Красное смещение
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Как известно все космические объекты излучают в некотором диапазоне длин волн. В 1929 г. Эдвин Хаббл измерял спектральные свойства галактики Линза Гершеля и обнаружил, что все спектры наиболее ярких звезд в этой галактике отличаются от спектров звезд в Млечном Пути, они были сдвинуты в сторону увеличения длин волн (рисунок 10), такой сдвиг получил название красного смещения.
Красное смещение хорошо описывается в рамках общей теории относительности и связано с расширением вселенной, а, следовательно, с расширением пространства. Наглядно связь расширения вселенной и красного смещения можно представить следующим образом: пока излучение идет от далекого объекта до Земли, пространство расширяется, и волны излучения расширяются вмести с ним, что приводит к их удлинению.
Согласно общей теории относительности в сопутствующей системе координат интервал между двумя событиями равен:
ds2=c2dt2-a2tdx2+dy2+dz2
at-параметр отвечающий за расширение пространства.
at зависит от плотности вещества и энергии с помощью уравнений Эйнштейна.
При описании красного смещения удобно перейти к следующим координатам пространства-времени:
dη=dta(t), dχ=dx2+dy2+dz2.
Тогда,
ds2=a2tc2dη2-dс2.
При распространении света ds2=0, следовательно, dχ=±cdη, откуда следует, что в данных координатах траектория распространения света линейна. Если источник излучения, находящийся в некоторый момент времени t в точке пространства с координатой χ, испустил в прошлом два последовательных сигнала с интервалом ∆η, к наблюдателю, расположенному в начале координат (χ=0), эти сигналы приходят в момент времени t0 в настоящем
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. Ввиду линейности траектории излучение к наблюдателю приходят с тем же интервалом ∆η, с которым они испускались.
Тогда, при переходе к обычным (x, y, z, t) координатам, равенство этих интервалов запишется следующим образом:
∆t0a(t0)=∆ta(t)=a(t0)a(t)=∆t0∆t=νν0=λ0λ=1+Z
λ-испущенная длина волны, λ0-принятая длина волны,ν0-частота принятого излучения, ν-частота испущенного излучения,Z= λ0-λλ-параметр красного смещения.
Таким образом, наблюдение красного смещения для удаленных космических объектов также является экспериментальным подтверждением общей теории относительности.
2.4. Гравитационные волны
Гравитационные волны представляют собой колебания гравитационного поля, распространяющиеся в пространстве. Их существование следует из решения уравнений Эйнштейна. Эти решения являются возмущениями пространства-времени, движущимися со скоростью света. Такие возмущения должны наблюдаться в виде периодического изменения расстояний между двумя свободно падающими пробными массами [8].
Любая материя, которая движется с антисимметричным ускорением, является источником гравитационных волн. Однако для того чтобы амплитуда этих волн была существенна, необходимо, чтобы излучающее их тело обладало очень большой массой, это является одной из причин сложности их наблюдения.
Долгое время не существовала установок, позволяющих обнаружить столь малое возмущение, как гравитационные волны
50% курсовой работы недоступно для прочтения
Закажи написание курсовой работы по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее время!
