То ли ещё будет!

В http://astrogalaxy.ru/857.html было показано, что красное смещение излучения галактик вызывается сочетанием аккреции межгалактического газа на ядро галактики и фона ночного неба. Основной вклад в фон ночного неба дают следующие составляющие:

1. свечение атмосферы, обусловленное фотохимическими процессами в ее верхних слоях;
2. зодиакальный свет – рассеянное на межпланетной пыли излучение Солнца;
3. излучение слабых и неразрешенных звезд нашей Галактики;
4. диффузное излучение от далеких, слабых галактик.

При фотометрии фон неба приводит к тому, что периферийные области далёких галактик на фотографии попросту не фиксируются. Причем, чем дальше от нас галактика, тем большая часть её периферии на фотографии отсутствует. Особенно велика отрицательная роль случайных флуктуаций яркости фона ночного неба. Свечение атмосферы изменяется в среднем каждые 2-3 минуты на величину порядка 2%. Кроме того галактическая и внегалактическая составляющие фона могут давать мощные кратковременные световые вспышки, превышающие иногда интенсивность фона в 70 раз. Поэтому никакая экспозиция не спасает от забивания флуктуациями периферийных областей далёких галактик. Наблюдения из космоса не могут сильно улучшить ситуацию, поскольку ослабляется только влияние свечения верхних слоев атмосферы, и то лишь частично. Например, высота телескопа Хаббл в апогее 566 км, а ионосфера Земли простирается, по меньшей мере, до 1000 км.

На рис.1 (http://red-shift.info/_private/t5_26.htm) схематически показано как влияет фон ночного неба на фотографию далёкой галактики: серая область – это скрытая фоном периферийная часть, светлый кружок – зафиксированная на фотографии центральная часть галактики. В спектр галактики попадает тоже только излучение из этой центральной части. Проведенный анализ показал, что в спектре далёких галактик доминирует излучение аккрекцирующего газа, а не излучение звёзд.

Красное смещение z излучения содержит доплеровскую и гравитационную компоненты. Доплеровская компонента z_Dопределяется скоростью удаления излучающего газа от наблюдателя. Гравитационное смещение z_G происходит за счет изменения энергии излучённого фотона, обусловленной работой сил гравитации при движении от точки излучения к фотопластинке.

Анализ излучения аккрецирующего газа по всему объёму галактики показал следующее: яркие эмиссионные линии в спектре галактики (рис.2, http://red-shift.info/_private/t5_26.htm) обусловлены излучением из тонкого сферического слоя, заключённого в телесном угле ~60^о (рис.3,http://red-shift.info/_private/t5_26.htm).

Этот слой был назван эмиссионным слоем. На рис.3 он выделен цветом. Вывод о наличии эмиссионного слоя был получен аналитически. Разумеется, привести этот вывод в данной статье не представляется возможным. Но на качественном уровне наличие эмиссионного слоя объяснить можно. В спектр галактики излучение поступает из всех точек галактики. Но только в телесном угле ~60^о значения красных смещений допплеровской и гравитационной составляющих излучения совпадают по величине. Кроме того, в более удалённых от центра слоях излучение будет слабым из-за малости скорости аккреции и потому его влияние на спектр незначительно. В более же глубоких слоях, напротив, скорость аккреции возрастает слишком быстро. Это приводит к сильному уширению эмиссионных линий и, следовательно, снижает возможность их наблюдения.

Чтобы проиллюстрировать, какие значения красного смещения может дать аккреционный механизм, нужно рассчитать значения z_D, z_Gи z для неподвижной галактики, расположенной на различных расстояниях от наблюдателя. Для расчётов была выбрана модель сфероидальной галактики с массой, диаметром звёздного диска и плотностью звёздного населения такими же, как у нашей Галактики. Величины z_D, z_Gи z рассчитывались по методике, описанной в http://red-shift.info/_private/a_22.htm.

Результаты расчётов представлены в табл.1

Таблица 1

Как видим, с увеличением расстояния до галактики красное смещение растёт, причём, начиная с некоторого расстояния, доминирующей становится гравитационная составляющая. По фотографии спектра галактики может быть найдена величина красного смещения этой неподвижной галактики. И это, найденное по фотографии, красное смещение будет в соответствии с господствующей точкой зрения приписано скорости удаления галактики от наблюдателя. По величине этого красного смещения будет вычислена не только скорость удаления галактики, но и время её жизни. Все эти найденные по z величины (скорость, возраст галактики) будут фиктивными. Но их будут воспринимать всерьёз, и пытаться осмыслить, по каким же законам развивается Вселенная. Естественно, что всё это, исходя из гипотезы Большого взрыва, осмыслению не поддаётся. Тогда на помощь вводят тёмную материю, априори ненаблюдаемую. На какой-то промежуток времени этого хватает. Но вскоре опять начинают появляться необъяснимые эффекты. Для их объяснения вводят тёмную энергию, чего тоже хватит только на какой-то промежуток времени.

Вот тут следует остановиться и проанализировать, чем определяется промежуток времени, на котором введение новой гипотетической сущности ещё позволяет объяснять наблюдаемые явления.

Подсказкой может служить следующий факт: лет двадцать тому назад наблюдаемая часть Вселенной имела радиус 10²³ км. А сегодня она составляет уже не менее 93 миллиардов световых лет, то есть 8,8·10²³ км. То есть за двадцать лет горизонт Вселенной отодвинулся почти на порядок. «…Все революции в космологии связаны с появлением новой наблюдательной информации». Запуск телескопа Хаббл и появление новой доступной информации простимулировали введение нового понятия «тёмная энергия». Запуск космического телескопа FUSE, работающего в ультрафиолете, привёл к открытию, что наша Галактика тёмной материи не содержит и полностью состоит из барионной материи.

Поскольку научно-технический прогресс идёт с ускорением, следует ожидать, что вскоре горизонт Вселенной опять отодвинется. И снова появятся необъяснимые явления. Пересмотра концепции Большого взрыва ожидать не приходится. Поэтому потребуется вводить новую гипотетическую сущность. Что это будет за сущность предвидеть невозможно. Но что «то ли ещё будет!» можно утверждать с уверенностью.