Расширяется ли Вселенная?

В настоящее время основным ортодоксальным доказательством расширения Вселенной служит инфракрасное смещение спектральных линий, формируемых атомами звезд. Вопрос о влиянии направления и скорости приемника излучения на величину этого смещения не обсуждается.

Итак, процесс старта фотона не влияет на его конечную скорость относительно пространства, а его длительность (392), (396) зависит от направления движения источника излучения и фотона относительно пространства. При увеличении длительности переходного процесса спектральные линии смещаются в инфракрасную область, а при уменьшении – в ультрафиолетовую.

Приведенный анализ фотонного эффекта Доплера с учетом модели фотона (рис. 223, b) показывает независимость любого смещения спектральных линий от направления движения и скорости приемника излучений, так как в любом случае фотон поглощается электроном приёмника в целом виде с характеристиками, которые он получил при рождении (излучении).

Величина и направление смещения (в инфракрасную или ультрафиолетовую область спектра) зависят только от направления движения источника излучений и самого излучения. Если эти направления совпадают, то должно наблюдаться только ультрафиолетовое смещение спектральных линий, а если - противоположны, то - только инфракрасное. Такая закономерность показывает, что наличие инфракрасного смещения спектральных линий недостаточно для однозначного заключения о расширении Вселенной.

Поскольку Земля движется относительно пространства, то это обязательно надо учитывать при анализе связи смещения спектральных линий с расширением Вселенной (рис. 226).

Рис. 226. Схема к анализу расширения Вселенной:

AB – радиальное направление расширения Вселенной; D,

S – звезды, расположенные на радиальном направлении

расширения Вселенной; Е - Земля

Например, если векторы скоростей Земли - и звезды направлены вдоль одной линии в одну и ту же сторону, то величина смещения спектральной линии укажет на факт движения звезды относительно пространства, но не относительно Земли (рис. 226). В этом случае, если Земля E движется вслед за звездой S со скоростью относительно пространства большей, чем скорость звезды ( ), то эти небесные тела будут сближаться. Но из-за того, что время старта фотона со звезды S в направлении к Земле Е увеличится (395) (по сравнению с ), то мы зафиксируем инфракрасное смещение спектральных линий (396). То есть расстояние между звездой S и Землей E уменьшается при инфракрасном смещении спектров (рис. 226).

Если же другая звезда D движется вслед за Землей E со скоростью большей, чем скорость Земли ( > ), то и в этом случае небесные тела также будут сближаться, но время старта (391) фотона со звезды D в направлении к Земле E будет меньше, чем при и мы зафиксируем ультрафиолетовое смещение (392). Таким образом, в обоих рассмотренных случаях звезда и Земля сближались, а смещения спектральных линий были противоположны.

Да и вообще, разве может влиять движение звезды относительно Земли на смещение спектральных линий? Нет, конечно. Этим процессом управляет скорость звезды не относительно каких-то там планет или галактик, а относительно единого для всех звезд, планет и галактик - относительно пространства.

Важным результатом анализа спектров источника SS433 является тот факт, что ультрафиолетовое смещение спектральных линий в 20 и более раз меньше инфракрасного при равных скоростях движения. Видимо, поэтому астрофизики фиксируют в основном инфракрасное смещение спектральных линий у большинства звезд и на основании этого делают вывод о расширении Вселенной. Однако наличие ультрафиолетового смещения спектров атомов у некоторых звезд указывает на то, что инфракрасное смещение спектральных линий - недостаточное условие для однозначного вывода о расширении Вселенной. Этот вывод будет однозначным только при одновременном учёте и инфракрасного, и ультрафиолетового смещений спектров атомов.

Чтобы сделать однозначный вывод о расширении Вселенной, необходимо зафиксировать смещение спектров с противоположных направлений поверхности Земли (см. рис. 226).

Если в обоих направлениях будет зафиксировано инфракрасное смещение (например, от источников S и D, рис. 226), то процесс расширения Вселенной можно признать заслуживающим внимания. Если же такая закономерность не подтвердится, то вывод о расширении Вселенной нельзя признать однозначным.

Краткое обобщение

Ультрафиолетовое и инфракрасное смещения спектров атомов описывают классические математические модели (392), (396), (400) и (401), следующие из классической формулировки второго постулата А. Эйнштейна. Они будут давать более точные результаты после установления связи их с математической моделью формирования спектров атомов и ионов.

Волновой эффект Доплера (рис. 223, a) зависит от направления движения и скорости источника, и приемника такой волны.

Фотонный эффект Доплера (рис. 223, b) зависит от направления и скорости только источника фотонов и не зависит от направления движения и скорости приёмника фотонов.

Современный вывод о расширении Вселенной на основании анализа только инфракрасного смещения спектров нельзя признать однозначным.

Мы рассмотрели самые простые случаи фотонного эффекта Доплера, когда источник излучения единичных фотонов движется в направлении приёмника или от него. Остались нерассмотренными случаи взаимодействия единичных фотонов с приёмником. Однако структура модели фотона (рис. 223, b) указывает на то, что её параметры не зависят от скорости и направления движения приёмника единичных фотонов.

Если же рассматривать процесс отражения фотонной волны (рис. 223, a), то скорость и направление движения отражателя будут генерировать такой же эффект Доплера, как и скорость и направление движения их источника.

Единичные же фотоны, формирующие фотонную волну, при встрече с отражателем будут вести себя иначе, так как отражатель выполняет две функции: функцию приемника единичных фотонов и функцию их отражения. В этом случае смещением спектральных линий фотонов будет управлять эффект Комптона. Поэтому анализ процесса изменения параметров единичных фотонов при взаимодействии с движущимся отражателем надо вести с учетом эффекта Комптона.

Самое главное следствие нового анализа эффекта Доплера – галилеевское сложение скоростей фотонов (рис. 223, b) и их приемников. Скорость и направление движения приёмника влияют на волновой эффект Доплера (рис. 223, a) и не влияют на фотонный эффект Доплера.

Константа локализации фотона и эффект Комптона дают возможность сделать заключение о состоянии Вселенной. Согласно эффекту Комптона, отразившийся фотон может только увеличивать длину волны или свой радиус , теряя при этом массу . Наличие во Вселенной одновременного смещения спектральных линий в инфракрасную и ультрафиолетовую области указывает на то, что фотоны, формирующие такие смещения, рождаются на движущихся источниках. Видимо, эти смещения были бы, примерно, одинаковые, если бы не существовало эффекта Комптона, и тогда следовал бы однозначный вывод о стационарности Вселенной. Увеличение сдвига спектральных линий в инфракрасную область может быть обусловлено эффектом Комптона или расширением Вселенной. Из этого следует, что окончательный вывод о состоянии Вселенной можно получить лишь после проведения описанного выше эксперимента.