- КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ
- КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ
-
увеличение длин волн (l) линий в эл.-магн. спектре источника (смещение линий в сторону красной части спектра) по сравнению с линиями эталонных спектров. Количественно К. с. характеризуется величиной z=(lприн—lисп)/lисп, где lисп и lприн — соответственно длина волны излучения, испущенного источником и принятого наблюдателем (приёмником излучения). Два механизма приводят к появлению К. с.К. с., обусловленное эффектом Доплера, возникает в том случае, когда движение источника света относительно наблюдателя приводит к увеличению расстояния между ними (см. ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ). В релятив. случае, когда скорость движения источника v относительно приёмника сравнима со скоростью света (с), К. с. может возникнуть и в том случае, если расстояние между источником и приёмником не возрастает (т. н. поперечный эффект Доплера). К. с., возникающее при этом, можно интерпретировать как результат релятив. замедления времени на источнике по отношению к наблюдателю (см. ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ТЕОРИЯ). Космологич. К. с., наблюдаемое у далёких галактик и квазаров, интерпретируется на основе общей теории относительности (ОТО) как эффект расширения Метагалактики (взаимного удаления галактик друг от друга; (см. КОСМОЛОГИЯ)). Расширение Метагалактики приводит к увеличению длин волн реликтового излучения и снижению энергии его квантов (т. е. к охлаждению реликтового излучения).Гравитац. К. с. возникает, когда приёмник света находится в области с меньшим гравитац. потенциалом (fi2), чем источник (fi1). В этом случае К. с.— следствие замедления темпа времени вблизи гравитирующей массы и уменьшения частоты испускаемых квантов света (эффект ОТО): n=(1+(fi2-fi1)/c2) , Примером гравитац. К. с. может служить смещение линии в спектрах плотных звёзд — белых карликов. Используя Мёссбауэра, эффект, в 1959 удалось измерить К. с. в гравитац. поле Земли.
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.
- КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ
-
- увеличение длины волны монохроматич. компонента спектра источника излучения в системе отсчёта наблюдателя по сравнению с длиной волны этого компонента в собств. системе отсчёта . Термин "К. с." возник при изучении спектральных линий оптич. диапазона, смещённых в сторону длинноволнового (красного) конца спектра. Причиной К. с. может явиться движение источника относительно наблюдателя - Доплера эффект или (и) отличие напряжённости поля тяготения в точках испускания и регистрации излучения - гравитационное К. с. В обоих случаях параметр смещения не зависит от длины волны, так что наблюдаемая плотность распределения энергии излучения f0() связана с аналогичной плотностью в собств. системе отсчёта fe (). соотношением
Доплеровское смещение длины волны в спектре источника, движущегося с лучевой скоростьюи полной скоростью , равно
Для чисто радиального движения красному смещению (zD>>0) отвечает увеличение расстояния до источника (>0), однако при отличной от нуля тангенциальной составляющей скорости значения ZD>O могут наблюдаться и при <0.
Гравитац. К. с. было предсказано А. Эйнштейном (A. Einstein, 1911) при разработке общей теории относительности (ОТО). В линейном относительно ньютоновского потенциала приближении (см. Всемирного тяготения закон) , где соответственно значения гравитац. потенциала в точках испускания и регистрации излучения (zg>0 в том случае, когда в точке испускания потенциал по модулю больше). Для массивных компактных объектов с сильным полем тяготения (напр., нейтронных звёзд и чёрных дыр )следует пользоваться точными ф-лами. В частности, гравитац. К. с. в спектре сферич. тела массой М и радиусом (rg - гравитационный радиус, G - гравитационная постоянная )определяется выражением
Первоначально для эксперим. проверки эффекта Эйнштейна исследовались спектры Солнца и других астр. объектов. Для Солнца zg2*10-6, что слишком мало для надёжного измерения эффекта, однако в спектрах белых карликов (r103-104 км, rg1-3 км, zg10-4- 10-5) эффект был обнаружен. В 1960 Р. Паунд (R. Pound) и Г. Ребка (G. Rebka), используя Мёссбауэра эффект, измерили гравитац. К. с. при распространении гамма-излучения в земных условиях (zg10-15).
Представление о космологич. К. с. возникло в результате работ (1910-29) В. Слайфера (V. Slipher), К. Вирца (К. Wirtz), К. Лундмарка (К. Lundmark) и Э. Хаббла (Е. Hubble). Последний в 1929 установил т. н. Хаббла закон - приблизительно линейную зависимость z,. от расстояния D до далёких галактик и их скоплений: zc(H0/c)D, где H0 - т. н. параметр Хаббла [совр. оценка Н 075 км/(с*Мпк) с неопределённостью до множителя 1,5].
Космологич. К. с. связано с общим расширением Вселенной и обусловлено совместным действием эффектов Доплера и Эйнштейна (для относительно близких галактик, при D<103 Мпк, осп. роль играет эффект Доплера). В спектрах галактик зарегистрировано макс. значение zc3, в спектрах квазаров zc4,5(1988). В 1965 А. Пензиас (A. Penzias) и Р. Вильсон (R. Wilson) обнаружили микроволновое фоновое излучение с темп-рой 2,7 К, интерпретируемое как реликт ранней стадии расширения Вселенной. Для реликтового излучения zc1500.
Эффект К. с. в спектрах далёких галактик (эффект "разбегания" галактик) получил объяснение в рамках нестационарной космологической модели, основанной на ОТО (А. А. Фридман, 1922). Для нестационарной изотропной и однородной Вселенной (см. Космология )величина zc связана с масштабным фактором R (t )в моменты испускания te и регистрации t0 света соотношением
Расширению Вселенной отвечает здесь zc>0. Закон Хаббла рассматривается как линейное приближение к последнему соотношению с . Конкретный вид ф-ции R (t )определяется ур-ниями гравитац. Поля Ото. В. Ю. Теребиж.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.