Pitanja, odgovori i razgovori

Ispravna interpretacija galaktičkog crvenog pomaka?

Duje Bonacci primjećuje: Dva su doprinosa crvenom pomaku udaljenih svemirskih izvora, od kojih se onoga važnijeg često ispušta, što je učinjeno i na ovoj stranici [Fizike svemira].

Prvi, pravilno uočen i opisan dolazi od gibanja objekta u odnosu na lokalni kopomični sustav. Posljedica ovoga je da npr. u sustavu dvojnih zvijezda, čija je ravnina rotacije paralelna sa smjerom iz kojega ih promatramo, primjećujemo da je spektar one koja se u trenutku odašiljanja zračenja koje trenutno opažamo gibala prema nama pomaknut prema plavom, dok je spektar one koja se u istom trenutku gibala od nas pomaknut prema crvenom. Ovaj doprinos potpuno je analogan Dopplerovom ucinku kod zvučnih valova.

Drugi, sa kozmološkog stanovišta mnogo važniji doprinos, je onaj koji je posljedica širenja svemira. Za razliku od prethodno navedenog, koji je postignut trenutno, u času emitiranja zračenja, do ovog drugog doprinosa dolazi kontinuirano, tokom propagacije emitiranog zračenja kroz svemir koji se širi. Ono što se dešava je da se valna duljina zračenja, koje je na neki način pričvršćeno na pozadinu širećeg svemira, neprekidno rasteže skupa sa svemirom. Ovaj doprinos nema nikakve analogije sa zvučnim valovima!

KK:

Dakle, moje razumijevanje situacije je ovakvo: Širenje svemira možemo promatrati u "comoving" (kopomičnom, možda sugibajućem ili kogibajućem?) koordinatnom sustavu. Tada se galaksije ne gibaju (zanemarujući vlastito, "peculiar" gibanje), a crveni pomak je posljedica toga da su geodetske linije u takvom sustavu zakrivljene u prostor-vremenu što onda uzrokuje "razvlačenje" svjetlosnih valova, bas kako si i ti napisao.

S druge strane, možemo cijelu situaciju gledati i u drugom koordinatnom sustavu, u kojem koordinatna udaljenost među galaksijama odgovara "pravoj" udaljenosti D definiranoj npr. preko vremena potrebnog svjetlosti da prevali put od jedne do druge točke tog sustava. U tom sustavu galaksije se gibaju i crveni se pomak zaista može interpretirati kao posljedica Dopplerovog efekta i usporedba sa zvučnim Dopplerom se čini primjerena.

Egzaktno gledano, prvi (tvoj) pristup je ispravniji jer, za razliku od drugog, ispravno tretira i odstupanja od linearnog Hubbleovog zakona zbog promjene Hubbleove konstante tokom vremena, no mi smo se ipak odlučili za drugi jer je

a) konceptualno jednostavniji (objašnjavanje sugibajućeg sustava u kojem se usprkos širenju svemira udaljenosti ne mijenjaju bi po svoj prilici zbunilo dosta srednjoškolaca, i on na ovom nivou predstavlja jedan suvišan novi pojam)

b) ispravan za razumijevanje linearnog Hubbleovog zakona v=H*D tj. objašnjavanje mjerenja u uvjetima malog crvenog pomaka, tj. u uvjetima kad je H*D/c mnogo manje od 1 što je zadovoljeno u velikoj većini slučajeva. (Eksperimetnalno gledano, odstupanja od linearnog Hubbleovog zakona su prilična nepoznanica.)

S druge strane, cijela ova priča je zaista zanimljiva ilustracija slobode u izboru koordinatnih sustava i možda bi mogla naći mjesto na stranicama "Fizike svemira" ako se odlučimo na opsežnije pisanje o gravitaciji i općoj teoriji relativnosti.

Srodne teme:   —   Razno   —