Гравитация и космология. Принципы и приложения общей теории относительности - Вейнберг С.
Скачать (прямая ссылка):
Г. Поглощение. Известно, что наша Галактика поглощает определенную часть света, приходящего к нам от внегалактических объектов. Если рассматривать нашу Галактику как бесконечную плоскую пластину, расстояние, пройденное в пределах Галактики лучом света на его пути к нам, будет пропорционально cosec Ь, где Ъ — угол между лучом зрения и плоскостью Галактики. Следовательно, свет будет ослабляться в exp (—X cosec Ъ) раз, где X — некоторая постоянная. Подбирая X из исследований ближайших внегалактических объектов, получим, что левая часть равенства (14.6.10) должна быть заменена на скорректированный модуль расстояния:
{т — М)К0рр = тв — Mb — кв (z) — Ab (Ь),
где в грубом приближении Ab (b) a; 0,25 cosec Ь. Здесь мы несколько упрощаем процедуру. На самом деле Сэндейдж [54] •474
Гл. 14. Космография
сначала вводит поправку на поглощение Av (b) = 0,18 (cosec Ъ—1) в визуальные величины, потом переводит их в голубые величины и затем вводит дополнительную поправку Ab= 0,25. Какие-либо поправки в связи с внегалактическим поглощением обычно не вводятся [55] (§ 4 гл. 15).
В дополнение к этим осложнениям, характер которых довольно точно установлен, имеется некоторое число других возможных источников ошибок, относительно которых значительно больше сомнений.
Д. Неопределенность в L. Как было подчеркнуто в § 5 этой главы, новые исправления на любой ступени лестницы космических расстояний, например изменение расстояния до Гиад или до скопления Девы, потребовали бы соответствующих поправок в оценках абсолютных светимостей наиболее ярких ZJ-галактик. Из (14.6.9) или (14.6.10) видно, что это повлияло бы на численное значение постоянной Хаббла, но не привело бы к изменениям в параметре замедления q0.
Е. Эффект Скотт. В предыдущем параграфе было также подчеркнуто, что в случае отсутствия резкой верхней границы для абсолютных светимостей галактик в скоплениях тенденция к выбору все более богатых скоплений при увеличении расстояния означала бы, что абсолютные светимости их наиболее ярких галактик растут с ростом z. Согласно (14.6.9), этот эффект селекции привел бы к завышению параметра замедления q0. Однако этот эффект Скотт, если он на самом деле существует, дает вклад лишь при очень больших расстояниях и потому очень мало влияет на значение H0.
Ж- Анизотропия скоростей. По предположению Вокулера [56, 57], поле скоростей галактик анизотропно в области, включающей Местную Группу и скопление Девы. Если такая анизотропия действительно существует, это может означать, что красные смещения с cz, меньше чем 4000 км/с, нельзя приписать полностью общему расширению Вселенной.
3. Эволюция галактик. По мере перехода ко все более далеким областям космоса мы наблюдаем, по-видимому, все более и более молодые галактики. Поэтому возможно, что светимость наиболее ярких ії-галактик является функцией момента времени, в который происходит излучение: L = L (Z1). Из (14.6.5) вытекает, что в этом случае следовало бы L в (14.6.9) заменить на
L (Z1) =L (Z0) \І-Е0 (*„-*,)+...] =L(Z0) [l—§?+ .. J,
где
(14.6.11)
. _ Ht0) 0 L (to) ' § 6. Зависимость красного смещения от расстояния
475
Результатом этого была бы замена д0 в (14.6.9) на эффективный параметр замедления
?0** = ?--?-; (14.6.12)
это означало бы, что при астрономических наблюдениях измеряется на самом деле а не q0. Недавно Сэндейдж дал две различные оценки для скорости относительного изменения L наиболее ярких L-галактик; в наших обозначениях они равны [58]
E0 = (0,04 ± 0,02) -IO"9 (лет)"1 (14.6.13)
и [59]
E0 = (0,00 + 0,05)-10-9 (лет)-1. (14.6.14)
Из дальнейшего будет видно, что скорость E0 порядка 0,04 X X IO"9 (лет) ^1 может сильно повлиять на численное значение $]ФФ.
Обращаясь вновь к измерениям красных смещений и фотометрических расстояний, следует вернуться к тому пункту нашего изложения, на котором мы остановились в § 3 этой главы, а именно к открытию Хабблом [16] в 1929 г. линейной связи между гіф и z. Хаббл получил оценки для расстояний до восемнадцати соседних галактик по видимым величинам их наиболее ярких звезд и представил свои результаты в виде диаграммы «расстояние — красное смещение»; красное смещение этих объектов было уже измерено Слайфером. [Абсолютные величины наиболее ярких звезд были известны из исследований галактик Местной Группы; расстояния до этих галактик были найдены по наблюдениям IIX цефеид, P — L-соотношения для которых в свою очередь были калиброваны Шепли из статистического анализа собственных движений и радиальных скоростей (об этом подробно говорилось в предыдущем параграфе).] Наиболее удаленные галактики из использованных Хабблом входили в скопление Девы и имели радиальную скорость 1000 км/с. Это ненамного больше, чем среднеквадратичная случайная скорость галактик, так что, точки Хаббла на диаграмме «гіф — z» были сильно разбросаны. Тем не менее он каким-то образом смог вывести «грубое линейное» соотношение между cz и гіф с параметром наклона
H0 да 500 км/(с -Мис) да (2-IO9 лет)-1.
В то же самое время Хыомасон приступил к своей программе измерений красного смещения на значительно больших расстояниях; для изучения ярчайших галактик в скоплениях он использовал 100-дюймовый рефлектор обсерватории Маунт-Виль-сон. Его первый результат — радиальная скорость галактики NGC7619 CZ = 37 779 км/с — был использован Хабблом в его •476
