📜  红移与运动多普勒频移

📅  最后修改于: 2020-11-25 04:58:39             🧑  作者: Mango


红移z = 10的星系对应于c的v≈80% 。银河系的质量约为1011M⊙ ,如果我们考虑暗物质,那就是1012M⊙ 。因此,我们的银河系很大。如果它以c的80%移动,则不符合对象移动的一般概念。

我们知道,

$$ \ frac {v_r} {c} = \ frac {\ lambda_ {obs}-\ lambda {rest}} {\ lambda_ {rest}} $$

对于较小的z

$$ z = \ frac {v_r} {c} = \ frac {\ lambda_ {obs}-\ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}} $$

在下图中,在通量和波长之间的类别中,在连续体顶部有发射线。从H-α线信息,我们可以得出结论,大致z = 7 。这意味着星系正在以c的70%移动。我们正在观察一个变化,并将其解释为速度。我们应该摆脱这个概念,以另一种方式看待z 。想象一下,空间是代表宇宙的2D网格,如下所示。

2D网格

认为黑星是我们自己的银河系,而蓝星是其他星系。当我们记录来自该星系的光时,我们会看到光谱并发现其红移,即该星系正在远离。发射光子时,它具有相对速度。

  • 如果空间正在扩大怎么办?

  • 这是光子的瞬时红移。沿着两个星系之间的空间的累积红移将趋向于大的红移。波长将最终改变。它是空间的扩展,而不是星系的运动。

下图显示了如果万有引力溢出扩展,则表示它不参与哈勃定律。

相互引力

在运动多普勒频移中,在发射时在光子中引起红移。在宇宙红移中,每一步都在累积红移。在引力的作用下,光子将发生蓝移。当它脱离重力时,它会发生红移。

根据相对论的一种特殊理论,两个彼此经过的物体的相对速度不能大于光速。我们所说的速度是宇宙的膨胀。对于较大的z值,红移是宇宙学的,不是有效地衡量物体相对于我们的实际后退速度。

宇宙学原理

它源于宇宙的哥白尼概念。按照这个概念,宇宙是同质的和各向同性的。宇宙中没有首选的方向和位置。

  • 同质性意味着无论您居住在宇宙的哪个部分,您都将看到宇宙的所有部分都是相同的。各向同性性质意味着无论您朝哪个方向看,都将看到相同的结构。

  • 均匀性的合适例子是稻田。它的各个部分看起来都是均匀的,但是当风流动时,其方向会发生变化,因此不是各向同性的。考虑在平坦土地上的一座山,观察者站在山顶上。他将看到平坦土地的各向同性性质,但并非均匀。如果在均匀宇宙中某个点是各向同性的,那么到处都是各向同性的。

  • 已经进行了大规模的调查以绘制宇宙图。 Sloan Digital Sky Survey就是这样的一项调查,它并没有将重点放在磁偏角上,而是在正确的提升上。回溯时间约为20亿年。每个像素对应一个星系的位置,颜色对应于形态结构。绿色代表蓝色旋涡星系,红色代表虚假星系。

  • 星系存在于宇宙网中的丝状结构中,并且在星系之间存在空隙。

  • $ \ delta M / M \ cong 1 $,即,质量分布的波动为1 M是给定立方体中存在的物质的质量。在这种情况下,请使用50 Mpc的体积。

  • 对于1000 Mpc的立方面,$ \ delta M / M \ cong 10 ^ {− 4} $。

  • 量化同质性的一种方法是采用质量波动。质量波动在较小尺度下会更大。

  • 为了量化各向同性性质,请考虑宇宙微波背景辐射。在大角度范围内,宇宙几乎是各向同性的。

要记住的要点

  • 彼此经过的两个物体的相对速度不能大于光速。

  • 宇宙学原理指出宇宙是均匀的,各向同性的。

  • 这种同质性存在于非常大的角度范围,而不是较小的范围。

  • SDSS(斯隆数字天空调查)是一种用于绘制夜空的地图,旨在验证宇宙学原理。