Grupa brytyjskich astronomów kierowana przez Eda Hawkinsa wykonała decydujący krok w kierunku rozwiązania sporu, który od dziesięcioleci dzielił społeczność uczonych. Naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham zbadali własności kwazarów i pobliskich galaktyk. Jako część swoich badań obalili wcześniejsze analizy sugerujące, że te dwie klasy obiektów są ze sobą fizycznie połączone. Jednocześnie została potwierdzona alternatywna hipoteza mówiąca, że kwazary są najodlegleglejszymi obiektami we Wszechświecie.

Kwazary to obiekty, z pozoru przypominające gwiazdy, lecz zdające się oddalać od Ziemi z prędkościami porównywalnymi z prędkością światła. Większość astronomów wierzy, że te wielkie prędkości są wynikiem rozszerzania się Wszechświata – kwazary uciekają od nas bardzo szybko, bo znajdują się bardzo daleko. Jednak dosyć silna mniejszość, włączając w to znanego astronoma Zmarł Fred Hoyle“>Freda Hoyle’a, twierdziła, że kwazary znajdują się znacznie bliżej. W szczególności wskazywali oni na bliskość na sferze niebieskiej pomiędzy kwazarami i pobliskimi galaktykami, sugerując w ten sposób, że kwazary są czymś, co kiedyś zostało przez te galaktyki wystrzelone.

Jednym z elementów wspierających ten pomysł było odkrycie, że kwazary zdają się oddalać tylko z pewnymi prędkościami. Na przykład, duża liczba kwazarów zdaje się poruszać z prędkością równą 59% prędkości światła względem galaktyk, którym na niebie towarzyszy. Jeśli kwazary naprawdę znajdowałyby się na krańcach Wszechświata, dlaczego miałyby się poruszać z prędkością dokładnie 59% prędkości światła względem niezwiązanych z nimi galaktyk?

W rozwiązywaniu tego problemu zrobiono bardzo niewielki postęp, głównie dlatego, że nie dysponowano wystarczającą ilością danych, żeby stwierdzić czy bliskość na niebie kwazarów i bliskich nam galaktyk jest przypadkowa czy rzeczywista. Zmieniło się to dzięki dwóm wielkim programom badawczym przeprowadzonym przez Anglo-Australijski Teleskop (AAT). Jeden z nich miał na celu wyznaczenie położeń i prędkości 200 tysięcy galaktyk, a drugi mierzył te same wielkości dla 25 tysięcy kwazarów. “Wielka ilość danych pozwoliła w inny sposób spojrzeć na to pytanie” – powiedział Hawkins. “Aby uczynić nasz test tak wiarygodnym, jak to jest możliwe, przed przeanalizowaniem danych zapytaliśmy o oczekiwania co do wyników przedstawicieli zwolenników obu teorii“.

Dzięki dokładnemu przeanalizowaniu zebranej bazy danych, Hawkins i jego współpracownicy znaleźli 1647 przykładów kwazarów zdających się leżeć blisko galaktyk i mogących być z nimi skojarzonych. Na nieszczęście zwolenników bliskich kwazarów, nie znaleziono już magicznej liczby 59% prędkości światła, ani żadnej innej wyróżnionej wartości. Osłabia to znacznie hipotezę mówiącą, że kwazary to obiekty wyrzucone przez galaktyki.

Hawkins stwierdził: “Byłoby czymś niesamowitym odkryć, że konwencjonalna teoria dotycząca kwazarów jest błędna. Dobrze jednocześnie, że nie okazało się, że od trzydziestu lat astronomowie znajdują się w ślepej uliczce“.

Analiza przeprowadzona przez Eda Hawkinsa, Steve’a Maddoxa i Michaela Merrifielda ukaże się 11 października z miesięczniku Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.

Autor

Michał Matraszek

Komentarze

  1. Romuald Kurjańczyk    

    DLA KWAZARÓW WSZYSTKIE MIEJSCA SĄ RÓWNIE WŁAŚCIWE — Prawo Hubble’a wiąże przesunięcie ku czerwieni widma elektromagnetycznego odległych galaktyk z odległością do nich. Przesunięcie ku czerwieni interpretowane jest tu jako wyłącznie spowodowane efektem Dopplera. Im większe przesunięcie ku czerwieni, tym większa odległość i tym większa prędkość oddalania. Kwazary promieniują widmo o największym przesunięciu ku czerwieni, więc leżą najdalej, a prędkość oddalania się kwazarów jest porównywalna z prędkością światła. Takie jest stanowisko zdecydowanej większości naukowców.

    Poniżej przedstawiam stanowisko zdecydowanej mniejszości.
    Niektóre czarne dziury opuszczają galaktykę i oddalają się od niej. Masa czarnej dziury, która opuściła galaktykę systematycznie wzrasta. Jej pokarmem jest głównie wszechobecna ciemna materia, ciemna materia o cechach eteru, który usunięto ze słownika fizyki ponad 80 lat temu. Wokół czarnej dziury tworzy się wirujący dysk ciemnej materii opadającej na czarną dziurę. W wirze powstają obszary fal uderzeniowych, w których z ciemnej materii powstają atomy wodoru. Na czarną dziurę zaczyna opadać materia. Z czasem potężny strumień gazu opadającego na czarną dziurę tworzy szybko rotujący gazowy dysk. W trakcie opadania gazu na czarną dziurę silnie wzrasta temperatura wirującego dysku. Powstaje nagie jądro rodzącej się galaktyki, czyli kwazar. W tym wczesnym okresie ewolucji galaktyki widzimy jej najbardziej wewnętrzną część jądra. Źródłem promieniowania kwazara jest więc materia znajdująca się w bardzo silnym polu grawitacyjnym, gdzie tempo wszelkich procesów według zegara obserwatora zewnętrznego niezmiernie się spowalnia. Każda fala elektromagnetyczna wypromieniowana przez kwazara, z naszego punktu widzenia wydaje się być dłuższa. Przesunięcie ku czerwieni widma elektromagnetycznego kwazarów jest spowodowane grawitacyjnym poczerwienieniem, a nie efektem Dopplera, a jeżeli tak, nieprawdą jest, że kwazary oddalają się od nas z ogromnymi prędkościami. Z tego samego powodu nie możemy zastosować prawa Hubble’a do określenia odległości do nich. Dla kwazarów nie ma miejsc bardziej lub mniej właściwych, każde jest równie dobre. Podobnie jak galaktyki, kwazary wykazują tym większe przesunięcie ku czerwieni, im dalej się od nas znajdują, ponieważ jest jeszcze jeden czynnik mający wpływ na głębokość poczerwienienia, wspólny dla kwazarów i galaktyk. Nie ma on jednak nic wspólnego z prędkością oddalania i zjawiskiem Dopplera.
    Na stronie http://www.mars.slupsk.pl/bh/ przedstawiam Nową Hipotezę Ewolucji Wszechświata.
    Zapraszam.

    1. Rafał Szulc    

      Rozbiór red shiftu… — We wcześniejszym swym komentarzu (http://forum.astronet.pl/index.cgi?293#n000000) napisałem, że grawitacyjnemu przesunięciu ku czerwieni, w odróżnieniu od dopplerowskiego – towarzyszyć będą linie emisyjne “wyraźnie rozmyte“. Jednak, jak mi zwrócono uwagę w mailu – to nie załatwia sprawy! Bowiem dla obiektów o których mowa, kwazarów, o rozmiarach kątowych mniejszych, niż rozdzielczość najlepszych nawet, dzisiejszych teleskopów (w dowolnym zakresie widma, czyli: radiowych, X, czy optycznych) – nadal nie jest możliwe dostatecznie dobre rozróżnienie poszczególnych obszarów emisji. W efekcie tego nawet różne sztuczki z obserwacją “szczelinową” (w wybranym, bardzo wąskim zakresie widma), oraz złożone i pomysłowe, matematyczne obrabianie otrzymywanych spektrogramów (patrz też “Najbardziej szczegółowe obserwacje otoczenia kwazara” – https://news.astronet.pl/news.cgi?2839 ), nadal pozostawiają dość sporo niepewności.

      Materia wokół kwazara jest dręczona i rozrywana na najróżniejsze sposoby, poruszając się w rozmaitych warunkach, przyspieszana, hamowana, wywijając kozły i zaplatając w supełki. Jej prędkość osiąga wartości relatywistyczne, zaś promieniowanie z kilku stref, w których panują odmienne warunki – odbieramy łącznie, i nawet najwymyślniejsze sztuczki mogą okazać się bezowocne: nie potrafimy ich rozdzielić.
      W efekcie może być i tak, że w takim “uwikłanym” widmie kwazara – każdy doszuka się niemal wszystkiego tego, co będzie chciał. Na upartego – może nawet całkiem innego red shiftu, niż wyliczony przez pozostałych astronomów…
      Bowiem widmo owo potrafi być tak  bogate, że naprawdę – jest w czym wybierać… I oczywiście, ma prawo zawierać jakieś rozmyte linie emisyjne, bez względu na to, czy prawdziwy jest model standardowy (“kwazary są b. daleko, a ich red shift ma charakter dopplerowski”), czy też wersja którejś grupy “dysydenckiej”:
      1. Wcale nie są takie odległe, zaś ich prędkość jest efektem “wystrzelenia” z macierzystej galaktyki, przez katastroficzny proces
      2. One nie mają prędkości aż tak wielkich, jak by sądzić po red shifcie, bowiem znaczna jego część ma charakter grawitacyjny, a nie dopplerowski

      Patrz też: “Kwazary we właściwych miejscach Wszechświata” (https://news.astronet.pl/news.cgi?2532 )
      Wśród kontestatorów “modelu obowiązującego” znalazło się wielu wybitnych badaczy (np. zmarły niedawno Fred Hoyle), dlatego, choć stanowili mniejszość, to jednak ich zdania lekceważyć nie sposób. Nie można też uznać za “ostatecznie zbadaną i zamkniętą” sprawy różnych możliwych (i dopuszczalnych) interpretacji danych obserwacyjnych, dotyczących owych obiektów.

      Jednak hipoteza kwazarów, jako galaktycznych “wyrzutków” ma zdecydowany feler: czemuż galaktyki miałyby “strzelać” kwazarami jedynie tak, że te – wyłącznie oddalają się od nas? Czyżby przepisy bezpieczeństwa zabraniały im “pluć” kwazarami choćby z grubsza w kierunku Ziemi?!

      Co do poczerwienienia grawitacyjnego: jak już wspominałem, powinno wtedy występować silne rozmycie odpowiednich linii emisyjnych, co wiąże się z samą strukturą zaburzenia, które miałoby odpowiadać za red shift. Wszak jama potencjału, z której wydostawać się musiałyby fotony, tracąc przy tym część swojej energii – ma ścianki (wykres) nie tylko strome, ale w dodatku – lejkowate. Dlatego akretująca materia wyświecałaby fotony z  różnych “pięter” takiego lejka. Zaś te, wspinając się “pod górkę” na różną wysokość – docierałyby do nas z  różnymi stopniami przesunięcia ku podczerwieni… W efekcie zlewałyby nam się ich obrazy spektrograficzne (bo: niska rozdzielczość kątowa), dając linie rozmyte.
      Lecz podobne rozmycie – może też pochodzić z innych zjawisk wokół kwazara, równie trudnych do rozdzielenia, ze względu na “słabe powiększenie obrazu”.

      Ale! Ale jednak! Myślę, że istnieje sposób “matematycznego” rozróżnienia szczegółów, pozwalający, przynajmniej, pewne opcje wykluczyć.
      Dla red shiftu dopplerowskiego struktura linii (w spektrogramie) powinna być “płaska”, tzn. zarówno ich przesunięcie, jak i ewentualna grubość (wynikła z rozmycia) – będzie stała, bez względu na lambda. Natomiast poczerwienienie grawitacyjne będzie “działać” inaczej: im większa długość fali (lambda), tym większa delta-lambda! Bowiem fotony “wspinając się po ściankach grawitacyjnego lejka” – powinny tracić taką samą ilość energii, bez względu na długość fali. A to oznacza inną, niż dopplerowska – strukturę rozkładu wartości z-et, dla różnych częstotliwości.

      Oczywiście gdyby poprawny był model “obowiązujący”, to owego “innego rozkładu poczerwienienia, w zależności od lambda” – być nie powinno. Czyli: oczekiwane jest raczej jego wykluczenie. Zaś wykluczenie jest znacznie trudniejsze do przeprowadzenia, niż ewentualne wykrycie danego zjawiska.
      Lecz chyba jednak jest tak, że w sprawie owej weryfikacji – piłka teraz jest na połówce boiska “kontestatorów”. I tak jak w  basketball-u, mają ograniczony czas na wrzucenie jej do kosza. Jeśli tego nie zrobią w “regulaminowym” terminie – to zagrywka przejdzie w ręce ich przeciwników… Strata piłki – bez punktu. Gwizdek! Gem, set, mecz, a w dodatku – koniec sezonu. Dysydenci spadają do drugiej ligi.

      Trochę byłoby… szkoda! Bowiem w następnym roku rozgrywki stałyby się już nieco mniej ekscytujące.

Komentarze są zablokowane.