Последовательное движение тел с ускорением и Космологическое красное смещение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Последовательное движение тел с ускорением и Космологическое красное смещение

И.В. Ефимов

Представлены формулы, по которым можно определять расстояние между объектами, движущимися друг за другом в процессе равноускоренного движения, что позволило обосновать принципиально новую гипотезу, объясняющую явление, именуемое «Космологическое красное смещение». В заключении высказано предположение об источниках фонового излучения, получившего название «Реликтовое»

Если два объекта движутся друг за другом по прямой с одинаковой скоростью, то расстояние между ними всегда остается величиной постоянной. Следует считать верным и обратное утверждение. Если два объекта движутся друг за другом по прямой и расстояние между ними остается постоянным, значит, они движутся с одинаковой скоростью.

Всё обстоит иначе, если объекты движутся друг за другом с ускорением. В этом случае расстояние между ними увеличивается по той причине, что скорость первого объекта выше, чем скорость второго. Если движение замедленное, то расстояние между объектами уменьшается. Из всего этого следует:

Если два объекта движутся последовательно в одном направлении по одной прямой и расстояние между ними равномерно изменяется, то это позволяет высказать предположение, что они движутся с ускорением.

На практике можно наблюдать, как струя воды, льющаяся из крана и представляющая из себя подобие волны, распадается на капли, и это именно по той причине, что имеет место ускоренное движение.

Подобное явление можно наблюдать и в явлениях Вселенского масштаба. Имеется в виду Космологическое красное смещение. Длины электромагнитных волн, испущенных источниками миллиарды лет назад, увеличиваются многократно, и это позволяет делать вывод о том, что имеет место движение волн с ускорением.

Для того, чтобы определить, как изменяется расстояние между объектами, рассмотрим равноускоренное движение без начальной скорости, когда первый объект начинает движение по прямой с ускорениема, и затем через промежуток времени (интервал) Т за ним начинает движение второй.

К началу движения второго объекта первый объект пройдет расстояние S1 = 0,5аТ^2 и приобретет скорость V1 = аТ. Таким образом по завершении первого интервала Т расстояние л1 между объектами составит ту же самую величину: л1 = 0,5аТ^2

При дальнейшем движении через n-ное количество интервалов:

- первый объект преодолеет расстояние Sn = 0,5а(nТ)^2

- второй объект - расстояние Sn-1 = 0,5а((n-1) Т)^2.

В этом случае расстояние лn между объектами с течением времени будет возрастать, и это расстояние можно будет рассчитать по формуле

равноускоренный космологический красный смещение

лn = Sn - Sn-1 = 0,5а (2n - 1) Т^2 (1)

При большом значении n формула (1) принимает вид:

лn = nаТ^2 (2)

Отметим, что формулы (1) и (2) применимы для равноускоренного движения без начальной скорости, и в этом случае абсолютное увеличение длины Длравно разностилn - л1

В случае равноускоренного движения с начальной скоростью, если в процессе движения имели место nинтервалов длительностью Т, то абсолютное увеличение длины волны следует определять по формуле:

Дл = лn - лi= аn Т^2 (3)

где лi - это первоначальное расстояние между объектами.

Определившись с формулами и положениями, рассмотрим подобный процесс на конкретном примере, применительно к явлению, называемому Космологическое красное смещение

Обращаемся к Википедии и смотрим по ссылке

https://ru.wikipedia.org/wiki/HD1

HD1 - галактика в созвездии Секстанта, которая является самой удалённой от Земли и наиболее ранней (с момента Большого взрыва) галактикой из известных науке по состоянию на 2023 год. Обнаружена астрономами Японии, Великобритании, Нидерландов и США при обработке наблюдений космического телескопа Спитцер и наземных телескопов Субару, VISTA^[en], UK Infrared Telescope^[en], продолжавшихся около 1200 часов. Сообщение об открытии опубликовано в архиве препринтов 16 декабря 2021 года^[5]. По данным спектроскопии её красное смещение (z) составляет 13,27, что соответствует сопутствующему расстоянию в 13,5 млрд световых лет^[

Имея в своём распоряжении эти исходные данные, мы сможем произвести некоторые расчеты и сделать соответствующие выводы.

Красное смещениеZ галактики HD1составляет 13,27, но поскольку эта величина не может быть непосредственно использована в наших расчетах, то для дальнейших расчетов принимаем относительное удлинение волны z = Z+ 1 = 14,27.

Исходя из того, что один астрономический год равен 3,1536х10^7c, то получаем, что расстояние в 13,5 млрд световых летволны света преодолели за времяt= 4,257х10^17 секунд.

Дальнейшие расчеты будем производить на примере фотона первой линии серии Лаймана в спектре атомов водорода.

Принято полагать, что во все времена длина лi изначально испущенной волны равна 1,21567х10^-7 м. За 13,5 миллиарда лет эта длина увеличилась в 14,27 раз и составила 17,348х10^-7 м. Обозначаем лn = 17,348х10^-7 м. Абсолютное значение увеличения длины волны определяем по формулеДл =лn - лi. В результате получаем: Дл =16,132х10^-7 м

Периодволны лn определяем по формуле T= лn: с. Витоге получаем значение T= 5,783х10^-15 с. В условиях рассматриваемой задачи эта величина является постоянной.

За 13,5 миллиардов лет, то есть за времяt= 4,257х10^17 с волна совершила определенное количество колебаний, что определяем по формулеn = t: Т.В результате получаем количество периодов n = 7,361х10^31

Является очевидным, что мы рассматриваем вариант равноускоренного движения с некой начальной скоростью сi, и на этом основании изформулы (3) следует формула для расчета ускорения:

а = Дл: (n Т^2) (4)

Нам известно абсолютное увеличение длины волны Дл= 16,132х10^-7 м, количество периодов n = 7,361х10^31 и значение периода T = 5,783х10^-15 c. Подставив эти данные в формулу (4), получаем: а = 6,552х10^-10 м/с^2

Определив значение ускоренияа, мы имеем возможность рассчитать значение скорости сi, с которой свет распространялся 13,5 миллиардов лет назад:

сi= с - аt (6)

и в итоге имеем: сi= 0,21х10^8 м/c

Расчеты показывают, что 13,5 миллиардов лет тому назад скорость света была в 14,27 раз меньше и равнялась 0,21х10^8 м/с.

Вышеприведенные расчёты производились с учетом следующих предположений:

- возраст галактики HD1составляет 13,5 миллиардов лет;

- длина волны лi изначально была равна 1,21567х10^-7 м;

- увеличение длин волн света является следствием их равноускоренного движения;

- все без исключения физические константы имели те же самые значения, что и в наши дни.

В том случае, если хотя бы одно или все эти предположения не соответствуют действительности, а именно:

- возраст галактикиHD1определён неправильно;

- длина волны лi изначально имела иное значение;

- перемещение волн света в пространстве происходило не

равноускоренно, а с переменным ускорением;

- физические константы, и в частности энергия ионизации атомов, имели иные значения, то эти расчеты окажутся ошибочными, и к сведению можно будет принять только предложенную методику.

В том случае, если версия о непостоянстве скорости света покажется недостаточно обоснованной, если продолжать настаивать на постоянстве, то можно высказать предположение, что 13,5 миллиардов лет тому назад энергия ионизации всех без исключения атомов была в 14,27 раз меньше, а с течением времени она возрастала. Если принять энергию ионизации атомов водорода Ei = 0,953 эв, то расчеты покажут, что длины волн в спектре были больше в 14,27 раз, что и наблюдается в реальности. Но такая версия представляется маловероятной.

Нами рассмотрена принципиально новая гипотеза, объясняющая природу Космологического красного смещения. В этом случае уместно упомянуть и о фоновом излучении, которое принято называть реликтовым.

В природе волновые процессы, независимо от их природы, происходят с потерей энергии. Исключение составляют процессы, на которые оказывается дополнительное энергетическое воздействие.

Фотоны, излученные атомами, в процессе движения дополнительного энергетического воздействия не получают, и вследствие этого должны терять свою энергию. Будет логичным полагать, что именно энергия, утраченная фотонами в процессе перемещения в пространстве, и является вышеупомянутым фоновым излучением.

Следует заметить, что потеря энергии фотонами составляет относительно небольшую величину, поэтому в вышеприведенных расчетах эти потери не учитывались.

Литература

1. Э. Шмутцер. Теория относительности. Современное представление. Издательство «Мир», М. 1981

2. Р. Спроул. Современная физика. М. Наука, 1974

3. И.В. Ефимов. Квантовый иллюзион Нильса Бора. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013 г. ISBN-13: 978-3-65936-500-3

Размещено на Allbest.ru