alex_anpilogov (alex_anpilogov) wrote,
alex_anpilogov
alex_anpilogov

Category:

Зов через миллиарды лет



Слева у нас —  микрофотография одной человеческой нервной клетки (нейрона), а справа — макроструктура нашей с вами Вселенной.
В левом углу фотографии слева у нас один человеческий нейрон, а в центре правой визуализации у нас расположен один из галактических суперкластеров, который является центром притяжения сотен и даже тысяч галактик.
Все остальные аналогии тут, конечно, чисто умозрительны, но, согласитесь, визуализация микромира и макромира иногда позволяет взглянуть на привычные вещи немного по-новому.

Что же представляет собой крупномасштабная структура нашей Вселенной, в которой одна-единственная галактика выглядит, как какой-нибудь заурядный синапс нервной клетки нашего мозга?
И насколько мы сейчас приблизились к пониманию величественности этой единой картины, а насколько — заменяем её многогранность различными костылями вида «тёмной энергии» и «тёмной материи»?

Итак, крупномасштабная модель нашей видимой Вселенной.
Во-первых, понятное дело, она трёхмерна, как и всё наше пространство. Но, с другой стороны, на расстояниях в миллиарды и миллиарды световых лет уже начинают сказываться эффекты космологической эволюции: мы начинаем видеть галактики и другие объекты во Вселенной всё более и более древними, на более ранних стадиях их эволюции.

И наша карта Вселенной ещё оказывается и раскроенной по времени — в условной «Москве» с центром в нашей галактике Млечный Путь у нас уже XXI век и современность, в ближнем «ЗаМКАДье» у нас уже век XIX-й и там «ездят на лошадях», а на условной «Чукотке» у нас вообще царит палеозойский период, где первые земноводные ещё пытаются выбраться на сушу.


Краткое описание четвёртого измерения карты Вселенной.

Например, видимыми артефактами такого рода «юной Вселенной» являются так называаемые квазары (quasi-stellar, «квазизвёздный объект»).

Квазары впервые были обнаружены в середине ХХ века, в виде мощных источников радиоизлучения. Первый из открытых квазаров, ЗС-48, был обнаружен в виде очень тусклой звезды (видимой величиной в 16,2m) на совершенно тёмном и лишённом звёзд нашей галактике участке неба, но поразил своих первооткрывателей, американских астрономов Аллана Сэндиджа и Томаса Мэттьюса двумя фактами: во-первых, он оказался очень активным в радиодиапазоне и, во-вторых, его эмиссионные линии оказались расположенными в совершенно непонятных и нехарактерных для обычных звёзд участках спектра.

Что такое эмиссионные линии? Практически любой объект во Вселенной неоднороден: например, свет нашего Солнца, имея изначально непрерывный спектр так называемого «абсолютно чёрного тела», проходя через относительно холодную фотосферу нашей звезды, «обрастает» линиями поглощения — холодные слои солнечной атмосферы забирают часть энергии высокоэнергетических солнечных фотонов к себе на определённых частотах, оставляя нам «дыры» в непрерывном спектре излучения нашего Солнца. Эти линии поглощения зависят от тех химических элементов, которые составляют этот холодный экран на фоне более горячего объекта.


Точные и чувствительные спектрографы легко находят линии поглощения в якобы «непрерывном» солнечном свете.


С другой стороны, если некий, даже весьма холодный объект во Вселенной имеет какой-то специфический химический состав, то его собственное излучение тоже будет «обрастать» уже линиями излучения (эмиссионными линиями), характерными для составляющих его химических элементов.

Так, например, громадные количества межзвёздного водорода очень сильно излучают в радиодиапазоне, на волне в 21 сантиметр, что и позволяет легко находить облака межзвёздного газа, состоящие из водорода. Такое излучение водорода легко инициируется практически любым светом — от рентгена и ультрафиолета и вплоть до инфракрасных излучений, а радиоизлучение на волне в 21 сантиметр потом легко преодолевает миллионы световых лет, практически не поглощаясь в самом водороде.

Для понимания процессов поглощения и излучения фотонов лучше всего прочитать соответствующий раздел физики, но для нас критически важно, что линии поглощения и излучения неизбежно дают уникальный «слепок» самого небесного тела — будь то звезда или планета, облако межзвёздного водорода или нейтронная звезда, белый карлик или красный гигант.

Так, например, никто не определяет класс звезды путём непосредственного измерения её массы или размера: о всех параметрах звезды (температуре, возрасте, металличности) вполне точно рассказывает её собственный спектр и он же помогает определить и её размер и массу — причём сделать это с очень высокой точностью.


Звёздные спектры различных классов звёзд, от самых горячих (О) до самых холодных (М). Хорошо видно, как непрерывный спектр излучения звезды сдвигается в красную часть спектра при снижении температуры, а число линий поглощения — растёт.

При этом спектральные линии обычных звёзд, хоть и отличаются по своей интенсивности, но находятся всегда на одних и тех же, отведенных им местах — подобно тому, как холодный межзвёздный водород излучает на 21-сантиметре, так и относительно горячий водород звёздных фотосфер излучает и поглощает в массе серий спектральных линий — Бальмера, Лаймена, Пашена, Брэккета, которые расположены в ультафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазоне.

Однако, у ЗС-48 привычные эмиссионные спектральные линии, характерные для обычных звёзд, оказались совершенно в нетипичных местах, «съехав» куда-то в длинноволновую часть спектра, как и весь непрерывный спектр его излучения. Вначале первооткрыватели ЗС-48,  Сэндидж и Мэттьюс считали, что они открыли новый класс доселе неизвестных звёзд, и даже назвали ЗС-48 «первой настоящей радиозвездой».

Но вскорости стало понятно, что объяснить такого рода спектр радиозвезды было трудно, если не невозможно: спектральные линии поглощения и излучения в её спектре могли быть объяснены только её достаточно высокой собственной температурой, что не соответствовало максимуму излучения ЗС-48, который наблюдался в микроволновом и радиодиапазоне, а линии поглощения и излучения не соответствовали ни одной из известных спектральных серий — ни водорода, ни углерода, ни каких-либо других элементов. В целом же своим радиоизлучением ЗС-48 соответствовал скорее горячим белым карликам и бывшим новым и сверхновым звездам — очень горячим объектам с ультрафиолетовым избытком.

Например, таким мощным источником радиоизлучения является объект Стрелец-А, находящийся в центре нашего Млечного Пути и, скорее всего, изначально бывший остатком сверхновой, но за время существования нашей галактики уже превратившийся в сверхмассивную чёрную дыру, которая сейчас алчно поглощает звёзды возле центра нашей галактики.


Комплексный снимок центра нашей Галактики, сведенный по данным орбитальных телескопов «Хаббл» (оптический диапазон, жёлтый цвет), «Спитцер» (инфракрасный диапазон, красный) и «Чандра» (рентгеновский диапазон, голубой).
Стрелец-А — голубое облако чуть справа от центра кадра.


В поисках выхода из ситуации с несостоявшейся «радиозвездой», Сэндидж и Мэттьюс при­менили интерференционный метод, чтобы определить с большой точностью положения телесные углы излучения для ЗС-48. Телесный угол излучения в радиодиапазоне у 3C-48 по их измерениям оказался меньше секунды дуги, как у звезды, но вот поток его радиоизлучения был всё равно оставался необъяснимым, так как не уступал потоку радиоизлу­чения от других, весьма протяжённых источников, превосходивших ЗС-48 по площади излучения в десятки тысяч раз.

Продолжая проверять гипотезу, по которой ЗС-48 является звездным остатком вспышки новой или даже сверхновой звезды в нашей галактике, американские астрономы X. Смит и Д. Хоффлейт просмотрели коллекцию пластинок Гарвардской службы неба за период 1897—1958 гг. и не обнаружили сколько-нибудь заметных, превышающих 0,3m, колебаний блеска видимой части ЗС-48, что часто происходит у активных остатков бывших новых звезд. В итоге несмотря на «звёздный» характер излучения ЗС-48 исследователи зашли в тупик: ни один из типов звёзд не мог объяснить спектр излучения ЗС-48.

В попытке решить загадку ЗС-48, Сэндидж и Мэттьюс снова сфотографиро­вали таинственный объект при помощи доступного им 5-метрового телескопа, на длительной выдержке. Оказалось, что слабый видимый компонент ЗС-48 всё же обладает особенностями, не встречающимися у обычных звезд. Центарльная часть ЗС-48, наблюдаемая как слабая звезда с видимой величиной в 16m, оказалась окруженной пятью слабенькими туманностями, располо­женными на расстояниях около 12" дуги.


Современная радиокарта ЗС-48. Это — не звезда!
Но в 1960-м году об этом ещё предстояло догадаться...


Одновременно расширялся и список квазизвёздных объектов. Вслед за ЗС-48 были найдены ЗС-147, ЗС-196, ЗС-273 и ЗС-286. Все они неистово лучили в радиодиапазоне, но выглядели на первый взгляд, как слабые звёзды.

Но вскорости звезда, отождествляемая с ЗС-196, также оказалась связанной со слабой туманностью.
А австралийские наблюдатели, используя покрытия Лу­ной при своих радионаблюдениях, показали, что квазар ЗС-273 состоит из двух компонентов, А и В, разделенных угловым расстоянием в 19″,5. На фотографии ЗС-273 в видимом диапазоне оказалось, что место, где зарегистрирован компонент А, занято маленькой туманностью, имеющей вид вытянутой струи, а на месте компонента В находится звезда видимой звездной величины 13m.


Современная фотография ЗС-273 в рентгеновском диапазоне. Отчётливо виден выброс (джет) этого квазара.

Решив ещё раз вернуться к центральной компоненте ЗС-48, Сэндидж и Мэттьюс «оккупировали» 5-метровый телескоп Паломарской обсерватории на целых 7 часов (!), в результате чего всё-таки смогли получить удов­летворительный спектр звезды центрального компонента ЗС-48, той самой звезды с видимой величиной в 16m.

Ко всеобщему удивлению, выяснилось, что ни в спектрах обычных звезд, ни в спектрах новых, сверхновых звезд или газовых туманностей нет спектральных линий в тех же местах, где они были обнаружены у ЗС-48. Вскорости после этого были получены и спектры ЗС-147, ЗС-196, ЗС-273 и ЗС-286, давшие еще более удивительные резуль­таты. Ни одной линии, находящейся в этих спектрах, не удавалось отождествить с какими-нибудь известными или предвычисленными линиями. Более того, ни в каких двух спектрах звездоподобных объектов не было хотя бы одной общей линии — каждый из них, будто издеваясь над учёными, демонстрировал свой собственный, уникальный набор спектральных линий.


Невероятная разгадка происхождения квазаров, которая снова перевернула представление людей о Вселенной.

Около трёх лет загадка спектров квазизвёздных оставалась неразрешенной. Наконец, американский астрономы Мартин Шмидт и Джон Оук, изучая расположение линий в спектре ЗС-273, заметили, что его четыре линии из шести обнаруженных образуют последова­тельность, в которой отношения длин волн такие же, какие бывают в сериях спектральных линий водорода.

Отно­шения длин волн были точно такими, какими им пола­галось быть при данном предположений, но сами длины волн не соответствовали ни водороду, ни какому-нибудь иному элементу, имеющему после ионизации одиночный заряд электрона во внешней оболочке.

Тогда Шмидт сделал кардинальное предположение, что линии занимают дру­гие места вследствие громадного красного смещения спектра. Это предположение было трудно сделать потому, что все уже привыкли считать звездоподобные источники радиоизлучения действительно звездами, а у звезд собственные скорости всегда малы и не превышают нескольких десятков километров в секунду. Вызываемые такими лучевыми скоростями доплеровские смещения спектров настолько незначительны, что они не могли бы помешать отождествлению спектральных линий — в этом случае отождествление спектральных линий было бы сделано сразу же, как был бы получен спектр квазара.

Посчитанное Шмидтом красное смещение квазара ЗС-273 составило 0,158. Это уже так называемое «космологическое красное смещение», которое значительно превосходит обычные, наблюдаемые для звёзд нашей галактики или соседних галактик красные или фиолетовые смещения спектральных линий. Космологическое красное смещение определяется по формуле:


где v - скорость объекта относительно нас, с - скорость света, а z - само безразмерное красное смещение.
Нетрудно посчитать, что красное смещение ЗС-273 в 0,158 соответствует его колоссальной скорости удаления от нас в 43 695 км/с или же 0,15 с.

После этой смелой догадки стала понятна и природа самих квазаров. Это оказались ядра сверхактивных молодых галактик, в которых центральная сверхмассивная чёрная дыра ещё не «наелась» окружающими её звёздами и межзвёздным газом.
Впоследствии такого рода активные галактики были обнаружены и достаточно близко к нам, например, вот замечательный комбинированный снимок галактики Центавр А, расположенной «всего лишь» в 12 миллионах световых лет от нас:


Комплексный снимок Центавра А, сведенный по данным орбитальных телескопов «Хаббл» (оптический диапазон, жёлтый цвет) и «Чандра» (рентгеновский диапазон, голубой).
Аналог квазара в центре Центавра А — голубая точка в центре кадра. Длина раскалённого газового выброса из центра Центавра А — около 13 000 световых лет.


Однако в нашем настоящем увидеть активную галактику на стадии алчного самопоедания — скорее исключение, нежели правило. Судя по всему, большая часть центральных чёрных дыр у наших соседей, да и наша собственная сверхмассивная чёрная дыра Стрелец А, уже «объелись» звёздами и не излучают в рентгеновском диапазоне, попутно выстреливая струями непереваренного горячего газа в противоположные стороны.

А вот на заре нашей Вселенной, светом откуда и сияют нам квазары — активных галактик было в разы, если не на порядки больше, а их страсть к «каннибализму» была намного больше, чем у скромного Центавра А. Кроме того, не исключено, что квазары представляют собой активные галактики именно на пике своего «самопоедания», так как их ядра светят горзадо сильнее, нежели и без того яркое ядро Центавра А, который является пятой по яркости галактикой на нашем небосводе.

Так, самый яркий и, как оказалось, один из самых близких из квазаров, уже упомянутый ЗС-273, оказался расположен от нас на чудовищном расстоянии в 2,44 млрд. световых лет, что больше расстояния до Центавра А в 200 раз. При его видимой светимости в 13m, даже если не учитывать значительное красное смещение, которое переводит свечение ЗС-273 в радиодиапазон, а просто сравнить его с видимой светимостью Центавра А в 7m, то получится, что ЗС-273 в реальноси светит (а точнее — светил 2,44 млрд. лет тому назад) как минимум в 4000 раз ярче, чем Центавр А светит нам сейчас.

Вот такой вот «зов через миллиарды лет».

Но квазары, как оказалось впоследствии, были лишь ещё одним шагом человечества на пути к краю Вселенной...




Tags: Космос
Subscribe

promo alex_anpilogov december 17, 2014 09:58 139
Buy for 20 tokens
19 декабря уже официально выходит моя книга, написанная «по мотивам» всех тех статей о пике свободной энергии, который я долго и обстоятельно пытался на протяжении последних трёх лет разбирать в своём блоге. Книга выходит в издательстве «Селадо», которое и будет…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 132 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
вот сколько суперкластеров межгалактических погибнет от рюмки водки в новогоднюю ночь у какого-нибудь супер мега носителя суперкластеров в мозгу )
Пейте шампанское, водка - зло.
Я уже с тяжёлыми дистиллятами завязал эдак лет десять тому назад.

Вот вам в помощь, чтобы перейти на отечественный продукт:
https://wine.dirty.ru/itogi-degustatsii-rossiiskikh-igristykh-vin-927355/

etoonda

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

etoonda

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

etoonda

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

etoonda

5 years ago

Deleted comment

alex_anpilogov

5 years ago

esowriter

5 years ago

centuriones

5 years ago

dn54

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

timkaru

5 years ago

esowriter

5 years ago

timkaru

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

timkaru

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

d1f

5 years ago

А картинка с призмой - не правильная! Дважды... ;)

alex_anpilogov

December 30 2015, 19:41:35 UTC 5 years ago Edited:  December 30 2015, 19:47:56 UTC

Не совсем так - мы же не знаем, что вокруг призмы и из чего она сама сделана. :)

Если вокруг призмы воздух, а сама она, например, из стекла, то, конечно, вот так будет:

Deleted comment

alex_anpilogov

5 years ago

вот сколько суперкластеров межгалактических погибнет от рюмки водки в новогоднюю ночь у какого-нибудь супер мега носителя суперкластеров в мозгу )
вау! продолжение! а ещё будет? у вас манера изложения доходчивая, буду ждать ещё.
Будет, конечно. Тут же масса "затравок" в начальной теме, а я только о квазарах и успел рассказать.
Пользователь molchun22ru сослался на вашу запись в своей записи «Зов через миллиарды лет» в контексте: [...] Оригинал взят у в Зов через миллиарды лет [...]
Ну кто "сфоткал", хотя это невозможно, я примерно представляю, но вот каким образом фотограф вселенной выбрал точку съемки.. никак не пойму.
Вам, ребяты, головой бы думать, да книжки читать умные, прежде чем такую ересь распространять.))
Исправил на "визуализацию", понятное дело, что это - не фотография телескопа, он даёт плоскую картинку, да и не с такой детализацией.

nagorelov

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

nagorelov

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

nagorelov

5 years ago

maniflora

5 years ago

timkaru

5 years ago

nagorelov

5 years ago

timkaru

5 years ago

nagorelov

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

esowriter

5 years ago

nagorelov

5 years ago

nagorelov

5 years ago

esowriter

5 years ago

nagorelov

5 years ago

Теперь понятно, что такое наша вселенная. Это мозг божий, вид изнутри.
Выглядит похоже, согласен. Правда, я не знаю, как мозги бога выглядят, но говорят, что "по образу и подобию".

Deleted comment

qpwh2o1cvg

5 years ago

Люблю такие темы. А как их любит мой внук-второклашка - это словами не описать. Он был бы сверхсчастлив услышать и увидеть такую лекцию.
Был такой эпиод в Киеве, когда он с родителями ещё не переехал в Россию. Повели мы с быбушкой вноков в планетарий. Младшей было скучно, потому что ничего не понимала. А старшему, ещё дошкольнику очень интересно. После лекции оставили его возле лунохода, чтобы полубовался пока мы с туалетными делами покончим. Возвращаемся из туалета, а вокруг него собрался кружок взрослых дядей и тётей и слушают с открытыми ртами лекцию теперь уже моего внука - о строении вселенной, о полёте на Луну, о планете Земля - обо всё понемногу. Наконец, один взрослый дядя прервал его и спросил: "Малыш, а ты читать-то умеешь?". "Нет" - скромно ответил малыш.
Родители пишут, что он и сейчас, уже школьник, бредит космосом

Deleted comment

мы видели бы более ранние стадии эволюции вселенной, то было бы чётко видно распределение галактик по типам - более далекие галактики были бы большей частью одного типа.

Какого, простите, типа?
Галактики бывают спиральные, линзовидные, эллиптические. Одни в другие - не эволюционируют, насколько нам известно.
Квазары считают ранними стадиями активных галактик, что, в общем-то, согласуется с последними догадками о максимальной массе сверхмассивных чёрных дыр в центре галактик.
После первого, весьма активного периода (который мы и наблюдаем в виде квазаров), активные галактики, судя по всему, проходят стадию, похожую на Центавр А, а потом уже надолго зависают в достаточно спокойной стадии Стрелец А, как и у нашей галактики.
И слава богу....

Deleted comment

bobra_zhelatel

5 years ago

alex_anpilogov

5 years ago

Здравствуйте!
Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal. Подробнее о рейтинге читайте в Справке.
Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России! Подробнее о рейтинге читайте в Справке.
Пользователь frodo_beggins сослался на вашу запись в своей записи «Зов через миллиарды лет» в контексте: [...] Оригинал взят у в Зов через миллиарды лет [...]
Алексей, запилите пост про чёрные дыры :) Было бы очень интересно почитать
Будет и про чёрные дыры, будет. ;)
О космологическом смещении в спектрах галактик и квазаров следует пояснить (или я пропустил?), что их высокая скорость относительно нас есть результат космологического расширения пространства (эфира, вакуума). Чем дальше от нас отстоит область пространства, содержащая источник света - квазар, галактику - тем с большей скоростью она удаляется.
За сферой Хаббла скорость удаления пространства превышает скорость света. Для пространства это допустимо, для материи - нет. Галактика в этом сверхсветовом объёме пространства может иметь самую обычную скорость и лететь по направлению к нам. Но её свет, испускаемый в наше время, нас уже не достигнет. Вместе с галактикой он уносится расширяющимся пространством за край видимой нами части Вселенной.

Здесь есть о чём поразмышлять любознательным людям. Фактически, космологическое красное смещение - снижение частоты световых волн - возникает при преодолении ими встречного потока расширяющегося пространства.
Представили? Переходим к менее масштабной аналогичной картине.
Аналогичной уже по признаку её проявления - тоже красному смещению световых волн, но уже летящих к наблюдателю от массивных тел. Это гравитационное красное смещение. Его можно объяснять как угодно, но самое логичное - как в случае с космологическим красным смещением. То есть световые волны снижают свою частоту из-за преодоления ими встречного потока пространства, втекающего в массивные тела. В тела с ускорением свободного падения втекает искомый ранее эфир, что и создаёт их гравитацию.

Теперь вы знаете то, чего не знает (или умело скрывает) элита физики.
Разумеется, причины космологического движения эфира и гравитационного движения эфира разные. В первом случае эфир самоуплотняется и расширяется - как плёнка водорослей ряски на воде. Эту "трудно представимую" причину стали называть тёмной энергией. Во втором случае эфир поглощается материей тел и растягивается около тел, снижает свою плотность. Это фиксируется как "замедление времени" - отставание хода атомных часов.
Откуда берётся эфир для самоуплотнения, и куда он выводится при его поглощении материей - вполне решаемый вопрос. Но он - для самых любознательных.
Так че не решили,если так легко?

kauri_39

5 years ago

timkaru

5 years ago

kauri_39

5 years ago

Suspended comment

Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →