Квантованное красное смещение и вызовы гипотезе Большого взрыва

Автор: Wikipedia/public domain

Доплеровский сдвиг определяется как изменение частоты света или звука, когда объект движется к наблюдателю или от него. Эдвин Хаббл заметил в 1929 году, что галактики в среднем кажутся удаляющимися от нас (см. рисунок выше), что может указывать на расширение Вселенной, эффект, который стал известен как закон Хаббла.

Увеличение длины волны света из-за удаления объекта проявляется как смещение в сторону красного конца оптического спектра и поэтому астрономы называют это «красным смещением».

В стандартной космологии, в силу закона Хаббла, красное смещение также считается индикатором расстояния.

Недавние точные измерения реликтового излучения объясняются Стандартной моделью как старейший источник света во Вселенной, а другой метод (самая яркая звезда) стандартной свечи подтверждает идею о том, что расширение Вселенной происходит быстрее, чем первоначально ожидали астрономы, основываясь на понимании Стандартной моделью начальных условий и последующей эволюции Вселенной.

Многие аспекты этой эволюции не до конца поняты. Это включает в себя фактическое значение параметра Хаббла, и поскольку эта предполагаемая константа является фундаментальной для стандартной космологии, плодовитый и продолжающийся спор о ее значении эвфемистически именуется ее сторонниками как напряжение Хаббла. С другой стороны, альтернативные космологи свободны от этой ненужной и самонавязанной головоломки.

Квантованное красное смещение

Альтернативные ученые не согласны с концепцией расширения Вселенной, отчасти из-за многочисленных открытий, что внегалактические объекты демонстрируют периодичность красного смещения, также известную как квантование красного смещения, которая характеризуется тенденцией далеких объектов, в частности галактик и квазаров, группироваться вокруг линейных или логарифмических кратных некоторого конкретного значения красного смещения.

В стандартных инфляционных космологических моделях красное смещение космологических тел приписывается расширению Вселенной, причем большее красное смещение указывает на большее космическое расстояние от Земли (закон Хаббла) и называется «космологическим» красным смещением.

Квантованное красное смещение космологических объектов либо указывает на то, что они физически организованы в квантованном шаблоне, либо на то, что существует неизвестный механизм красного смещения, который не связан с космическим расширением и вместо этого называется «внутренним» или «некосмологическим».

Уильям Г. Тиффт наблюдал периодичность в красных смещениях галактик, а по мнению Хэлтона Арпа и Джеффри Бербиджа, различия в красных смещениях квазаров обусловлены внутренним компонентом, присущим эволюционному процессу.

Наблюдение и аномальное красное смещение

С 1966 года некоторые ученые утверждали, что красное смещение обусловлено не только доплеровским смещением. Хойл и Нарликар (1966) наблюдали очевидную физическую связь квазаров и галактик, но с разными красными смещениями, примером чего является квазар с z = 2,114, расположенный очень близко к ядру галактики NGC 7319 с z = 0,022.

Как отмечено в нашей статье, опубликованной в журнале Research in Astronomy and Astrophysics, Хэлтон Арп наблюдал множество таких парных случаев, и есть примечательный случай, непосредственно наблюдавшийся Лопесом-Корредойрой и Гутьерресом (2004) с двумя квазарами, покоящимися на нити, соединяющей две галактики — все четыре объекта имеют разное красное смещение друг от друга.

С другой стороны, стандартная космология использует гравитационное линзирование для объяснения кажущейся физической связи пар квазар-галактика — явления, при котором свет от фонового объекта искривляется из-за гравитации находящегося на переднем плане объекта с очень большой массой.

Недавно обнаруженная GNz7q представляет собой пылевую галактику со вспышкой звездообразования, из которой, по-видимому, появляется светящийся квазар, что не согласуется с наличием еще молодой центральной черной дыры в менее массивной фазе при высоком красном смещении.

Возраст GN-z11 оценивается всего в 70 миллионов лет, но, по-видимому, это умеренно массивная, не содержащая металлов галактика второго поколения. JWST наблюдал сверхмассивную черную дыру через 200 миллионов лет после Большого взрыва, что поднимает вопрос о том, как эта сверхмассивная черная дыра образовалась так быстро сразу после рождения Вселенной. Многие другие наблюдения поднимают фундаментальные вопросы о формировании и эволюции как галактик, так и квазаров.

Недавние наблюдения JWST и других телескопов нарушают стандартный фундаментальный принцип космологии, согласно которому Вселенная в среднем однородна и изотропна. Также нарушаются предсказания стандартной модели о высоком красном смещении, высокой светимости, металличности и эволюции углерода в ранней Вселенной, включая наличие крупных нитевидных объектов, галактик, таких как Млечный Путь, и неожиданную морфологию объектов как при высоком, так и при низком красном смещении.

Физика квантованного красного смещения

Гипотеза Хойла-Нарликара о переменной массе дает основу, в которой квазары выбрасываются из ядер галактик, начиная с малой массы и большого красного смещения, извлекая энергию из окружающей системы и со временем увеличивая массу и уменьшая красное смещение, причем красное смещение связано с массой, а не с расстоянием.

Динамическое многократное рассеяние — еще одна теория, которая может объяснить красные смещения, зависящие от характеристик окружающей среды. В лабораторных условиях красное смещение наблюдалось между двумя неподвижными объектами, где не ожидалось доплеровского смещения из-за характеристик среды, в которой проводились эксперименты.

Заключение

В этой статье мы использовали метод разложения по сингулярным значениям для анализа данных. В нашей предыдущей статье мы описали, что SVD является надежным по сравнению со стандартным методом использования периодограммы для выполнения оценки периодичности в зашумленных или квазипериодических наборах данных.

Мы проанализировали несколько различных типов наборов данных красного смещения и с квазарами отдельно, галактиками отдельно или парами квазар-галактика со всеми данными, изначально полученными из Sloan Digital Sky Survey или Two-degree Field (2dF). Наши анализы показывают, что красное смещение в некоторых случаях включает в себя высокий внутренний компонент, который определенно не имеет космологического происхождения, в полном противоречии с общепринятыми интерпретациями светимости квазаров и металличности галактик, размера, структуры и морфологии.

Что касается недавних наблюдений за внегалактическими красными смещениями, альтернативная космология подтверждает свои предсказания в случаях, которые в противном случае приводят к расхождениям при применении предписаний стандартной космологии.

Для проверки любой модели необходимо иметь наблюдательные данные. Поэтому наблюдательные данные, такие как периодичность красного смещения пары галактика-квазар, порождают новый вызов в наблюдательной астрономии для внегалактических объектов и гипотезы Большого взрыва.

Эта история является частью Science X Dialog, где исследователи могут сообщать о результатах своих опубликованных исследовательских статей. Посетите эту страницу для получения информации о Science X Dialog и о том, как принять участие.

Больше информации: Arindam Mal et al, Quantized Redshift and its Significance for Recent Observation, Research in Astronomy and Astrophysics (2024). DOI: 10.1088/1674-4527/ad6db5

Сисир Рой — профессор и старший научный сотрудник Homi Bhabha в Национальном институте перспективных исследований в Бангалоре, Индия. Его интересы — космология, квантовая физика, сознание и нейронаука.