Пара несложных вопросов. Обращение к интуиции.

[onight]

Прочитал статью Сергея Попова "Сверхсветовое разбегание галактик и горизонты Вселенной: путаница в тонкостях" http://www.astronet.ru/db/msg/1194830 и получил удовольствие. Интересными и содержательными показались графики. Пришло понимание, что горизонт частиц, горизонт событий и собственно световой конус - это все световые конусы построенные на различные моменты времени. Удовольствие в понимании принципа сложения скорости света и скорости расширения пространства такое же какое было в шестом классе когда складывал нерелятивистские скорости, и позже когда складывал релятивистские. Получается, что скорость фотона, летящего в нашу сторону, на сфере Хаббла равна нулю. Подтверждение этого факта на графиках 1а и 2а (в точке пересечения сферы Хаббла со световым конусом световой конус строго вертикален) - еще одна небольшая радость. Несмотря на то, что, действительно, многое можно понять не рассматривая сферу Хаббла, ее присутствие на графиках, как экземпляра изоповерхности поля скоростей, дает возможность разглядеть поведение масштабного фактора во времени. В частности становится очевидным, чтобы скорость любой изоповерхности равнялась нулю, необходимо, чтобы масштабный фактор менялся как exp(Ht).
Жаль, что раньше не нашел времени прочитать статью.

А что же делается с нерелятивистскими частицами? Вот что об этом написано в книге С.Г. Рубина "Устройство нашей вселенной". "Скорость частицы обратно пропорциональна масштабному фактору. Если Вселенная расширилась в 2 раза, то скорость свободно летящей частицы уменьшилась в два раза." (См. приложение.) При этом изменение скорости рассматривается относительно второго наблюдателя до которого долетела частица. На этом же строится все доказательство. Если так, то спору нет. Это значит, что скорость частицы, относительно первого наблюдателя, остается постоянной. И в частности, если мы выпустим две частицы с одинаковыми начальными скоростями, разделенными временем дельта t, то расстояние между ними изменяться не будет. Так ли это?

И еще. Для меня в статье к сожалению оказалось мало информации относительно обоснования крассного смещения. В отличие от прозрачного нерелятивистского и релятивистского эффекта Доплера, оказалось, что космологическое смещение требует дополнительных пояснений. Можно попросить в целом как-то прояснить этот вопрос?

[Stepa]

Представьте себе излучающую систему(атом, молекулу, ядро) в виде маячка, который выдает световые вспышки через определенные промежутки времени. Поместим маячок "там", а приемник - "здесь".  Расстояние между нами - R.
Во время излучения между вспышками проходит время tau. Они разделены в пространстве на расстояние d=c*tau. Вопрос, если Вселенная расширяется равномерно по Хабблу, какой период прихода вспышек будет наблюдать приемник?
T = tau * exp(HR/c).

Таким образом, частота вспышек упала в exp(HR/c) раз, что интерпретируется нами как красное смещение.  T -> inf, если R -> inf, но, принципиально, все удаленные фотоны к нам приходят.

Для ускоренного случая будет формула с гиперболическим косинусом, где выяснится наличие такого конечного R, где T = бесконечности.

[onight]

если Вселенная расширяется равномерно по Хабблу

Равномерно это как? H - константа и не зависит от t?

[Stepa]

Да, именно H= const.

[Тать]

Stepa

Да, именно H= const.

Не факт. Наблюдается ускоренное расширение Вселенной. Что соответствует переменной Н.

[Хартиков Сергей]

     Уважаемый Тать, Stepa достаточно четко написал условия своего утверждения: Вопрос, если Вселенная расширяется равномерно по Хабблу, какой период прихода вспышек будет наблюдать приемник?

[Тать]

Хартиков Сергей

Уважаемый Тать, Stepa достаточно четко написал условия своего утверждения: Вопрос, если Вселенная расширяется равномерно ....

это понятно, но зачем напускать тумана? Надо бы довести ответ до конца с рассмотрением ускоренного расширения. Или отослать к источнику http://www.astronet.ru/db/msg/1188287

[Хартиков Сергей]

     Но Stepa туман и не напускал. Он отвечал на поставленный автором вопрос: пояснить, как возникает космологическое красное смещение. Равномерное расширение - наилучший пример в виду своей простоты.

[sergey_g]

Равномерное расширение - наилучший пример в виду своей простоты.

Обманчивая простота. Если чего-там растягивается_расширяется, оно становится конечно длиннее, но тоньше_"рыхлее" - чисто из опыта.
Или в космологии что-то не так? Потом кто_что производит сей процесс "растяжки"?

[Хартиков Сергей]

     Типа, человек спрашивает: объясните мне доказательство такой-то теоремы в арифметике. Специалист по арифметике ему отвечает: в арифметике 1+1=2, поэтому и т.д. Подходит sergey_g и говорит: э-нет, так не пойдет, потому что:

     1) Существуют (или можно построить) такие теории, в которых 1+1 не равно 2.

     2) Существуют такие интерпретации (приложения арифметики к действительности), в которых постулаты арифметики не выполняются, например литр спирта плюс литр воды не равно двум литрам смеси.

     Уважаемый sergey_g, Вы можете мне объяснить, как связаны Ваши замечания с вопросом onight и ответом на него Stepa?

[Тать]

Хартиков Сергей

Но Stepa туман и не напускал. Он отвечал на поставленный автором вопрос: пояснить, как возникает космологическое красное смещение. Равномерное расширение - наилучший пример в виду своей простоты.

Но не единственное:есть челы, считающие, что фотоны стареют по пути к нам, теряют энергию, краснеют. Что то там с энергией пролетающих фотонов было и в случае обнаруженной гигантской пустотой.

Подходит sergey_g и говорит: э-нет, так не пойдет, потому что:

     1) Существуют (или можно построить) такие теории, в которых 1+1 не равно 2.

     2) Существуют такие интерпретации (приложения арифметики к действительности), в которых постулаты арифметики не выполняются, например литр спирта плюс литр воды не равно двум литрам смеси.

Насамде так и есть:литр спирта плюс литр воды не равно двум литрам смеси.
Неудачный пример.
 Касательно расширения Вселенной. Как и все прочее, это рассморение моделей: расширяющейся равномерно, расширяющейся ускоренно и т.д.. Ускоренное расширение
предполагает существование темной энергии. Но есть и другие идеи, напр "достаточно ввести в общую теорию относительности этот ключевой элемент – гравитационную рябь на ранних стадиях – чтобы объяснить наблюдаемое ускорение расширения Вселенной. – говорит г-н Риотто. - И нет никакой необходимости изобретать таинственные фантомы типа темной энергии»."
 Различных моделей множество



 Рис. 2. Несколько возможных сценариев расширения Вселенной. Снизу вверх:

    * Нижние три кривые представляют собой Фридмановские сценарии, которые реализуются, если Вселенная заполнена веществом с w>-1/3.
          o Закрытая модель - Вселенная расширяется до максимального размера и затем коллапсирует. Мир существует конечное время.
          o Плоская модель - Вселенная расширяется бесконечно, скорость ее расширения стремится к нулю.
          o Открытая модель - Вселенная также расширяется бесконечно, но на больших временах скорость ее расширения становится постоянной.
      Открытая и плоская Вселенные существуют неограниченное время и расширяются бесконечно.
    * Вселенная с квинэссенцией или Лямбда-членом (-1<w<1/3) - начиная с некоторого момента времени, расширение Вселенной ускоряется. Время существования Вселенной бесконечно.
    * Вселенная с фантомной энергией (w<-1) - за конечное время размер Вселенной обращается в Бесконечность.
http://www.astronet.ru/db/msg/1187653

"В конце 1990-х годов было обнаружено, что в удалённых галактиках, расстояние до которых было определено по закону Хаббла, сверхновые типа Ia имеют яркость ниже той, которая им полагается. Иными словами, расстояние до этих галактик, вычисленное по методу «стандартных свеч» (сверхновых Ia), оказывается больше расстояния, вычисленного на основании ранее установленного значения параметра Хаббла."
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%91%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F
 Стандартность «стандартных свеч» (сверхновых Ia) не абсолютно достоверна. С развитие методов определения расстояний уже не единожды пересматривались расстояния в астрономии. Разница нешуточная, в разах.

"В конце 1990-х годов было обнаружено, что в удалённых галактиках, расстояние до которых было определено по закону Хаббла, сверхновые типа Ia имеют яркость ниже той, которая им полагается." которая им полагается по принятой модели.

[sergey_g]

Уважаемый Хартиков Сергей, насколько я понял вопрос

 И в частности, если мы выпустим две частицы с одинаковыми начальными скоростями, разделенными временет дельта t, то расстояние между ними изменяться не будет. Так ли это?

автора был подменён уважаемым Stepa, и ответ дан не по существу. Фотоны тут каким боком?, только как кванты?
Типа с арифметикой всё понятно с детства на примере яблок и литры жидкого ни при чём...
В космологии не всё так легко потрогать - только наблюдения, а их можно по разному трактовать, напомнить про воззрения древних -  геоцентрическое представление мира, хотя "инструмент" познания не сильно изменился?
Может конечно следующее поколение будет легче оперировать "растяжением" пространства со сверхсветовыми скоростями, но кто может ВНЯТНО сказать в таком случае - что такое пространство!!!???
Замечание было скорее в ответ на реплику -

...наилучший пример в виду своей простоты

[Хартиков Сергей]

     Цитата Тать: "Но не единственное:есть челы, считающие, что фотоны стареют по пути к нам... Различных моделей множество
..."

     Тот же вопрос: какое это имеет отношение к просьбе onight объяснить, как возникает космологическое красное смещение в известных моделях (он свое сообщение начал с того, что вопросы появились при чтении конкретной статьи)?

     Цитата Тать: "Насамде так и есть:литр спирта плюс литр воды не равно двум литрам смеси. Неудачный пример."

     Если Вы не заметили, то это я использовал в своем сообщении, потому что оно "Насамде так и есть". Так почему же тогда пример стал неудачным?

[sergey_g]

Буду признателен, если кто нибудь сообщит ссылку на зарегистрированные сдвинутые спектры от далёких источников z>2, их вид и сравнения с подобными, но близкими с z=1 и z = 0
Желательно для несколькольких спектральных линий.

[Хартиков Сергей]

     Цитата sergey_g: "насколько я понял вопрос ... автора был подменён уважаемым Stepa, и ответ дан не по существу"

     Нет, Stepa дал ответ именно на вопрос автора: "И еще. Для меня в статье к сожалению оказалось мало информации относительно обоснования крассного смещения. В отличие от прозрачного нерелятивистского и релятивистского эффекта Доплера, оказалось, что космологическое смещение требует дополнительных пояснений. Можно попросить в целом как-то прояснить этот вопрос?"

     Цитата sergey_g: "Фотоны тут каким боком?, только как кванты?"

     Вопрос касался космологического красного смещения электромагнитного излучения - отсюда и фотоны.

     Цитата sergey_g: "Замечание было скорее в ответ на реплику - ...наилучший пример в виду своей простоты"

     Очевидно, я говорил о простоте в отношении объяснения заданного вопроса: проще пример не найти.

     Цитата sergey_g: "...кто может ВНЯТНО сказать в таком случае - что такое пространство!!!???"

     Давайте, начнем с того, что Вы "внятно" объясните здесь всем, что такое евклидово пространство. После этого я обещаю, что так же внятно объясню про "расширяющееся пространство".

[Тать]

wikipedia: евкли́дово простра́нство
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%B2%D0%BA%D0%BB%D0%B8%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%BE_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE
 Вперед и внятно

[sergey_g]

Ссылки достаточно?
http://ru.wikipedia.org/wiki/Евклидово_пространство

[Тать]

sergey_g, посмотрите, куда приводит Ваша ссылка. По моей попадете куда хотелось.

[sergey_g]

Дурацкая ссылка, её надо в строку броузера копировать целиком и перейти.
Не люблю длинноты типа - wiki/%D0%95%D0%B2%D0%BA%D0%B.....

[Дмитрий Вибе]

Всё проще:

евкли́дово простра́нство

или

http://ru.wikipedia.org/wiki/Евклидово_пространство