CC BY
0УДК 52-54:530.12
Тележко Г.М.
канд. техн. наук независимый исследователь (г. Санкт-Петербург, Россия)
ПРИРОДА КОСМОЛОГИЧЕСКОГО КРАСНОГО СМЕЩЕНИЯ И РЕЛИКТОВОГО МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Аннотация: в работе показано, что космологическое красное смещение, наличие космологического горизонта и реликтовое микроволновое излучение могут быть единообразно объяснены как следствия гравитационного красного смещения.
Ключевые слова: космологическое красное смещение, космологический горизонт, реликтовое излучение, гравитационное красное смещение, фрактальное распределение.
В космологической модели, предложенной в [1], осталось необъяснённым космологическое красное смещение, наличие космологического горизонта и реликтовое микроволновое излучение, которых в квазистационарной Вселенной быть, казалось бы, не должно. "Старение фотонов", объясняющее красное смещение света и наблюдаемое в некоторых случаях аномальное торможение тел передачей кинетической энергии от тел и фотонов флуктуациям вакуума, подвергается сомнениям после моделирования обстоятельств торможения аппаратов "Пионер", доказывающего тепловую природу торможения [2].
Космологическое микроволновое излучение и динамика эволюции сверхновых, которая коррелирует с их красным смещением, считаются не совместимыми с гравитационной гипотезой красного смещения. Эти доводы представляются спорными, поэтому рассмотрим гравитационную гипотезу более внимательно, тем более что гравитация и квантовые флуктуации вакуума могут оказаться явлениями одной природы.
1799
Вспомним, что при прохождении экрана с отверстиями волновой фронт одиночных фотонов испытывает влияние всей конфигурации отверстий, и это сказывается на распределении вероятных мест регистрации фотона после прохождения экрана. Ясно, что на фронт волны могут действовать и другие пространственно протяжённые факторы, помимо упомянутого распределения коэффициента поглощения в экране. На рисунке 1 изображена схема двухщелевого интерферометра, находящегося в однородном гравитационном поле, направленном против распространения фронта волны фотона. Здесь дополнительно проявляется красное смещение длины волны фотона вдоль направления распространения фронта, возрастающее по мере движения фотона, и соответствующее увеличение периода интерференционных полос (схематично изображённых справа от интерферометра) при удалении интерферометра от источника фотонов. Это значит, что гравитационное поле действует на весь фронт так, что места регистрации фотонов оказываются зависимыми от расстояния между источником фотонов и интерферометром.
Рисунок 1. Двухщелевая интерференция в однородном гравитационном поле.
1800
Вернёмся к космологическим фотонам. Любой испущенный точечным источником фотон имеет сферический волновой фронт, радиус которого увеличивается со скоростью света. Расширяющийся сферический фронт космологического фотона (см. грубое приближение на рис. 2) находится под влиянием гравитации всей возрастающей гравитационной массы, охватываемой фронтом (часть этой массы в окрестности центра сферы изображена в виде сплошного чёрного круга).
Сферически симметричное, в среднем, распределение тяготеющих масс, внешних по отношению к волновому фронту, отображенное в виде чёрного фона на периферии рисунка, создаёт лишь некоторые флюктуации напряжённости поля тяготения (идеально сферически однородное их распределение напряжённости вообще не создаёт).
Ю. В. Барышев, разделявший гравитационную гипотезу (о чём он мне сообщил в устной беседе), показал, что из наблюдений галактик, находящихся в пределах 100 МПс от Солнечной системы, следует, что их распределение соответствует фракталу с размерностью, примерно равной 2 [3]. Это означает, что количество галактик внутри некоторой сферы при увеличении её радиуса в k раз возрастает в ^ раз (а не в к3 раз, как было бы при равномерном распределении галактик в пространстве, то есть при фрактальной размерности, равной 3). При таком распределении галактик их суммарное поле, действующее на сферический фронт, не зависит от радиуса сферы, и фотон, испытывающий воздействие постоянного поля галактик изнутри фронта его волны, должен терять энергию равномерно в ходе увеличения радиуса фронта, в какой бы точке фронта он ни был в конце концов зарегистрирован.
Таким образом, постоянное, в среднем, гравитационное воздействие на сферические фронты излучаемых фотонов со стороны тяготеющих масс, охватываемых каждым из волновых фронтов, должно приводить к красному смещению, пропорциональному длине пути фотона (радиусу его фронта в момент его регистрации). Смещение спектров складывается, в общем случае, из доплеровского смещения (красного и фиолетового, вследствие разброса
1801
пекулярных скоростей), и гравитационного красного смещения, пропорционального пути света от излучателя до приёмника.
В этой модели космологическим горизонтом оказывается геометрическое место точек, от которых до наблюдателя в принципе может дойти свет, преодолевая тяготение галактик, охватываемых фронтом его волны.
Реликтовое микроволновое излучение в этой модели - это равновесное излучение из зоны космологического горизонта. Так выглядит непрерывный фон светящихся звёзд, который Ольберс считал необходимым признаком бесконечной и однородной Вселенной и который в реальности оказывается невидимым в оптическом диапазоне. Степень изотропности микроволнового фона локально соответствует степени сферической симметрии Вселенной в пределах горизонта.
Рисунок 2. Гравитационное воздействие на фронт световой волны одиночного фотона.
Рассмотрим возражение, связанное с замедлением динамики развития удалённых сверхновых, якобы противоречащее гравитационной гипотезе.
1802
Считается, что "старение" фотонов объясняет только космологическое красное смещение, но не влияет на измерение интервалов времени между удалёнными событиями в неподвижной системе отсчёта. Можно показать, что в случае гравитационной гипотезы это неверно.
Пусть по собственному времени сверхновой две фазы её развития разделяет промежуток времени в N периодов волны фотона с некоторой эталонной частотой. Очевидно, что удалённый наблюдатель зарегистрирует интервал времени между этими же фазами, также равный N периодам волны того же эталонного фотона, но испытавшего, в силу вышеизложенного, большее красное смещение к моменту его регистрации.
Из вышеизложенного следует заключить, что рассмотренные аргументы против гравитационной природы космологического красного смещения (наличие микроволнового излучения и наблюдаемое замедление динамики развития удалённых сверхновых) нельзя считать окончательными.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Тележко, Г. М. Подход к интерпретации данных телескопа JWST, не соответствующих стандартной космологической модели. Вестник науки. -2024. - № 5 (74), т. 3. - С. 1379-1388;
2. Rievers В., Lämmerzahl C. High precision thermal modeling of complex systems with application to the flyby and Pioneer anomaly // Annalen der Physik : journal. - 2011. - Vol. 523, no. 6. - P. 439;
3. Барышев Ю., Теерикорпи П., Фрактальная структура Вселенной, САО РАН, 2005.
1803
Telezhko G.M.
independent researcher (Saint Petersburg, Russia)
NATURE OF COSMOLOGICAL REDSHIFT AND RELIC MICROWAVE RADIATION
Abstract: paper shows that cosmological redshift, the presence of a cosmological horizon and the relic microwave radiation can be uniformly explained as consequences of gravitational redshift.
Keywords: cosmological redshift, cosmological horizon, relic radiation, gravitational redshift, fractal distribution.
1804
