Аннотации

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

Космический розыгрыш?

Глава 1. Природа красного смещения галактик и квазаров и её следствия

1.1. Об аккреции газа на ядро галактики и излучении галактики

В работе дан краткий обзор публикаций, в которых аккреции газа на ядро галактики придается важное энергетическое значение, а также публикаций, в которых некоторые наблюдаемые явления интерпретируются, как свидетельства существования аккреции.

В работе показано, что из-за наличия фона ночного неба радиус R видимой части галактики убывает с ростом расстояния r до галактики R~ . Вследствие этого излучение звезд видимой части галактики убывает по закону I_зв ~ .

Показано, что излучение аккрецирующего газа из видимой части галактики убывает по закону I_аккр ~, q<2. То есть с ростом r I_зв убывает быстрее, чем I_аккр. Вследствие этого для каждой галактики существует некоторое критическое расстояние r_кр, такое, что при r>r_кр наблюдатель фиксирует преимущественно излучение аккрецирующего газа в линиях. При r<r_кр в излучении галактики преобладает непрерывное излучение звезд.

1.2. Идея некосмологической природы красного смещения галактик и квазаров.

В работе высказана идея некосмологической природы красных смещений, основанная на результате, полученном в § 1.1 и заключающемся в том, что при достаточно большой массе галактик М мощность излучения газа, аккрецирующего на галактику, превзойдет мощность излучения звезд галактики. Суть идеи о некосмологическом красном смещении состоит в следующем. Газ, аккрецирующий на ядро галактики и расположенный к наблюдателю ближе ядра, удаляется от наблюдателя со скоростью V, зависящей от массы галактики и расстояния R до её центра V=V(M,R). Фотон, излученный удаляющейся частицей, имеет красное допплеровское смещение z_D=z_D(V,R). Двигаясь к наблюдателю, этот фотон преодолевает тяготение галактики и приобретает дополнительное красное смещение гравитационной природы z_G= z_G(M,R). Суммарное красное смещение фотона окажется равным z= z_D+ z_G +z_D· z_G.

Полученные в работе результаты могут быть использованы для объяснения красных смещений галактик и квазаров без привлечения гипотезы о расширении Вселенной.

1.3. Аккреционно-гравитационный механизм происхождения красного смещения галактик и квазаров

В спектрах массивных или далеких галактик доминирует излучение аккрецирующего на ядро галактики межгалактического газа, несущего информацию о скорости падения в направлении ядра в момент излучения в виде доплеровского смещения z_D. Достигая наблюдателя, излучение преодолевает гравитацию галактики и приобретает второй компонент z_G – гравитационное смещение.

1) Результирующее смещение равно

z =z_D+ z_G + z_G· z_D (1)

Блеск единицы площади диска галактики выражается соотношением

, где R – расстояние от наблюдаемой области до центра диска, r – расстояние от наблюдателя до галактики, ,H,D – константы. Современная техника способна зафиксировать излучение в спектре, если оно превышает уровень свечения ночного неба I_Ф на величину SּI_Ф.

Исходя из этого, известных формул для смещений z_D и z_G и формулы (1), получена зависимость, позволяющая оценить красное смещение z галактики в зависимости от её массы М и расстояния до неё r, z=z(M,r).

1.4. Возникновение эмиссионной или абсорбционной линии в FG–механизме происхождения красного смещения галактик и квазаров

Получена оценочная плотность аккрецирующего газа на расстоянии R от центра галактики n~M^γ/R^γ, М – масса галактики, 1<γ<2. Интенсивность излучения на волне λ₀ идущего из сферического слоя радиуса R и толщин ΔR, фиксируемая наблюдателем, равна ΔI=, r - расстояние до галактики, β - постоянный множитель. Вследствие красного смещения излучение на волне λ₀ воспринимается наблюдателем на волне λ₁ (λ₁ >λ₀). Толщине ΔR сферического слоя соответствует красное смещение от значений z до z+Δz. Получена оценка величины Δz. Плотность излучения на волне λ₁ равна I₁= ΔI/Δz. Вследствие наличия фона ночного неба наблюдению современными средствами доступна часть излучения на волне λ₁, равная I = I₁ – SR²I_Ф,λ1, I_Ф,λ1 – интенсивность фона ночного неба на волне λ₁ в области диска галактики, 0<S<1. Если в красном смещении можно пренебречь гравитационной составляющей, то величина I имеет максимум при значении

R =, В – постоянный множитель. Это значение R названо эмиссионным радиусом галактики R_em. Основной вклад в спектр галактики на волне λ₁ вносит излучение из сферического слоя с радиусом R_em. При R<R_em велико гравитационное красное смещение, что приводит к сильному увеличению ширины спектральных линий и, следовательно, к снижению их интенсивности. При R>R_em вклад в спектр излучения мал из-за малости величины I.

1.5. Закон Хаббла в теории красного смещения галактик и квазаров

Показано, что красное смещение, возникающее по причине аккреционно-гравитационного механизма, выражается формулой

, где В – постоянная, r – расстояние от наблюдателя, М – масса галактики. Полученная зависимость аналогична закону Хаббла: , где Н_х – постоянная Хаббла, c – скорость света. Оба соотношения дают линейную зависимость красного смещения z от расстояния r. Однако, из первой зависимости вытекает дополнительная информация:

1) Закон Хаббла верен только статистически для совокупности галактик разных масс;

2) Для отдельно взятой галактики закон Хаббла в виде z = при фиксированном Н_х вообще говоря не верен;

3) поскольку красное смещение галактик пропорционально М^-1/2, то в группе равноудаленных галактик ( r = const) галактики малых масс имеют большее красное смещение, чем массивные галактики;

4) при использовании закона Хаббла для определения расстояния до галактик r=сz/ Н_х, завышается расстояние до галактик малых масс, чем преувеличивается их энергетическая мощность и амплитуда переменности.

Высказано предположение, что красные смещения галактик и квазаров не следует однозначно истолковывать как результат расширения Вселенной.

1.6. Эмиссионный радиус гравитационной компоненты красного смещения излучения галактик и квазаров

Исходя из предположения об аккреционно-гравитационной природе красного смещения галактик и квазаров получены оценочные формулы для эмиссионного радиуса R_emG и гравитационной компоненты z_G красного смещения: R_emG = ВМ³r^{-4 см,} z_G=(1-Dr⁴M^-2)^-1/2 – 1, где В, D – константы, M – масса галактики, r – расстояние до галактик. Из последней формулы следует, что если гравитационное красное смещение играет в красном смещении излучения галактики значительную роль, то

1) для двух галактик одинаковой массы красное смещение больше у более удаленной галактики;

2) для двух равноудаленных галактик красное смещение больше у той, масса которой меньше.

1.7. О влиянии «размазанности» массы по объему галактики на результаты решения задачи об эмиссионном радиусе галактики

Проверяется справедливость формул для доплеровского эмиссионного радиуса R_еmD = В₁ М_г² r ^–2 , гравитационного эмиссионного радиуса R_еmG = В ₂ М_г³ r ^-4 и плотности n аккрецирующего газа n = n_o (R_A/R)^γ , γ = 1,5 (В_1, В ₂ – котстанты, М_г – масса галактики, r – расстояние до галактики, R_A -- аккреционный радиус галактики, R -- расстояния от излучающего сферического слоя до центра галактики) для галактики с «размазанной массой». Для выполнения указанной проверки была выбрана следующая модель галактики: сфероидальная галактика с массой М_г = 10⁴⁵ г, радиусом R_г = 8∙10²¹ см. В центральной части галактики с радиусом R = 10^-6 R_г масса вещества изменяется по закону М (R) ~ exp(R^1/4) , а в периферийных областях - по закону близкому к экспоненциальному М (R) ~ ехр (С₁ – С₂ R) , где С₁ и С₂ –константы. Проверка показала, что при 10¹⁶ < R < 2∙10²¹ можно принять γ=1,5. При расстоянии от наблюдателя r =3ּ10²⁷cм интенсивность спектра имеет два экстремума, т.е. у галактики две эмиссионных сферы с радиусами R_em1=1,2 ּ1016cм и R_em2=2,8 ּ10¹⁶см. Интенсивности спектра излучения, идущего от этих сфер, близки: I₁ = 1,25ּ10²⁰; I₂ = 1,58ּ10²⁰. Красные смещения равны z₁ = 2,50 и z₂ = 2,09. Следует отметить, что два отчетливо выраженных экстремума интенсивности спектра излучения с близкими I₁ и I₂ получаются только для довольно узких пределов изменения параметров М_Г, R_Г, r . При расстоянии r = 2ּ10²⁷cм., расчеты также показывают наличие двух экстремумов, но в этом случае либо эмиссионные сферы очень близки, либо в случае далеко отстоящих эмиссионных сфер интенсивности спектра излучения этих сфер отличаются более, чем на полпорядка. При r < 2ּ10²⁷ отчетливо прослеживается только один экстремум, тем ярче выраженный, чем выше компактность галактики. При r>4ּ10²⁷cм. ярко выраженного экстремума нет. Поиск экстремума интенсивности спектра излучения I производился только в области R>10^-6R_Г Обнаруженные в этой области эмиссионные являются доплеровскими, т.к. для линий спектра излучения, идущего с этих сфер z_D>>z_G. Возможно, что поиск экстремума для более глубоких областей (R < 10^-6 R_Г ) позволит обнаружить еще один экстремум – гравитационный. Полученные результаты свидетельствуют, что для галактик с «размазанной» массой, выводы §1.4 и §1.6, полученные для галактик с точечной массой, по крайней мере качественно, остаются в силе.

1.8. Соотношение «угловой диаметр – красное смещение» в оптическом диапазоне

Считалось, что полученная Баумом нелинейная зависимость

lgθ − lgz ( θ – угловой диаметр скопления, z – красное смещение скопления) отвергает статическую модель Вселенной, в которой должно выполняться соотношение θ ~ 1/ z. В данной работе показано, что в теории аккреционно-гравитационного механизма красного смещения нелинейная зависимость lgθ − lgz объясняется в рамках стационарной модели Вселенной. Приведены результаты расчетов, иллюстрирующие зависимость красного смещения галактики, входящей в скопление, от массы галактики М_г, радиуса галактики R_г и расстояния до галактики r. Для расчетов выбрана сфероидальная модель галактики, в центральной части которой масса распределена по закону, близкому к степенному, а на периферии – по закону, близкому к экспоненциальному. Показано, что различие в красных смещениях галактик, входящих в скопление (приписываемое обычно пекулярным скоростям галактик), есть следствие нелинейной зависимости красного смещения z от массы и компактности галактики z = z(М_г, R_г). С уменьшением массы М_г или радиуса R_г красное смещение галактики z быстро возрастает. Вследствие этого z ~ r^α, α>1, в отличие от закона Хаббла, где z ~ r.

1.9. К загадке о «скрытых массах» в группах и скоплениях галактик

Показывается, что существование фона ночного неба приводит к занижению светимости галактики пропорционально расстоянию до галактики.

Следствием этого эффекта является завышение вириальной массы галактики.

Второй причиной, приводящей к завышению вириальных масс групп и скоплений галактик, является зависимость величины красного смещения галактик от их массы, что следует из АG – механизма происхождения красных смещений. По этой причине завышение массы может достигать трех порядков.

Таким образом, существующие эффекты, вытекающие из АG – механизма и приводящие к завышению вириальных масс групп и скоплений галактик, позволяют объяснить феномен «скрытых масс» в полном объеме.

1.10. Некоторые свойства излучения галактик и квазаров

Получена формула интенсивности излучения в линиях спектра

, (1)

где I_1, s, I_{ф _}- _{_} постоянные, Е_ν – объемная плотность излучения, r – расстояние до галактики, z_DA- доплеровский компонент красного смещения в ближайшей к наблюдателю точке излучающей поверхность, z_G –гравитационный компонент красного смещения,

R- расстояние от излучающей поверхности до центра галактики, α- угол, под которым видно излучающее кольцо из центра галактики.

Из формулы (1) следуют выводы:

1. У близких галактик (r – мало) линии излучения не возникают;

2. Очень далекие галактики (r – велико) ненаблюдаемы;

3. У галактик, для которых I = 0 наступает при больших углах α, линии будут широкими и доступными для наблюдения окажутся только наиболее яркие из них;

4. Чрезмерно уширенные линии с красным смещением вносят вклад в избыток ИК –излучения;

5. Чрезмерно уширенные линии с фиолетовым смещением вносят вклад в избыток УФ –излучения;

6. У галактик, для которых I_сп=0 наступает при малых углах α, линии излучения будут узкими и их число в спектре будет большим.

1.11. О существовании серий с фиолетовым смещением в излучении галактик и квазаров

В работе показывается, что спектры галактик наряду с сериями, обладающими красным смещением z_k, должны иметь серии с фиолетовым смещением z_Ф.

Существуют пять причин по которым линии с фиолетовым смещением пока не обнаружены: 1. Расстояние между линиями серии с фиолетовым смещением в (1+z_k)/(1+z_ф) раз меньше, чем расстояние у серии с красным смещением; во столько же раз фиолетовые линии уже красных; 3. Фиолетовое излучение проходит вблизи гравитационной линзы (ядро галактики), что искажает ширину, число и интенсивность линий; 4. Объем области, излучающей с фиолетовым смещением, на порядок меньше области, излучающей с красным смещением; 5. Существует психологический барьер, заключающийся в уверенности наблюдателей в невозможности одновременного существования серий с красным и фиолетовым смещением.

1.12. Происхождение линий поглощения в спектрах радиогалактик и квазаров

В работе рассматривается происхождение линий поглощения в спектрах радиогалактик и квазаров. Происхождение линий поглощения тесно связано с происхождением линий излучения. На ядро галактики под действием гравитационных сил аккрецирует межгалактический газ. Функция интенсивности излучения в линии спектра галактики имеет максимум при некотором значении расстояний до центра галактики R_em (эмиссионный радиус), зависящем от расстояния до галактики r и массы галактики М. Излучение из области аккрецирующего газа, соответствующей эмиссионному радиусу, дает в спектре серии линий излучения. Излучение от источника непрерывного излучения, расположенного в центре галактики, проходит через область R_em с максимумом излучения в линиях. В этой области происходит поглощение излучения из непрерывного спектра генерируемого источником в центре галактики.

1.13. Некоторые свойства абсорбционных линий в спектрах галактик и квазаров

На основании результатов предыдущих работ авторов, развивающих теорию природы красных смещений галактик и квазаров, качественно объясняются следующие свойства их абсорбционных линий:

• Преимущественное выполнение неравенства z_em > z_abs ;
• Малость модуля разности z_em - z_abs;
• Множественность серий;
• Различие величин красных смещений различных серий;
• Узость линий поглощения по сравнению с шириной эмиссионных линий;
• Превышение числа серий линий поглощения с одной величиной красного смещения по сравнению с числом серий излучения;
• Возникновение случаев противоположного соотношения величин красных смещений z_em< z_abs;
• Малое число радиогалактик и квазаров, обладающих абсорбционными линиями при z < 1;
• Существование z,при котором число абсорбционных линий максимально;
• Большую яркость объектов, имеющих три и более серий линий поглощения;
• Уменьшение числа линий поглощения с ростом активности объекта.

1.14. Свойства спектров поглощения радиогалактик и квазаров.

На основании результатов предыдущих работ авторов, развивающих теорию природы красных смещений галактик и квазаров, качественно объясняются следующие свойства их абсорбционных линий:

1. Для близких галактик может быть малой глубина линии поглощения;
2. Для очень далеких галактик глубина линий поглощения может стать равной нулю или отрицательной, что означает (в обоих случаях) прекращение наблюдаемости линий поглощения;
3. Для умеренно далеких галактик, для которых глубина линий поглощения положительна, ширина линий поглощения в большинстве случаев будет значительно уже ширины линий излучения;
4. z_abs < z_em для случаев когда абсорбционная область расположена от центра галактики дальше, чем эмиссионная;
5. для случаев когда абсорбционная и эмиссионная области расположены от центра галактики на равных расстояниях;
6. z_abs > z_em для случая когда абсорбционная область расположена к центру галактики ближе, чем эмиссионная;
7. Ширина линий поглощения для случаев когда абсорбционная область расположена от центра галактики дальше, чем эмиссионная меньше ширины линий излучения;
8. Для случая 5 ширины линий поглощения и излучения могут сравниться, а для случая 6 ширина линий поглощения может превзойти ширину линий излучения.
9. В большинстве случаев линии поглощения более узкие, чем линии излучения. Если в спектре есть линии излучения и узкие линии поглощения, то велика вероятность того, что линии поглощения «сядут» на линию излучения. В случае существоваия широких линий поглощения и узких линий излучения линии излучения могут попасть на линии поглощения. Так возникают широкие линии излучения и поглощения, расслоенные на более узкие компоненты.
10. Получено возможное объяснение причины существования множественности серий излучения и поглощения с различными величинами красных смещений.
11. Получено возможное объяснение того, что при больших z появляются абсорбционные линии, длина которыхъ короче первой линии из серии Лаймана для водорода, L_α
12. Получено второе возможное объяснение причины существования множественности серий излучения и поглощения с различными величинами красных смещений.
13. Объясняется существование максимума серий при z = 1,95.

1.15. Красное смещение в спектрах нормальных галактик.

Спектры нормальных галактик не содержат эмиссионных линий. Их красное смещение определяется по линии поглощения, образующимся, возможно, в атмосферах звезд, составляющих галактику. Для определения красных смещений в спектрах нормальных галактик может быть использован AG – механизм происхождения смещений в случае когда в качестве «аккрецирующих частиц» принимаются звезды, движущиеся в галактике по эллиптическим орбитам вокруг ядра. В этом случае скорость звезд оказывается равной V_зв=Vч/, где Vч– скорость аккрецирующей частицы, находящейся от центра галактики на таком же расстоянии, как и звезда.

Найденная скорость V_зв обеспечивает объяснение величин красных смещений в спектре нормальных галактик.

Если принять AG – механизм для поиска эмиссионного радиуса близких галактик, то оказывается, что эмиссионный радиус становится больше радиуса галактики. В этом случае звезды галактики становятся источником непрерывного излучения, пронизывающего аккрецирующий поток частиц в области эмиссионной сферы. Здесь непрерывное излучение приобретает линии поглощения.

1.16. Природа квазаров и их свойства в теории AG–механизма происхождения красных смещений

В работе перечисляются свойства и предположения о природе квазаров.

Объясняется природа квазаров: квазар-явление оптическое. Любая достаточно мощная галактика, удаленная на расстояния, сравнимые с предельным для наблюдаемости данной галактики, становится наблюдаемой как галактика с квазаром в ядре. Удаленная нормальная галактика наблюдается как радиоспокойный квазар. Так понимаемая природа квазаров делает легко понятными их малые размеры, переменность в радио и оптике или ее отсутствие, наличие двойной структуры у радиопеременных квазаров, их кажущуюся значительную удаленность, преоблодание излучения в линиях над излучением в континууме, наличие вокруг квазаров «подстилающих» галактик, существование равенства двух отношений

,

практически точную стыковку радиосветимости ядер нормальных Е-галактик и радиоспокойных квазаров.

1.17. Квазар – далекая галактика без особенностей

Квазар – явление оптическое, обусловленное следующими причинами:

1. Галактика далека от наблюдателя, так что периферийные части её скрыты флуктуациями фона ночного неба;

2. угол между магнитной осью галактики и лучом зрения невелик (≤20⁰), поэтому межгалактический газ, начиная аккрецию с разных направлений, соскальзывает по магнитным линиям и в глубоких слоях галактики удаляется от наблюдателя почти по параллельным траекториям;

3. в линиях излучает аккрецирующий газ; механизм излучения – ионизация с последующей рекомбинацией и излучением, энергия излучения 10⁴²- 10⁴⁴ эрг/с;

4. расстояние до галактики, определяемое по закону Хаббла, завышается на 2 и более порядка, что приводит к завышению энергии излучения до наблюдаемых значений 10⁴⁶ – 10⁴⁸ эрг/с.

1.18. Профиль излучения квазара

Авторы утверждают, что квазар – далекая галактика, периферийные части которой скрыты флуктуациями фона ночного неба.

Приводится методика построения профиля излучения галактик различной конфигурации в избранной длине волны.

Приведены примеры профилей излучения для сфероидальной галактики без собственного магнитного поля и для спиральной галактики с квадрупольным магнитным полем, объясняющие основные особенности профилей квазаров.

1.19. Зависимость числа квазаров от величины их красного смещения

Решается задача зависимости числа квазаров от величины их красного смещения при двух предположениях:

1) распределение галактик по видам, массам и компактности в видимой галактике такое же, как и в Местной группе.

2) Красные смещения галактик и квазаров в соответствии с теорией AG – механизма происхождения красных смещений, развитой авторами, являются функциями расстояния r, массы М и компактности галактик D: z=z(r,M,D).

Полученная расчетная кривая совпадает с наблюдаемой, что позволяет высказать следующие утверждения:

1. Статистика квазизвездных объектов обусловлена, в основном, удаленными массивными галактиками;

2. Квазизвездные объекты представляют собой галактики, периферийная часть которых скрыта фоном ночного неба;

3. Радиопеременные квазары – это радиогалактики, а радиоспокойные квазары – нормальные галактики.

4. Пекулярные явления в галактиках (сейфертовские, голубые, лацертиды, Маркеряна и др.) связаны с компактными галактиками малой массы, красные смещения которых велики, что ведет к завышению расстояний на несколько порядков и к искаженной интерпретации явлений.

1.20. Об интерпретации наблюдательных данных, относящихся к компактным галактикам

На основании разрабатываемого авторами аккреционно-гравитационного механизма происхождения красных смещений галактик и квазаров с учетом результатов, полученных в предыдущих работах, записывается соотношение , где z – красное смещение, r – расстояние до галактики, M, D – масса и диаметр галактики, α ,β, γ – неотрицательные константы).

Показывается, что при использовании закона Хаббла для определения расстояний, возникает завышение расстояний на 1-2 порядка. Завышение происходит по причине зависимости красного смещения z от массы М и компактности D галактики.

Завышение расстояний влечет за собой:

- завышение диаметров на 1-2 порядка;

- причисление близких компактных галактик скоплению, на которое они проецируются;

- исключение компактных галактик из скоплений, которым они принадлежат.

1.21. Объяснение некоторых пекулярных свойств квазизвёздных объектов

В предыдущем разделе данной работы (§ 1.20) показано, что при использовании для определения расстояния до галактик закона Хаббла расстояния до компактных галактик и их диаметры завышаются на 1-2 порядка. Это дало основание рассматривать компактные галактики с массами М = 10²⁹- 10⁴⁵г и радиусами R=10¹⁷- 10²⁰ cм , расположенные на расстояниях r=10²⁴- 10²⁶ cм. В тех случаях, когда галактика воспринимается как квазар (угловой диаметр D удовлетворяет условию D≤0,01”) из-за завышения расстояния до неё на 1,5-3 порядка возникают следующие эффекты:

1. Кажущаяся энергия излучения Е_х ~ 10⁴⁷ эрг/с (истинная энергия Е= 10³⁹ – 10⁴⁵эрг/с).
2. Кажущиеся радиусы квазаров (по периоду переменности видимой части галактики) R_х=10¹²-1,4ּ 10¹⁸ cм (истинные радиусы - 10¹⁷- 10²⁰ cм).
3. Завышение расстояния до квазаров, которое тем больше, чем меньше масса М и радиус R галактики, позволяет объяснить такие их свойства:

- изменение расстояний между квазарами со скоростью, превышающей скорость света;

- грандиозность амплитуды колебания излучения;

- отсутствие физических пар квазаров с одинаковыми красными смещениями и наличие физических пар квазаров с различными «красными смещениями»;

- «избежание» квазарами скоплений галактик, а также другие свойства.

1.22. Космический розыгрыш?

Показывается, что найденные Лютым В.М. и Котовым В.А. «повсеместные» осциллции излучения далеких компактных внегалактических объектов с периодом 160,01 мин являются следствием существования артефакта при обработке фотометрических материалов. Артефакт возникает вследствие отсутствия в методике фотометрических измерений учета влияния на величину измеряемого блеска космического объекта фона свечения ночного неба, который при наличии солнечных осцилляций с периодом Т=160,0101 мин становится переменным во времени и по направлению вследствие отражения солнечного излучения на разреженных кометных облаках газа в околосолнечном пространстве.

Глава 2. Некоторые проблемы внегалактической астрономии

2.1.Трудности господствующих теорий в объяснении наблюдаемых фактов

Гипотеза Расширяющейся Вселенной и теория Большого Взрыва имеют под собой слабые основания, а следствия из них могут иметь и другие причины.

Из правильной гипотезы (теории) следствия текут легко и обильно.

Высокую вероятность быть правильным имеет обратное утверждение: «Если из гипотезы (теории) следствия текут легко и обильно, то гипотеза (теория) имеет шанс быть верной»

Гипотеза Расширяющейся Вселенной, теория Большого Взрыва и общая теория относительности не удовлетворяют этому признаку.

Приводится список из 23-х наблюдательных астрономических фактов, которые должны объясняться упомянутыми теориями, но не объясняются ими. Делается вывод о высокой вероятности ошибочности упомянутых выше теорий. Ставится задача найти идею, объясняющую связь красных смещений z галактик с расстоянием до галактик r (), отличную от гипотезы Расширяющейся Вселенной.

Такая идея авторами найдена. Она разрабатывается под именем «Аккреционно-гравитационный механизм происхождения красных смещений галактик и квазаров». В этой теории объясняются 21 наблюдательный факт из списка приведенных 23-х фактов.

2.2. Расчет смещения излучения, содержащего доплеровскую и гравитационную компоненты

Применение формулы , (ν₀, ν- частоты испущенного и принятого излучения; φ₀, φ - ньютоновские гравитационные потенциалы в точках испускания и приема излучения; с – скорость света), приводит к нарушению закона сохранения энергии. Причина этого в локальности формулы . Получена формула для определения красного смещения z содержащего доплеровскую и гравитационную компоненты

(v - скорость движения излучающего атома; α - угол между направлением движения и лучом, идущим от наблюдателя; G - гравитационная постоянная; R_D , R_np - расстояние от точек излучения и приема до центра галактики; M(R) - масса, заключенная в шаре радиуса R с центром в центре галактики). Гравитационное красное смещение z при наличии у фотона доплеровской компоненты (λ_D - длина волны излучения движущегося атома в системе координат наблюдателя) отлично от гравитационного красного смещения , приобретаемого фотоном, излученным покоящимся атомом с исходной длиной волны λ_D : . Полное красное смещение z может быть выражено через любую из этих величин:

, .

2.3.Влияние фона ночного неба на возможность наблюдения галактик

Поток оптических фотонов за счет флуктуации фона ночного неба представляет собой случайный пуассоновский поток с интенсивностью α_Ф≈3ּ10⁵ см^-2 с^-1. Поток фотонов от предельно массивной эллиптической галактики с массой М=10⁴⁶г, расположенной на расстоянии r=10²⁷см, составляет δα_Ф: в среднем δ=10^-4, на краю диска галактики δ=10^-5, в центре диска δ=10^-3. Оценена вероятность p случайного отклонения числа m фотонов пуассоновского потока от их среднестатистического значения на величину, превосходящую δα_Ф: . При 10-часовой экспозиции на краю диска галактики p=0,92; в центре диска p =0; в области расположенной на середине радиуса галактики p =0,32. Это значит, что при 10-часовой экспозиции край галактики на фотографии не фиксируется, центральная область фиксируется достоверно, область на расстоянии 0,5 R_G фиксируется, но с малой степенью надежности. Итак, флуктуация фона ночного неба делают наблюдаемой лишь центральную часть диска галактики, некоторого радиуса R. Предложена методика определения радиуса R.

2.4.Гипотеза об аккреционно-гравитационном механизме красных смещений

Выдвигается гипотеза: Наблюдаемые красные смещения галактик обусловлены смещением излучения аккрецирующего на ядро галактики газа.

Гипотеза подвергается четырем проверкам:

1. на возникновение в спектре линии излучения;
2. на выполнимость закона Хаббла;
3. на обеспечение наблюдаемых величин красных смещений;
4. на наличие или отсутствие в спектре линий с фиолетовым смещением.

Все четыре проверки гипотеза успешно выдерживает.

Результаты проверки на наличие или отсутствие серий линий с фиолетовым смещением дают наблюдателю направления поиска серий с фиолетовым смещением и с «псевдофиолетовым» смещением.

2.5.Об определении расстояний по величине красного смещения галактик при преобладании в смещении доплеровской компоненты

Теория AG-механизма происхождения красных смещений галактик, разработанная авторами, предсказывает возможность определения расстояния до скоплений по красному смещению ярчайших галактик в скоплении.

В теории AG-механизма закон Хаббла принимает вид r=Hz, где Н имеет размерность расстояния, формулы V=cz, V=H_хr теряют смысл, галактики не разбегаются (H_х – постоянная Хаббла).

Из многих просчитанных значений красных смещений на интервале расстояний 5ּ10²⁵ ≤ r ≤ 4ּ10²⁷см определена постоянная Н, получившая значение Н=2ּ10²⁷см.

Сравнение результатов, получаемых по формуле r=Hz и формуле , используемой для определения расстояний по красному смещению, показывает, что их отношение практически постоянно на всем интервале расстояний, что говорит об удовлетворительном соответствии действительности и её описания в теории AG-механизма происхождения красных смещений галактик и квазаров.

2.6. О поиске в спектре квазара серий с фиолетовым смещением

Из AG-механизма происхождения красных смещений, разработанного авторами, следует существование в излучении некоторых галактик и квазаров линий с фиолетовым смещением одновременно с сериями линий с красным смещением.

Искать серии с фиолетовым смещением следует у тех объектов, у которых существуют серии линий только с одним значением величины красного смещения z_k.

Положение линий с фиолетовым z_Ф определяется по формуле

,

где , – линии фиолетовой и красной серий.

Ширина линий и расстояние между соседними линиями фиолетовой серии будут определяться через соответствующие величины красной серии по формуле

.

Трудность для наблюдателя в том, что величина фиолетового смещения z_Ф ему не известна.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

Глава 3. Природа гравитации и её следствия

3.1. Общая теория относительности и вопрос о природе гравитации

Эйнштейн не опубликовал никаких соображений по поводу природы сил тяготения. Учитывая методологический подход Эйнштейна при построении специальной теории относительности, можно предположить почти с уверенностью, что он и не ставил перед собой задачи раскрыть сущность природы сил тяготения.

В результате создания ОТО человечество получило более совершенную теорию гравитации, сумевшую предсказать или объяснить явления, не следовавшие из Ньютоновской теории тяготения (гравитационное смещение частоты фотона при его движении в поле гравитации, отклонение луча света вблизи масс, смещение перигелия планет).

ОТО предсказывает ещё несколько явлений, которые, однако, пока не проверены экспериментом или наблюдениями (существование гравитационных волн, существование чёрных дыр, нестационарность Вселенной и др.). Началась несправедливая экстраполяция выводов ОТО на условия, отличающиеся на много порядков от условий, при которых наблюдались свойства сил тяготения, положенные в основу создания ОТО.

Результатом такой экстраполяции явилась новейшая космология в виде теории Большого Взрыва. Однако возможность экстраполировать выводы теории, установленной для плотностей вещества в пределах 1 ≤ ρ ≤ 13 , до плотностей ρ = 10⁹⁴ г/см³ , вызывает сомнение.

Ещё раз напомним, что Эйнштейн не занимался вопросом природы тяготения. Он создал феноменологическую, а не физическую теорию. Правда, её часто называют физической, но только потому, что она рассматривает вопрос, относящийся к физике. В физической теории должны быть понятны её основы. К примеру, физической является молекулярно-кинетическая теория газов.

В основу феноменологической теории берутся постулаты, физический смысл которых остается непонятным.

Именно такими теориями являются общая и специальная теории относительности, что ни в коей мере не умаляет их значения.

Из всего вышесказанного следует, что поиск природы тяготения следует упорно продолжать.

3.2. Гипотеза о природе гравитации

В работе кратко рассматриваются некоторые из существующих гипотез о природе гравитации, созданных за триста предшествующих лет. Особое внимание уделено гипотезе Лесажа (1782г.) и её критике многими учёными XIX и XX веков.

Высказывается гипотеза происхождения сил гравитации, заключающаяся в следующем:

1. В пространстве хаотично движутся с некоторым распределением по скоростям движения и вращения нейтральные частицы (гравитоны);

2. Энергия поступательного движения гравитона при столкновении с элементарной частицей переходит в энергию её внутреннего движения;

3. Избыточная энергия внутреннего движения частицы при её последующих столкновениях с гравитонами возвращается гравитонам.

Пункты 2, 3 высказанной идеи снимают два затруднения гипотезы Лесажа:

1) Энергия гравитационного газа не изменяется;

2) Температура тел не может измениться под действием бомбардировки гравитонами.

3.3. Допустим ли механико-статистический подход в физической теории

Высказывается надежда наступления в науке таких времён, когда все феноменологические теории в физике будут заменены физическими теориями и когда эти теории будут доступны для понимания с помощью обыкновенного здравого смысла.

Предполагается, что гравитация является основным (простейшим) видом взаимодействия, т.е. не опосредовано с каким-либо видом сложного (известного или неизвестного) взаимодействия. Следовательно, гравитация может быть сведена только к механическому взаимодействию (столкновению) бесструктурных абсолютно упругих твёрдых частиц, существование которых следует постулировать.

3.4. Постулат о низшем уровне физического вакуума

Для построения теории гравитации принимается следующий постулат: в природе существуют хаотично движущиеся частицы (гравитоны), расстояния между которыми много больше их размеров, обладающие массой много меньшей массы частиц, составляющих элементарную частицу, и взаимодействующие между собой и с элементарными частицами только по классическому закону абсолютно упругих соударений при их непосредственном контакте, т.е. без промежуточных силовых полей.

Вводится понятие покоя точки относительно гравитонного газа. В соответствии с идеей, высказанной в §3.2, и приведенным постулатом создаётся алгоритм построения деформированного распределения гравитонов по скоростям при их взаимодействии с телом. Приводятся результаты решения задачи на ЭВМ в виде таблицы и в виде кривых.

3.5. Возникновение сил притяжения тел в поле хаотично движущихся частиц

Рассмотрено взаимодействие двух тел, центры масс которых покоятся относительно гравитонного газа. Вопрос о силе взаимодействия между двумя телами, порождаемой деформацией распределения гравитонов по скоростям, решен аналитически. Пояснение этого решения дает рис.1. На тело M1 со стороны тела М2 действуют гравитоны с измененным распределением по скоростям. На участке скоростей ОА (малые скорости V) число гравитонов с малыми скоростями возросло. Возросло также число гравитонов с большими скоростями (участок скоростей BC). На участке АВ число гравитонов со средними скоростями уменьшилось. Общее число гравитонов и их суммарная энергия при деформации кривой распределения не изменяются. Но энергичный гравитон при столкновении с частицей отдает ей меньшую долю энергии. Мало энергичный гравитон отдает при столкновении большую долю энергии, но сама его энергия мала, так что передача энергии в абсолютном смысле незначительна.

Рис.1

На тело М1 со стороны тела М2 действует уменьшенное число гравитонов со средним значением энергии по сравнение с гравитонами, действующими на тело с противоположной стороны. Вследствие этого возникает сила , действующая на тело М1, по направлению к телу М2 . Аналогично для тела М2. Таким образом между телами М1 и М2 возникает сила притяжения.

3.6. Гипотеза о природе гравитации включает в себя базу и следствия ото

В качестве скорости распространения гравитации принимается наиболее вероятная скорость распространения гравитонов в их деформированном состоянии по скоростям, равным по предположению скорости света в вакууме v_вер.гр= с. Поскольку из природы гравитации следует, что в поле тяготения материального тела наиболее вероятная скорость гравитации уменьшается, то это значит, что в поле гравитации уменьшается скорость света (эталон длины, не зависящий от скорости, в данной теории существует: бесструктурный абсолютно твёрдый гравитон).

Результаты опытов Майкельсона получают естественное объяснение: Земля всегда носит с собой создаваемую ею наиболее вероятную скорость гравитонов V_вер.гр= с.

Вытекающие из природы гравитации свойства сил гравитации, выражающиеся в зависимости постоянной гравитации от массы и плотности тела проявляют себя только при очень больших массах и (или) плотностях. Для обычных масс и плотностей принцип эквивалентности (m_гр = m_и) выполняется.

3.7. О свойствах сил гравитации, вытекающих из их природы

Показывается, что из природы сил гравитации вытекают следующие ранее неизвестные их свойства:

1) Конечность радиуса действия сил гравитации;

2) Неподверженность гравитации тел, масса которых не превосходит массы гравитона;

3) Уменьшение постоянной тяготения для тел, масса которых не много превосходит массу гравитона;

4) Зависимость постоянной тяготения от массы и плотности тела;

5) Зависимость постоянной тяготения от направления и величины скорости тела.

Существуют и другие свойства гравитационных сил, рассмотрение которых будет выполнено позже.

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ

Глава 4. Роль межгалактического магнитного поля в формировании вида и деталей галактик

4.1. Существование силы, действующей на облако космической плазмы, движущейся в слабом магнитном поле

При движении некоторого объёма плазмы в слабом магнитном поле (понятие слабости магнитного поля определяется ниже) возникает сила, действующая на каждую частицу плазмы и имеющая составляющую, перпендикулярную массовой скорости движения и направлению магнитного поля. Само магнитное поле работы при этом не выполняет и его энергия на создание силы не расходуется. Возникающая сила названа магнитно-кинетической. Составляющая имеет направление обратное скорости движения плазмы и обусловливает торможение облака плазмы магнитным полем. Сила направлена перпендикулярно вектору массовой скорости и может вызвать изменение её направления. Если

и (1)

( - гравитационная сила, действующая на частицу плазмы), то внешнее магнитное поле может заметно повлиять на распределение галактического газа в пределах галактики. Произведен расчёт, показавший, что для сфероидальной галактики без собственного магнитного поля с массой г, радиусом см, плотностью и температурой галактического газа, равными соответственно см^-3 и К, соотношения (1) возникают при определённых скоростях движения галактики в интервале напряжённости межгалактического магнитного поля от до гс. Магнитное поле названо слабым, если выполняются условия (1). Если же и магнитное поле названо сильным. В этом случае торможение межгалактической плазмы происходит за время, малое по сравнению с временем жизни галактики. Отмечено формальное сходство силы с силой Лоренца, что дало основание назвать силу квазилоренцевой силой.

4.2. Образование кольцевых и взаимодействующих галактик

В работе рассмотрена возможность образования кольцевых и взаимодействующих галактик под воздействием межгалактического магнитного поля. Движение галактики во внешнем магнитном поле приводит к возникновению силы , действующей на галактическую плазму. Если напряжённость внешнего магнитного поля и скорость движения галактики таковы, что сила и гравитационная сила, действующие на частицы плазмы соизмеримы, то в галактике возникают структурные изменения. Была рассмотрена галактика массы М=10¹⁰М_סּ, радиуса R=3∙10³ пс, движущаяся во внешнем магнитном поле. При расчётах напряженность магнитного поля изменялась в пределах от до гс, а скорость галактики относительно магнитного поля изменялась в пределах от нуля до 200 км/сек. При гс и скорости движения галактики порядка 5 км/сек у неё начинает формироваться кольцо. В течение промежутка времени длительностью около 50 - 100 млн. лет кольцо будет наблюдаться как pacширяющееся и вращающееся. Скорость расширения около 50 км/сек, скорость вращения - около 150 км/сек. Сформировавшееся кольцо имеет ширину 1,5∙10³ пс. При скорости движения галактики относительно магнитного поля около 20 км/сек образуется полукольцо шириной около 3.10³ пс. Расстояние внутренней границы кольца от центра галактики около 4∙10³пс. С диаметрально противоположной стороны от галактики отходит ветвь, меняющая несколько раз знак кривизны, причем в местах изменения знака кривизны в ветви происходит концентрация материи. Структура, подобная описанной, наблюдается у галактики MCG 6-25-77. При скоростях движения галактики относительно магнитного поля больших 50 км/сек образование кольца не происходит. При скорости галактики 200 км/с возможно образование взаимодействующих галактик. При гс у галактики формируются два спутника на спиральных перемычках. Подобная структура наблюдается у галактики VV 394.

4.3 Галактики с полярными кольцами

В работе рассмотрена возможность образования галактик c полярными кольцами при движении галактики со слабым магнитным полем в более мощном магнитном поле другой галактики. При движении диска слабой галактики параллельно магнитному полю сильной галактики возникает сила , действующая на газовые облака гало слабой галактики и направленная перпендикулярно диску галактики. При определённых условиях эта сила может привести к возникновению полярного кольца у слабой галактики. В качестве примера была рассмотрена галактика массы 1010Мסּ и радиуса Rg =3∙103 пс, движущаяся во внешнем магнитном поле напряженностью Н=1,4∙10-20 Гс . Расчёты показали, что в этом случае из газа гало за 300 – 400 млн. лет формируется полярное кольцо расположенное в области 1.5Rg < r < 2.5 Rg (r – расстояние до центра галактики). Названа причина интенсивного звездообразования в полярном кольце: газ и пыль в кольце движутся перпендикулярно движению материи гало вне кольца; это должно создавать волны плотности и приводить к звездообразованию.

Обратно