§ 4. Середня щільність речовини у Всесвіті і наглядове дослідження кривизни простору [1979 Новиков І.Д.





Кривизну тривимірного простору можна визначити обчисленням, знаючи постійну Хаббла і щільність речовини. Але, на жаль, щільність речовини; як ми бачили вище, відома настільки погано, що не визначений навіть знак кривизни простору - позитивна вона чи негативна.

А чи не можна звернути завдання? Чи не можна виміряти кривизну простору і вже по кривизні обчислити щільність ρ? При цьому автоматично буде визначено р з урахуванням видів речовини - і важко спостережуваного і легко спостерігається. Один шлях дослідження кривизни - це спостереження залежності m ÷ z для дуже далеких галактик (або квазарів). Обчислення за формулами релятивістської космології показують, що для далеких об'єктів залежність m ÷ z повинна відхилятися від прямолінійної залежності, яка була нами описана в гл. 1 в рамках класичної механіки та електродинаміки. Відхилення від прямої лінії залежить від кривизни простору. На рис. 20 а нанесені різні криві, відповідні різної кривизни і, отже, різної щільності ρ. З малюнка видно, що дані спостережень не дозволяють поки визначити, чи більше ρ, ніж ρкріт чи ні? Інший спосіб визначення кривизни простору полягає в підрахунках галактик (або радіоджерел) до даної видимої зоряної величини. Ця залежність повинна бути різна для просторів з різною кривизною. При цьому справжня яскравість галактик вважається відомою, або хоча б постійної для різних об'єктів. На шляху таких досліджень є багато технічних труднощів. Але крім труднощів технічних, існує принципова труднощі. Від далеких джерел ми спостерігаємо світло, випущений давно, т. Е. Це світло, випущений об'єктами, що знаходяться на більш ранній стадії розвитку в порівнянні з близькими об'єктами. Тому перш ніж визначати ρ з графіків типу риc. 20а, треба врахувати еволюцію галактик - зміна їх світності, спектра і т. П. Як еволюціонують галактики, практично зовсім не відомо, і висновки про значення ρ залишаються дуже невизначеними.

Великі надії в космології покладалися на радіоастрономію. Чутливість радіотелескопів величезна. Однак виявилося, що радіовипромінювання галактик змінюється з часом ще сильніше, ніж оптичне випромінювання, і радіоастрономія також не дала вирішення проблеми кривизни простору. Це питання продовжує стояти на порядку денному науки.

Відзначимо цікаве явище, яке має спостерігатися в однорідному Всесвіті. Нехай ми спостерігаємо в звичайному порожньому плоскому просторі об'єкти однакового лінійного розміру (наприклад, однакові галактики), що знаходяться на різних відстанях. Чим далі об'єкт, тим менше кут, під яким ми бачимо об'єкт (рис. 20 б). Кутовий розмір об'єкта буде обернено пропорційний відстані.

Інша картина повинна спостерігатися в просторі в середньому рівномірно заповненому прозорою речовиною, наприклад, прозорим газом або перекриваються коронами галактик. Із загальної теорії відносності відомо, що промені світла, що проходять поблизу тяжіють мас, відхиляються ними, притягуються. Таке знамените відхилення на 1 ", 75 променів світла зірок, коли промені проходять поблизу поверхні Сонця. Тому газ, що знаходиться в конусі променів від далеких галактик, буде згинати їх, як схематично показано на рис. 20 б. Чим далі об'єкт, тим більша маса міститься в конусі променів, тим більше відхилення. Це призводить до того, що, починаючи з деякої відстані, більш далекий об'єкт має вже не менші кутові розміри, а великі, ніж ближчий! Зрозуміло, цей ефект буде мати місце тільки тоді, коли в конусі променів є газ (або одного я матерія). Якщо ж речовина зосереджено тільки в галактиках, міжгалактичний простір порожньо і в конусі променів зовсім немає речовини, то навіть незважаючи на високу середню щільність галактик, в просторі для порожнього конуса променів цей ефект відсутній. На цю обставину звернув увагу Я. Б . Зельдович.

Відгуки казино booi.






А чи не можна звернути завдання?
Чи не можна виміряти кривизну простору і вже по кривизні обчислити щільність ρ?
З малюнка видно, що дані спостережень не дозволяють поки визначити, чи більше ρ, ніж ρкріт чи ні?