Применение специальной теории для подсчёта галактик

Применение специальной теории для подсчёта галактик

Примерно 35 лет назад исследователи обнаружили космический микроволновый фон, который представляет собой электромагнитное излучение, оставшееся после формирования Вселенной во время Большого взрыва. Космический микроволновый фон кажется более теплым в направлении нашего движения и более холодным в обратном.

Из этого свечения ранней Вселенной ученые могут сделать вывод, что Солнце и Земля, вращающаяся вокруг него, движутся в определенном направлении с определенной скоростью. Исследователи обнаружили, что наша предполагаемая скорость составляет долю процента от скорости света — небольшую, но не нулевую.

Ученые могут самостоятельно проверить этот вывод, подсчитав видимые с Земли галактики или сложив их яркость. Они могут сделать это во многом благодаря теории специальной относительности Альберта Эйнштейна 1905 года, которая объясняет, как скорость влияет на время и пространство. В этом случае человек на Земле, смотрящий на Вселенную в одном направлении — в том же направлении, в котором движутся Солнце и Земля, — должен увидеть галактики, которые ярче, голубее и более сконцентрированы. Аналогично, глядя в другую сторону, человек должен увидеть галактики, которые темнее, краснее и расположены дальше друг от друга.

Но когда в последние годы исследователи пытались сосчитать галактики — а это трудно сделать точно — они получали цифры, которые говорили о том, что Солнце движется гораздо быстрее, чем считалось ранее, что противоречит стандартной космологии.

«Трудно подсчитать галактики на всем небе — обычно приходится ограничиваться полушарием или меньше», — говорит Джереми Дарлинг, профессор астрофизики из CU Boulder. «И, кроме того, наша собственная галактика мешает. В ней есть пыль, из-за которой вы найдете меньше галактик, и они будут выглядеть тусклее по мере приближения».

Дарлинг был заинтригован и озадачен этой космологической загадкой, поэтому он решил провести собственное расследование. Он также знал, что недавно были проведены два исследования, которые могли бы помочь повысить точность подсчета галактик и пролить свет на загадку скорости: одно из них называется Very Large Array Sky Survey (VLASS) в Нью-Мексико, а другое — Rapid Australian Square Kilometer Array Pathfinder Continuum Survey (RACS) в Австралии.

Вместе эти исследования позволили Дарлингу изучить все небо, объединив виды северного и южного полушарий. Важно, что в новых исследованиях также использовались радиоволны, что позволило легче «видеть» сквозь пыль Млечного Пути, тем самым улучшая представление о Вселенной.

Когда Дарлинг проанализировал результаты исследований, он обнаружил, что количество галактик и их яркость полностью совпадают со скоростью, которую исследователи ранее определили по космическому микроволновому фону.

«Мы находим яркое направление и тусклое направление — мы находим направление, где больше галактик, и направление, где галактик меньше», — сказал он. «Большая разница в том, что оно совпадает с ранней Вселенной из космического микроволнового фона и имеет правильную скорость. Наша космология в полном порядке».

Но помимо того, что эти результаты продвигают вперед область космологии, они являются хорошим реальным примером специальной теории относительности Эйнштейна и демонстрируют, как исследователи все еще применяют теорию на практике, более чем через 100 лет после того, как знаменитый физик впервые предложил ее.

«Мне нравится идея, что этот основной принцип, о котором Эйнштейн рассказал нам давным-давно, можно увидеть сейчас», — говорит Дарлинг.

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.