т.3 No 1

33

О природе метагалактического красного смещения

"В некоторых случаях скорость удаления галактик, определенная из допплеровского смещения, была очень велика и достигала 0,3- 0,4 скорости света в вакууме (сине-зеленые линии попадали в красную область спектра). Такие измерения иллюстрируются рис. 1.

Рис. 1. Красное смещение в спектрах галактик возрастает с расстоянием до них (на фотографии спектра видны главные линии ионизованного кальция) [9, с. 360].

Эти наблюдения качественно подтверждали высказанную советским ученым Фридманом (1923 г.) гипотезу о расширяющейся вселенной, которая может рассматриваться как следствие общей теории относительности, но грандиозные масштабы явления требовали его детального осмысливания и обсуждения как в физическом, так и в философском плане. В ходе дискуссии были уточнены некоторые астрофизические аспекты проблемы и высказаны предположения о возможных дополнительных причинах наблюдаемого эффекта. Некоторые из таких предположений должны быть отвергнуты как противоречащие всей сумме экспериментальных фактов (например, популярная в свое время гипотеза "старения квантов" - изменения частоты света, доходящего от далеких галактик, в результате потерь энергии, увеличивающихся с ростом пути, пройденного светом)" [9, с. 360- 361].

"Обсуждение вопроса о возможности иного объяснения метагалактического красного смещения показало, что все другие физические процессы, привлекавшиеся для такого объяснения, как гипотетические, так и действительно существующие, недостаточны. Они либо вообще не могут привести к красному смещению (таково, например, рассеяние фотонов на дираковском фоне электронов или спонтанное расщепление фотонов), либо приводят к слишком слабому красному смещению (таково, например, излучение гравитационных волн электромагнитными волнами), либо, наконец, должны вызывать, кроме красного смещения, такие побочные явления, которые в действительности отсутствуют (таково, например, рассеяние фотонов на каких-либо частицах). Таким образом, продольный эффект Допплера (по отношению к сопутствующей системе отсчета) остается единственным физическим явлением, которым можно объяснить свойства метагалактического красного смещения" [8, с. 511- 512].

Однако сам факт обилия дискуссий свидетельствует о том, что в трактовке метагалактического красного смещения на основе продольного эффекта Допплера не всё столь однозначно. В частности, из (1) видно, что зависимость Хаббла сама по себе не описывает какой-либо конкретный физический процесс, будь то эффект Допплера, эффект старения фотонов, эффект множественного рассеяния или что-либо иное. Закон Хаббла только констатирует факт сдвига частот в зависимости от положения источника и наблюдателя в пространстве. Скорости источника и наблюдателя непосредственно в законе не фигурируют. Предполагая связь между законом Хаббла и эффектом Допплера, их вводят, дополнив сам закон уточняющими предпосылками, которые впрямую из него не следуют. Но при этом было бы логичным потребовать, чтобы следствия, вытекающие из введенных дополнительных предпосылок, не входили в противоречие с установленными на сегодня представлениями о физических процессах, и в частности закономерностями поведения гравитирующих тел.

Как будет показано в нашей работе, гипотеза разбегания галактик от области большого взрыва не удовлетворяют указанному требованию непротиворечивости, что не позволяет снять с повестки дня вопрос о создании внутренне согласованной трактовки метагалактического красного смещения.