Статья из сборника "Некоторые вопросы физики космоса"

Тогда из специальной теории относительности следует⁹, что кванты радиоволн менее устойчивы, чем оптические, т. е. оптически мы можем (если отвлечься от поглощения света в Метагалактике) проникнуть в более далёкие части Вселенной. Рассмотрим некоторые свойства гипотетической частицы z'.

Энергия частицы, например, для λ=250 нм и v = 0,2с равна Δε =hν– hν'= 0,8 эв. Время жизни при такой энергии t= h/Δε ~ 5·10^–15 сек, а масса покоя равна m₀= Δε/с² =1,4·10^–33 г или в единицах массы электрона 1,6·10^–6 m_e.

Из закона сохранения заряда следует, что заряд её должен быть равен нулю. Из закона сохранения спина – спин тоже равен нулю. То есть, по всем своим свойствам, кроме очень маленькой массы, z' больше всего похожа на известные уже нам частицы – нейтральные пи-мезоны.

Вероятно, были предложены ещё некоторые другие гипотезы для объяснения космологического красного смещения, но не всё они, возможно, известны авторам¹⁰.

В заключение приводим классификацию гипотез о красном смещении в спектрах галактик.

I класс – глобальные (в масштабе всей Метагалактики):

1) явление Доплера;

2) изменение фундаментальных постоянных (с, G, h и др.);

3) изменение структуры пространства и времени (метрики, замедление темпа времени и т. п.);

II класс – локальные:

1) рассеяние излучения (в том числе изменение с расстоянием показателя преломления межгалактической среды);

2) поглощение излучения;

3) гравитационные взаимодействия фотона:

а) с метагалактическим гравитационным полем;

б) с неоднородностями галактических гравитационных полей (влияние отдельных галактик, наличие поглощения или экранирования гравитационного поля);

в) испускание фотонов меньшей частоты;

4) взаимодействия фотона:

а) с электронами и др. тяжёлыми частицами;

б) с фотонами;

в) с нейтрино и антинейтрино;

5) структурность фотона:

а) электротоки;

б) пульсации;

в) испускание фотонов меньшей частоты;

г) испускание 2 нейтрино;

д) испускание нейтрино и антинейтрино;

е) испускание «гравитонов»;

ж) испускание «π»-мезонов.

Вникая в эту чисто условную классификацию, мы видим, что в недоплеровских объяснениях красного смещения происходит всё большая конкретизация механизма взаимодействия фотона с другими частицами и возрастание роли предложений о структуре самого фотона и его эволюции.

Отметим также, что изложенные здесь гипотезы ещё требуют большого критического разбора и поисков возможных путей их экспериментальной проверки, но нам представляется, что всё же необходимо различать два явления: строение и эволюцию Метагалактики и структуру и эволюцию фотона. Связаны ли они вместе в явлении космологического красного смещения или нет, этого мы ещё пока не знаем.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

ПРИМЕЧАНИЯ

¹ При H=100 км/сек/мпс.

² Недавно проведённая группой английских учёных статистика кратных смещений 186 квазаров этого явления не обнаружила [37].

³ В последнее время это заключение оспаривается.

⁴ Новые исследования по этому вопросу недавно опубликованы Л Киппером (Публ. Тарт. Обс. 40, 73, 1973 г.).

⁵ В последнее время этому вопросу посвящены работы [56, 57, 58, 59 и др.]. Возможному лабораторному опыту по проверке «старения» фотонов посвящена работа [60]. При этой гипотезе возникает большая трудность: в случае распада квантов (см. Я. Б. Зельдович [27]) вероятность этого ~1/ν, следовательно, например, радиоволны от далёких галактик вообще не смогли бы достигнуть наблюдателя.

⁶ См. В.А. Амбарцумян [27].

⁷ Т.е. при старом значении H.

⁸ Возможное существование частиц мнимой массы, энергии и импульса рассматривается и статье Р. Фокса [96].

⁹ См. примечание 4.

¹⁰ Например, в книге проф. Ф. Л. Королёва «Теоретическая оптика» есть ссылка на работу одного дипломанта МГУ, с которой мы не смогли ознакомиться, несмотря на запрос.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

ЛИТЕРАТУРА

1. В. А. А м б а р ц у м я н. Ст. «Вселенная», БЭС, 9, 295, 1951.

2. С. W. A l l e n. Astrophysical Quantities, 2 ed., Athlon Press, L.,1964.

3. G. С. M с V i t t i e. «Atti. conv. Cosmologia, Padova-Venezia, 1964», Firenze, p. 13. 1966.

4. М. L. H u m a s о n, N. U. М а у a 1 1, A. R. S a n d a g e. A, J., 61, 17, 1956.

5. G. d e V a u с o u 1 e u r s. Contr. McDonald Obs., N. 419, 1967, (IAU Symp. N. 30, 9, 1967).

6. N. U. M a u a 1 1, G. de Vauсou1eurs. A. U., 67. 363, 1962.

7. R. М i n k o w s k i. Ann. Aph., 23, 385, 1960.

8. W. A. B a u m. A. J., 62, 6, 1957.

9. М. С. Э й г е н с о н. Цирк. Львов. А. О., № 26, 1, 1954.

10. R. М i n k o w s k i. Ap. J., 123, 373, 1956.

11. О. С. W i l s о n. PASP, 61, 132. 1949.

12. M. Schmidt. Ap. J., 141, 1295, 1965.

13. G. Grulf. Ap. Lett., 4, 141, 1969.

14. E. М. B u r b i d g e; М.-H. D e m o u 1 i n. Ap. J., 157, Р. I I, L. 155, 1969.

15. Г. К. М а к В и т т и. Общая теория относительности и космология,

ИИЛ, М., стр. 228, 1961.

16. A. S a n d a g e. Ap. J., 133, 355, 1961.

17. А. В. 3 а с о в. Сообщ. ГАИШ, № 147, 26, 1967.

18. R. C. T o l m a n. Relativity, Thermodynamics and Cosmology, Oxford, 1934.

19. W. R i n d l e r. М. N., 116, 335, 1956.

20. H. P. R о b е r t s о n. PASP, 67, 85, 1955.

21. Ю. П. П с к о в с к и й. АЖ, 37, 1056, 1960.

22. Problems of Extragalactic Research. Ed. G. C. McVittie, N.–Y., 1962; G. B. van Albada. p. 411; E. Holmberg, p. 401.

23. G. d e V a u с o u 1 e u r s. Publ. Depart Astr. Univ. Texas, ser. I, vol. I, N. 10, p. 3, 1966.

24. D. Sher. I. R. A. S. Can., 62, 105, 1968.

25. G. S с h r u t k a - R e c h t e n s t a m m. Die Sterne, 38, 100, 1962.

26. А. А. Ф р и д м а н. Z. Ph., 11, 377, 1922 – Русский перевод: Журнал Русск. физ.-хим. общ., часть физич. 56, (1), 59, 1924; Z. Ph., 21, 326. Обе статьи на русск. языке опубликованы также: УФН, 80, вып. 3, 439 и 147. 1963.

27. В. А. А м б a р ц у м я н. Ст. «Астрономия», БЭС, 3, 1950; В. А. А м б a р ц у м я н, В. В. Казютинский, «Метагалактика и Вселенная» в сб. «Структура и формы материи», стр. 360, М., 1967; Я. Б. Зельдович, УФН, 80, вып. 3, 357, 1963.

28. I. I b e n, J. F a u 1 k n e r. Ap. J., 153, 101, 1968; I. Iben, R. Rood. Ар. J. 161, 587, 1970; P. Demarque, J. G. Mengel, M. Aizenman, Ap. J., 163, 37, 1971.

29. F. M. G o m i d e. An. Acad. brasil. ciene., 37, N. 3–4, 425, 1965.

30. F. M. G o m i d e. An. Acad. brasil. ciene., 39, N. 3–4, 405, 1967.

31. P. S t u b b s. New Sci. and Sci. J., 50, N. 749, 254, l971.

32. F. H o y 1 e, G. R. B u r b i d g e. Nature, 227, N. 5256, 359, 1970. Ap. J. 154, L. 41, 1968.

33. В. Л. Г и н з б у р г. Природа, № 9, 30, 1956.

34. О. А. М е л ь н и к о в, Изв. ГАО АН СССР, № 182, 117, 1967.

35. Г. Б е р б и д ж, М. Б е р б и д ж. Квазары, Пер. с англ., М., 1969.

36. G. B u r b i d g e. Ap. J., 154, L. 41, 1968.

37. S. H. Р l a g е m a n n, Р. А. F e l d m a n, R. G r i b b i n, .Nature, 224, N. 5222, 875, 1969; см. также р. 843.

38. J. L o i s e a u. Appl. Optics, 7, 139l, 1968.

39. H. C. A r p. Science, 151, 1214, 1966.

40. H. C. A r p. Aph. Let., 7, 221, 1971.

41. D. W e e d m а n n. Ap. J., 161, L. 113, 1970.

42. H. C. A r p. Ap. Let., 9, 1, 1971.

43. H. C. A r p. Ap. J., 75, 1, 1970.

44. M. B u r b i d g e, G. R. B u r b i d g e, P. M. S о 1 о m о n, P. А. S t r i t t m a t t e r. Ap. J., 170, 233, 1971.

45. H. C. A r p, E. M. B u r b i d g e, C. D. M a c k a y, P. А. S t r i t t m a t t e r. Ap. J., 171, L. 41, 1972.

46. S. M. S i m k i n. Bull. Amer. Astr. Soc., 1, 362, 1969; Nature, 239, N. 5366, 43, 1973.

47. H. C. A r p. Nature, 225, 1033, 1970.

48. T. J a a k k o l a. Nature, 234, N. 5331, 534, 1971; Вестник КГУ, сер. астрон., № 13, 97. 1971.

49. G. d e V a u с o u 1 e u r s, A. d е V a u с о u 1 e u r s. Nature, 236, N. 5343, 166, 1972.

50. В. Н. Ч у р и л о в с к и й. «О новой гипотезе красного смещения в спектрах галактик» (рукопись), 1957.

51. S. R. M a l i n. M. N. Astr. Soc. South. Africa, 24, N. 8, 1965.

52. S. B e l l e r t. Astroph. and Space Sci., 3, 268, 1969; 4, 211, 1970.

53. F. Z w i с k y. PASP, 73, N. 434, 314, 1961.

54. А. Ф. Б о г о р о д с к и й. Циркуляр ГАО АН СССР, № 29, 3, 1940.

55. А. А. Б е л о п о л ь с к и й. Русский астрон. календарь (перем. часть). стp. 119, 1930; «Астрономические труды» под ред. О. А. Мельникова, стр. 268. Гостехиздат, 1954.

56. I. G о t t 1 i e b. "An. stiint. Univ. Jasi", sec. 16, 11, 1, 1965.

57. L u i De B r o g l i e. C. r. Acad. sei., 263, N. 9, B. 589, 1966.

58. V. A. F i r s o f f. Discovery, 26, N. 4, 18, 48, 1965.

59. G. B u r b i d g e. Nature. 233, 36, 1971.

60. J. S h a m i r, R. Fox. Nuovo cimento. B. 50, N. 2, 371, 1967.

61. E. H u b b 1 e. Ар. J., 84, 517, 1936.

62. E. H u b b l e. The observational approach to cosmology, Oxford, 1937.

63. E. H u b b l e, R. Ch. T о 1 m a n. Ар. J., 82, N. 4, 302, 1935.

64. F. Z w i с k y. Proc. Wash. Nat. Ac., 25, 604, 1939; 26, 332, 1940.

65. М. С. Э й г е н с о н. Циркуляр. Льв. А. О., № 26, 5, 1954.

66. H. S. S h e 1 t о n. Obs., 73, 84. 1957.

67. E. F i n 1 e у - F r e u n d l i с h. Phil. Mag., 45, 303, 1954; Proc. Phys. Soc., А67, 192, 1954; Contr. St. Andrews Univ. Obs., №4, 1954; N. 5, 303, l954; N. 12, 215, 1954; Forshung und Fortschritte, 28, 353, 1954, (Obzor).

68. D. H ö f t. "Wiss. Z. Hochschule Electrotechn. I1menau", 7, N. 1, 15, 1961.

69. E. R. R. H о 1 m b e r g. Obs., 77, 28, 1957.

70. Th. N e u g e b а u е r. Acta Phys. Acad. Sc. Hung., 8, 365, 1958.

71. R. d'E. A t k i n s o n, Obs., 74, 170, 1954.

72. H. S. S h e l t o n, Obs., 74, 171, 1954.

73. R. d'E. A t k i n s o n. Obs., 73, 159, 1953.

74. H. S. Shelton, Obs., 73, 243, 1953; 74, 252, 1954.

75. К. F e r r a r i d ' О с с h i е р р о. Obs., 74, 169. 1954.

76. M. B о r n. Proc. Ph. Soc. (A), 67, 193, 1954.

77. E. M. B u r b i d g e, G. R. B u r b i d g e, Phil. Mag., 45, 1019, 1954.

78. T. N e u g e b a u e r, Acta Phys. Hungar., 4, 31, 1954.

79. W. H. М с С r e a. Phil. Mag., (7) 45, 1010, 1954.

80. D. H a a r t e r. Phil. Mag., (7), 45, 320, 1954; 45. 1023, 1954.

81. H. L. H e l f e r. Ph. Rev., (2), 96, 224, 1954.

82. O. S t r u v e. Sky and Tel., 13, 225, 1954. (Обзор).

83. G. J. Whitrow. M. N., 114, 180. 1954.

84. В. Л. Г и н з б у р г. ДАН СССР, 97, 617, 1954.

85. F. Z w i с k y. Helv. Phys. Acta, 27, 481, 1954.

86. Л. А. Дружкин. Бюлл. ВАГО, № 34, 37, 1963; Сб. «Теория относительности и гравитация», стр. 20, 24, М., 1971.

87. И. Л. Г е р л о в и н. «Природа света и некоторых физических явлений». Г., 1945.

88. L u i d e B r o g l i e. Com. Ren., 198, 135, 1934.

89. Р. J о r d а n. Z. Ph., 93, 1935.

90. А. А. С о к о л о в. ЖЭТФ, 7, 1055, 1935; 8, 114, 644, 1938.

91. O. H а 1 p e r n. Ph. Rer., 44, 885, 1934.

92. W. H i e t l e r. The Quanturn Theory of Radiation, Oxford, p. 193, 1936.

93. М. П. Б р о н ш т е й н. ЖЭТФ, 7, 335, 1937.

94. J. W e b e r. "Gravitat. and Relativity", p. 231. N. Y. – Amst., 1964.

95. R. F ü r t h. Phys. Lett., 13, N. 3, 221, 1964.