Искажения пространства красного смещения
| Часть серии о |
| Физическая космология |
|---|
 |
Искажения пространства красного смещения — это эффект в наблюдательной космологии , когда пространственное распределение галактик кажется сплющенным и искаженным, когда их положение отображается как функция их красного смещения, а не как функция их расстояния. Эффект обусловлен пекулярными скоростями галактик, вызывающими доплеровское смещение в дополнение к красному смещению, вызванному космологическим расширением .
Искажения пространства красного смещения (RSD) проявляются двумя конкретными способами. Эффект « Пальцы Бога» заключается в том, что распределение галактик вытягивается в пространстве красного смещения, при этом ось удлинения направлена к наблюдателю. [1] Оно вызвано доплеровским сдвигом, связанным со случайными пекулярными скоростями галактик, связанных в такие структуры, как скопления. Большие скорости, приводящие к этому эффекту, связаны с гравитацией скопления посредством теоремы вириала ; они изменяют наблюдаемые красные смещения галактик в скоплении. Отклонение от закона Хаббла взаимосвязи между расстоянием и красным смещением изменяется, и это приводит к неточным измерениям расстояний.
Близким эффектом является эффект Кайзера, при котором искажение вызвано когерентными движениями галактик, когда они падают внутрь к центру скопления по мере его сборки. [2] В зависимости от конкретной динамики ситуации эффект Кайзера обычно приводит не к удлинению, а к кажущемуся уплощению («блины божьи») структуры. Это гораздо меньший эффект, чем персты Божьи, и его можно отличить по тому факту, что он происходит в более крупных масштабах.
Предыдущие эффекты являются следствием специальной теории относительности и наблюдались в реальных данных. Существуют дополнительные эффекты, вытекающие из общей теории относительности. Одним из них является гравитационное искажение красного смещения, которое возникает из-за чистого гравитационного красного смещения или синего смещения, которое приобретается, когда фотон вылезает из гравитационной потенциальной ямы далекой галактики, а затем падает в потенциальную яму галактики Млечный Путь. [3] В результате этого эффекта галактики с более высоким гравитационным потенциалом, чем у Земли, будут казаться немного ближе, а галактики с более низким потенциалом — дальше.
Другие эффекты общей теории относительности на статистику кластеризации наблюдаются, когда свет фоновой галактики проходит рядом или сквозь более близкую галактику или скопление. Этими двумя эффектами являются интегрированный эффект Сакса-Вольфа (ISW) и гравитационное линзирование . [4] МУВ возникает из-за того, что крупномасштабные гравитационные потенциалы затухают во времени (из-за темной энергии ), так что фотон, проходящий через область с низким гравитационным потенциалом, получает больше энергии при входе, чем теряет при выходе, в результате чего фоновая галактика кажется ближе. Гравитационное линзирование, в отличие от всех предыдущих эффектов, искажает видимое положение и количество фоновых галактик.
RSD, измеренные в ходе исследований красного смещения галактик, могут быть использованы в качестве самостоятельного космологического зонда, предоставляющего информацию о том, как формировалась структура во Вселенной. [5] и как гравитация ведет себя в больших масштабах. [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]Конкретные цитаты:
- ^ Джексон, Джей Си (1972). «Критика теории первичного гравитационного излучения Риса» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 156 : 1П–5П. arXiv : 0810.3908 . Бибкод : 1972MNRAS.156P...1J . дои : 10.1093/mnras/156.1.1p .
- ^ Кайзер, Ник (1987). «Кластеризация в реальном пространстве и в пространстве красного смещения» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 227 : 1–21. Бибкод : 1987MNRAS.227....1K . дои : 10.1093/mnras/227.1.1 .
- ^ Макдональд, Патрик (2009). «Гравитационное красное смещение и другие искажения пространства красного смещения мнимой части спектра мощности». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2009 (11): 026. arXiv : 0907.5220 . Бибкод : 2009JCAP...11..026M . дои : 10.1088/1475-7516/2009/11/026 . S2CID 119188837 .
- ^ Ю, Джайюль (2009). «Полное рассмотрение двухточечной статистики галактик: эффекты гравитационного линзирования и искажения красного смещения». Физический обзор D . 79 (2): 023517. arXiv : 0808.3138 . Бибкод : 2009PhRvD..79b3517Y . дои : 10.1103/physrevd.79.023517 . S2CID 73543566 .
- ^ Персиваль, Уилл Дж.; Уайт, Мартин (11 февраля 2009 г.). «Тестирование формирования космологической структуры с использованием искажений пространства красного смещения» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 393 (1): 297–308. arXiv : 0808.0003 . Бибкод : 2009MNRAS.393..297P . дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.14211.x . S2CID 15066577 .
- ^ Ракканелли, А.; Бертакка, Д.; Пьетробон, Д.; Шмидт, Ф.; Самушия, Л.; Бартоло, Н.; Доре, О.; Матаррезе, С.; Персиваль, WJ (25 сентября 2013 г.). «Проверка гравитации с использованием крупномасштабных искажений пространства в области красного смещения» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 436 (1): 89–100. arXiv : 1207.0500 . Бибкод : 2013МНРАС.436...89Р . дои : 10.1093/mnras/stt1517 . S2CID 9570774 .
Общие ссылки:
- Сержант, Стивен; Открытый университет (2010). Наблюдательная космология . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета . п. 110. ИСБН 9780521157155 . Архивировано из оригинала 1 июля 2013 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- NED/IPAC – Крупномасштабная структура (Элисон Л. Койл)
- Справочная Wiki-страница CCPP Нью-Йоркского университета
 | Эта физической космологией статья, связанная с , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |