Астрономический сайт

Загадки земли и вселенной

Как измеряются красные смещения

Галактики
Космологическое красное смещение — это смешение линий в сторону длинных волн в спектре, который получен от далёкого космического источника (например, галактики или квазара), по сравнению с длинами волн тех же линий, измеренными от неподвижного источника. Оно выражается отношением разницы принятой и испущенной длин волн к испущенной длине волны. Например, если линия водорода Лайман-альфа с длиной волны = 1216 A наблюдается на длине волны = 4864 A, то красное смещение этой галактики:

Красные смещения вызываются эффектом Доплера. Зная красное смешение z, можно определить скорость удаления галактики v. Если эта скорость невелика по сравнению со скоростью света (с = 300 000 км/с), она выражается простой формулой: v = cz. Если измеренное по спектральным линиям z > 1 , то скорость связана с ним более сложным образом и зависит от принятой модели Вселенной.

По красному смешению можно рассчитать не только скорость удаления галактики, но и расстояние r до неё, воспользовавшись законом Хаббла: v = Н0r, где Н0 — постоянная Хаббла.

Определим, например, расстояние до некоторой галактики, при радионаблюдениях которой было найдено, что линия нейтрального водорода с длиной волны = 21 см наблюдается на = 21,2 см, т. е. её красное смешение .

 

Приняв значение постоянной Хаббла Н0 = 75 км/(с•Мпк), находим .


Красное смещение является также мерой времени, протекшего с начала расширения Вселенной до момента испускания света в галактике. Во Вселенной со средней плотностью, равной критической плотности, это время выражается формулой: .

Так, по современным астрономическим данным, самые первые галактики образовались в момент времени, соответствующий красному смешению 6, т. е. спустя примерно 1/15 часть современного возраста Вселенной. Значит, свет от этих галактик шёл до нас приблизительно 8,5 млрд. лет.



Страниц : 1