Космос. От Солнца до границ неизвестного

Красное смещение, синее смещение

Эффект космологического красного смещения лежит в основе измерения расстояния до далеких объектов во Вселенной. Свет от удаленного объекта долгое время путешествовал через расширяющееся пространство, которое растягивало его до более длинных, более красных длин волн. Астрономы изучают свет от объекта с помощью спектрометра, чтобы выявить характерные для этого объекта спектральные линии. Чем дальше от нас объект, тем быстрее, как нам будет казаться, он удаляется, и тем большим будет смещение его линий.

В числовом отношении красное смещение – это разность длин волн, деленная на исходную длину волны. Таким образом, если красное смещение объекта равно 1, то видимая длина волны излучения этого объекта в два раза превышает первоначальную длину волны. А у очень далекого объекта с красным смещением, равным 9, длина волны увеличилась в 10 раз.

Красное смещение наблюдают либо в сильном гравитационном поле, либо при удалении объекта от нас. В последнем случае этот эффект называется доплеровским смещением. Этот эффект может проявляться и по-другому: объект, направляющийся в нашу сторону, – например, туманность Андромеды – может казаться более синим.

10 Вспышки и столкновения

Повсюду в космосе мы видим вспышки, которые сопровождают смерть гигантов и столкновения темных звезд. Эти вспышки освещают наиболее яркие, наиболее удаленные и наиболее интересные для нас события космической жизни.

Тьма поднимается

Какая-то таинственная сила раздвигает Вселенную. Что это за сила, мы не знаем. Она присутствует везде, но мы ее не видим. Она составляет более двух третей всей энергии во Вселенной, но мы понятия не имеем, откуда она берется и из чего состоит. По крайней мере, у нас есть эффектное название для этой субстанции – темная энергия.

Еще два десятилетия тому назад мы полагали, что расширение Вселенной замедляется. Но в 1998 году астрономы были крайне удивлены, проанализировав яркость далеких сверхновых типа Ia (см. главу 6). Поскольку светимость у всех сверхновых этого типа примерно одинакова, такие сверхновые могут использоваться в качестве «стандартных свечей»: чем слабее выглядит ее вспышка, тем дальше она находится. Из-за низкой светимости многих вспышек сверхновых считалось, что они находятся дальше, чем можно было предполагать. Такое впечатление, что в какой-то момент пространство начинает расширяться быстрее, как будто его расталкивает неведомая сила – сила, противодействующая притяжению материи (см. рис. 10.1).