Эриду. Забыты колонисты – учёные и герои. Монархия Нибиру вычеркнула колонию из своих планов. Бильга сир Баст, полузаконный наследник правящей династии кровников – на четверть человек. Вечно готовый к смеху, он не испытывает желания смеяться, когда ему сообщают, что Эриду подала признаки жизни. Мистификация? Письмо подписано именем «Мардук», которое почему-то смущает папу-императора, небрежно рисующего государственные
Корабль Глобус похож на старинную семейную усадьбу. Ну, почти. Их четверо. Бильга Баст – полузаконный наследник нибирийского престола. Командир Ас – телохранитель и соперник. Братец Энкиду добродушен и молчалив. Леди Шанни знает, как обращаться с этим милым зверинцем. Впереди полёт сквозь чёрную, как юмор экипажа, Явь. Цель – заброшенная колония Эриду, где им зачем-то предложил погостить новый родственник.
Это очень профессиональная проза. С наблюдательностью, с точным воспроизведением речи, с мастерским выстраиванием диалогов, с благородным лаконизмом языка, с сильными сквозными образами, с «боковой подачей» темы (когда самое главное происходит не на первом плане, а где-то сзади – как в фильмах Алексея Германа). Профессионализм стал довольно редким явлением в современной литературе – так что от души радуешься самому факту наличия профессионализма.
Александр Карасёв родился в 1971 году в Краснодаре. Окончил истфак и юрфак КубГУ. В звании лейтенанта командовал взводом внутренних войск на чеченской войне. Известность писателю принесла книга «Чеченские рассказы», ставшая открытием года Бунинской премии (2008).Эта книга о том, как вживается, втягивается в войну нормальный человек, как война становится его жизнью, становится очень быстро и незаметно для него самого. Книга содержит нецензурную бр