Расстояния в космосе и космология

Обсуждение общих тем связанных с астрономией. Викторины и конкурсы форума.

Модераторы: LEONID_OM, LittleRacoon, Булдаков Сергей

Расстояния в космосе и космология

Непрочитанное сообщение Сергей Сергеев » 11 апр 2014 17:03

В 1930-е годы астроном Фриц Цвики, работавший в США, из наблюдений галактик одного скопления обнаружил, что по расчетам они должны были разлететься в разные стороны, но не разлетаются. Цвики предположил, что галактики притягиваются друг к другу за счет существования некоей скрытой массы, недоступной для обнаружения имеющимися приборами.

Без приписывания галактикам дополнительной массы не получалось объяснение движение звезд на окраинах спиральных галактик, наличие мелких галактик-спутников у нашей Галактики и у галактики Андромеды, скорости движения галактик-спутников вокруг центральных галактик (Кроупа, Мильгром и другие).
Приписонная галактикам дополнительноя масса была названа "темной материей". Было придумано, что она представляет собой субстанцию, не участвующую в электромагнитном взаимодействии, и проявляет себя только в гравитационном взамиодействии. (Космологи разработали множество теорий, «объясняющих» свойства "темной материи".)

В то время пока большая часть исследователей занималась поиском скрытой массы, израильский ученый Мордехай Мильгром (Mordehai Milgrom) предложил совершенно иное объяснение странностей космических объектов. Он усомнился в универсальности формулы второго закона Ньютона, F = ma, и предложил свою формулу F = ma(2)/a0...

Но есть очень элементарное решение проблемы "слишком высокой скорости вращения объектов галактик".

Орбитальная скорость Земли 30 километров в секунду. Никаких проблем с законами Ньютона и Кеплера это не вызывает. Но если неправильно определить радиус орбиты Земли вокруг Солнца, например, считать её равной радиусу орбиты Марса, то возникнет вопрос, почему Земля, имея такую орбитальную скорость, остается на своей орбите, а не улетает от Солнца? При определении радиусов орбит планет имеющихся у звёзд такая ошибка невозможна, потому, что радиусы планетных орбит вычисляется по формулам Кеплера исходя из периода их оборота вокруг своих звёзд. Но почему размеры галактик не определяют таким способом, то есть исходя из периода их оборота их звёзд вокруг центров своих галактик? Причина в том, что нахождение размеров галактик таким способом резко уменьшит размеры галактик, количество звезд в галактиках это не изменит, но плотность галактик значительно увеличит, уменьшит расстояния между звездами в галактиках и, главное, уменьшит расстояния до галактик, чтобы наблюдаемые их угловые размеры соответствовали расстояниям до галактик. Это резко изменит шкалу расстояний в мире галактик в сторону уменьшения этих расстояний.

Надо сказать, что имеющаяся в настоящее время шкала расстояний в Мире галактик не очень достоверна, потому, что построена на приблизительных данных о расстоянии до ближайших к нам звезд, на гипотетических оценках параметров этих звезд, на несколько сомнительной гравитационной постоянной и завышенной постоянной тонкой структуры.

Определения расстояний до нескольких ближайших звезд базируются на измерениях годичного смещения звезды на небесной сфере, обусловленного орбитальным движением Земли вокруг Солнца, или параллакса. Фотографическими методами параллакс определяется со средней точностью порядка 0,02''-0,05'' (угловых секунд). С Земли только для ближайших звёзд в пределах 20-30 парсек этим методом расстояния можно измерить с не более чем 50% точностью.
Для ориентирования в пределах Галактики требуется точность не менее чем 5-10%.

Переносить оценки расстояний до ближайших звезд на галактические масштабы позволяет информация о светимостях звёзд. Разница светимости и видимого блеска звезды, соотнесенная с величиной поглощения света (A), позволяет рассчитать расстояние до звезды по формуле m - M = 5lgR - 5 + A.
Абсолютную величину для некоторых типов звёзд определяют по известным параллаксам подобных звёзд имеющихся в окрестностях Солнца, а для определения светимостей ярких звёзд используют рассеянные звёздные скопления, расстояния до звёзд которых, практически одинаковы.
Стандартным репером для измерения расстояний стало скопление Гиады расстояние, до которого нашли равным 45 ± 1 парсек.
Одними из реперов для определения расстояний между космическими объектами стали пульсирующие со строгой цикличностью и, имеющие чёткую зависимость между периодом пульсаций и средней абсолютной величиной, переменные звёзды-сверхгиганты спектральных классов F-G - цефеиды. Средняя светимость цефеид соответствует формуле: M (средняя) приблизительно равна -1,0m - 2,9m lgP, где P период изменения блеска в сутках.
В Галактике известно более 1000 цефеид, их периоды изменения блеска от 2 до 68 суток, амплитуда до 1,5m.
Цефеиды, как и другие молодые объекты позволяет распознать строение спирального узора Галактики.
С помощью цефеид можно оценивать фотометрические расстояния до других галактик, где они найдены.

Другими реперами для определения расстояний являются так же пульсирующие переменные звёзды подобные RR Лиры, имеющие приблизительно одну и ту же среднюю светимость, но меняющие свой блеск с периодами от 0,4 до 1 суток.

С помощью звезд реперов, неоднократно определяли расстояние до центра Галактики R0. Но по поводу этого расстояния согласия нет. Оценки R0 находятся в пределах от 6,5 по звёздам подобным RR Лиры до 10 килопарсек по цефеидам. Для построения межгалактической шкалы были использованы цефеиды.
С помощью цефеид определены расстояния до некоторых спиральных галактик, находящихся на расстояниях около 10 мегапарсек, где уже заметно системное "красное смещение" и, рассчитав постоянную Хаббла (H), в 50 км в секунду на мегапарсек, "определили время расширения вселенной в 13,8 миллиарда лет".
Ясность в вопрос о том, по каким звездам реперам расстояния определены правильнее, внес проект HIPPARCOS (High Precision PARallax Collecting Satellite) в котором были определены параллаксы 118 000 звёзд в сфере вокруг Солнца радиусом примерно 500 парсек. В этой сфере оказались и цефеиды, причем расстояния до контрольных цефеид оказались гораздо меньшими, иногда не менее чем на четверть меньшими, чем считалось до этого. То есть расстояние до центра нашей Галактики не больше 6 килопарсек. И расстояния до ближайших галактик имеющих системное "красное смещение" явно на 40% меньше принятых.

О том, что размеры нашей Галактики меньше размеров предполагавшихся ранее, на 221-ом заседании Американского астрономического сообщества, заявила Элис Дисон (Alis Deason), астроном университета Калифорнии в Санта-Круз.
Элис Дисон и ее коллеги ориентировались на самые далекие звезды в гало Млечного Пути. Разброс скоростей у этих звезд и позволил рассчитать массу Млечного Пути в 500-1000 миллиардов солнечных, что вдвое меньше считающейся.

Период обращения Солнечной системы вокруг центра галактики можно определить геологическими методами. Это сделали физики Калифорнийского университета в Беркли и Национальной Лаборатории имени Лоуренса, о чем они написали статью в журнале Nature. Они выявили, что видовое разнообразие морских животных Земли меняется циклически, достигая максимумов и минимумов приблизительно каждые 62 миллиона лет, то есть период оборота Солнечной системы вокруг центра галактики 124 миллиона лет, а не 220 как вычислялось из определения расстояния до этого центра в 10 килопарсек.
Цикличность изменения видового разнообразия животных на Земле может быть связана с тем, что геологические процессы подчинены влиянию пересечения Солнечной системой, движущейся в Галактике по орбите наклоненной на 7 градусов к плоскости Галактики, этой плоскости 2 раза за период оборота. Трудность найти цикличность в геологических процессах в том, что эта шкала не очень точна.
Если посмотреть в разных источниках шкалу хронологии геологических периодов, то можно увидеть огромную разницу в датировках периодов Фанерозоя. Разница может достигать 20 миллионов лет (от 570 до 550 миллионов лет) для начала Кембрийского периода, до 10 миллионов лет для датировок периодов мезозоя и до 5 миллионов для начала кайнозоя.

Открытие завышенности расстояний в космосе определяемым по цефеидам сделанные спутником HIPPARCOS вызвали бурю возмущения космологов, и, хотя эти данные как бы были приняты к сведению, но ошибочные оценки расстояний с помощью цефеид исправлены не были. Наоборот космологи стали искать ошибки в определении расстояний с помощью спутника HIPPARCOS.
Можно представить какую бурю возмущения могло бы вызвать у космологов уменьшение расстояний до галактик приводящее скорости их вращения и массы к согласию с законами Ньютона и Кеплера.
Причина возмущения космологов понятная, они не могут принять то, что обозначает увеличение постоянной Хаббла (H), ведь это сделает предел наблюдений, считаемый космологами "возрастом вселенной" меньшим, чем возраст Земли!
Поэтому они согласны выдумывать всё что угодно: темную материю, тёмную энергию, формулы заменяющие формулы Ньютона и Кеплера, только бы сохранить свою модель "большого пука".
Сергей Сергеев
Статус: Новичок
Статус: Новичок
 
Сообщения: 49
Зарегистрирован: 30 янв 2013 19:18
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Вернуться в Общая астрономическая тематика

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2