Космология II
Давайте вспомним прошлую формулу v=Hr. Откуда же она может браться теоретически. Да очень просто. Пусть у нас вселенная просто расширяется изотропно (т.е. во всех направлениях одинаково). Здесь уместна аналогия с шариком. Поставим на нём 3 точки на одну прямую на равном расстоянии друг от друга. И начнём надувать. Заметим, что отношение расстояний сохраняется, а они сами нет, таким образом, чем дольше тела друг от друга тем быстрее они удаляются друг от друга. При этом это не зависит от выбора расположения этих точек. Таким образом где бы во Вселенной мы не были эта постоянная сохраняется.
Но в прошлый раз я сказал, что формула не верна и это факт и для этого есть несколько причин во первых мы измеряем спектр для того чтобы найти скорость, но пока летят фотоны вселенная продолжает расширятся и когда фотоны от объекта попадают к нам объект уже смещается от своего начального положения и мы получаем заниженный результат, а ещё свет растягивается в полёте. Но самое интересное – это то, что постоянная Хаббла не постоянна, а зависит от свойств пространства, а точнее от соотношения в нём тёмной энергии, тёмной материи, барионного вещества (обычное вещество из которого мы состоим) и излучения. А значит когда летит фотон и эти свойства вселенной меняются и изменяют постоянную Хоббла. Так почему же Хаббл вывел такую неправильную формулу? Спросите вы. А потому что все эти эффекты заметны на очень больших расстояниях.
Как видно космология куда сложнее, чем кажется, но без неё невозможно, ведь это в конце концов это история нашей вселенной.
Я сказал такие слова как тёмная материя и тёмная энергия. Сейчас попробую объяснить откуда эти понятия берутся.
Как-то раз измеряли как вращаются галактики, при помощи спектрального анализа померили скорость вращения на разных расстояниях от центра и нашли как распределена масса в Галактике, но они не поняли, что произошло. Они подсчитали и массы звёзд и массу пыли, но получилось так, что массы не хватало и тогда эту недостающую массу они окрестили тёмной материей.
С тёмной энергией всё проще. Всё началось с того, что, если, преобразовав уравнение движение тела в гравитационном поле не по классической теории Ньютона, а по теории относительности Эйнштейна возникает член, который прямо зависит от расстояния. Там получается сумма обычной гравитационной силы, которая показывает, что чем ближе тела, тем они сильнее притягиваются, и некоторой силы, которая увеличивается пропорционально расстоянию, да ещё и с обратным знаком, т.е. чем дальше тела находятся, тем сильнее сила отталкивания. Сам Эйнштейн в это не поверил и подумал, что этот член равен нулю, но он действительно есть, константа там очень и очень мала, но на больших масштабах это проявляется ускоренным расширением вселенной. За это кстати нобелевку недавно дали, вот.