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 Божии, 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] Этот эффект приведет к тому, что галактики с более высоким гравитационным потенциалом, чем у Земли, будут казаться немного ближе, а галактики с более низким потенциалом будут казаться 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 . |