4.5. Эффект «красного смещения»

К.Э. Циолковский в своей работе «Очерки о Вселенной», говоря о «красном смещении», писал: «Их перемещение (звезд — Н.М.) указывает на увеличение длины световых волн, идущих от далеких, почти невидимых солнц.

противление распространению световых волн со стороны эфира, как особого вида материальной среды; 2) увеличение плотности эфира; 3) уменьшение упругости эфира. Последние две причины Циолковский считал маловероятными.

Эфирная среда оказывает некоторое противодействие распространению световых волн, т.е. световые колебания в эфире представляют собой затухающие колебания. Быстроту затухания колебаний во времени определяет коэффициент затухания п. Так как циклическая частота световых колебаний «у велика, а величина п мала, то. текущий период колебаний монохроматической световой волны T можйо определить по следующей приближенной формуле [56]:

Найдем величину возрастания периода T за одно колебание: где: к = п2/8я2,

со = 2я/Т — круговая (циклическая) частота гармонических колебаний.

Увеличение периода световой волны за время t будет равно:

(4.5.1)

где]

Учитывая, что величина ST1 изменяется незначительно, то для приближенных расчетов примем, что ST1 = const Тогда период световой волны на время t можно определить по следующей формуле:

(4.5.2)

Период световой волны за время t возрастет на величину порядка AT = t кТ03, а ее циклическая частота I уменьшится на величину Даgt; = = 2л/ДТ.

Отсюда следует, что наблюдаемый эффект «красного смещения» в основном объясняется затуханием колебаний световой волны (увели-

чением длины волны), а величина параметра Z определяет расстояние от источника света до наблюдателя, т.е. по величине «красного смещения» возможно достаточно точное определение расстояния до наблюдаемых источников света. Кроме того, незначительное влияние (менее одного процента) на величину параметра Z для вращающейся Вселенной может оказывать и поперечный эффект Доплера.

Таким образом, по величине параметра Z возможно определение расстояния до наблюдаемых галактик, находящихся на больших расстояниях. В этом случае формула для определения расстояния до наблюдаемой галактики может иметь следующий вид:

(4.5.3)

где: R — расстояние до наблюдаемой галактики (Мпк);

H — постоянная, характеризующая возрастание параметра Z на каждый миллион парсеков;

Z— параметр, равный относительной величине возрастания длины световой волны при прохождении ее расстояния от источника света до наблюдателя.

Постоянную H можно определить на основе обработки результатов измерения величины “красного смещения” (параметра Z) по тем источникам света (звездам), расстояние до которых известно достаточно точно. При этом в методику определения расстояния до звезд по силе их светимости должны быть внесены соответствующие поправки, учитывающие уменьшение амплитуды световой волны в процессе прохождения ее расстояния от источника до наблюдателя, ибо сила света определяется величиной амплитуды световых колебаний.

Амплитуда А Затухающих колебаний во времени уменьшается по экспоненциальному закону:

(4.5.4)

где п — коэффициент затухания.