|
Analysis of the D.L. Mamas' Article "An explanation for the cosmological redshift" |
Анализ статьи Дина Л. Мэймэса "Объяснение космологического красного смещения" |
|
Translation and analysis - A.M. Chepiсk |
Перевод и анализ - АМ Чепик |
|
Common remarks. |
Во-первых, в Стационарном пространстве Статической Вселенной распространение света в виде волны из-за проблемы так называемой "пропажи максимумов" (количество испущенных максимумов за единицу времени не совпадает с количеством принятых
максимумов за такую же единицу времени) требует увеличения срока приема волн каждого фотона. Но это не означает, что волны двух фотонов, испущенные последовательно одним и тем же электроном, придут последовательно, не пересекаясь во времени. Последовательно, с тем же разрывом во времени, что и при испускании, придут их первые волны, но первая волна второго фотона может попасть в приемник одновременно с некоторой по счёту волной первого фотона. Следовательно, возможно рассмотрение распространения света и в виде волн, и в виде фотонов. Поэтому механизм космологического красного смещения (ККС) следует искать также для взаимодействия частиц-фотонов или с электромагнитным полем, или с частицами среды с намного меньшими импульсами, чем у фотона. |
|
Please, pay attention to the light variance (dispersion). |
Прошу обратить внимание на дисперсию света. |
Further remarks are written by this color. |
Далее замечания написаны этим же цветом. |
|
An explanation for the cosmological redshift |
Объяснение космологического красного смещения |
|
4415 Clwr. Hr. Dr. N., Largo, Florida 33770, USA |
4415 Clwr. Hr. Dr. N., Ларго, Флорида 33770, США |
|
PHYSICS ESSAYS 23, 2 (2010) |
ФИЗИЧЕСКИЕ ЭССЕ 23, 2 (2010) |
|
Received 20 February 2009; |
Получено 20 февраля 2009 г.; |
|
0836-1398/2010/23(2)1326/4/ |
0836-1398/2010/23(2) 1326/4/ |
|
© 2010 Physics Essays Publication. |
© 2010 Physics Essays Publication. |
|
Abstract: A new theoretical model is presented which accounts for the cosmological redshift in a static universe. In this model the photon is viewed as an electromagnetic wave whose electric field component causes oscillations in deep space free electrons which then reradiate energy from the photon, causing a redshift. The predicted redshift coincides with the data of the Hubble diagram. The predicted redshift expression allows for the first time distance measurements to the furthest observable objects, without having to rely on their apparent magnitudes which may be subject to cosmic dust. This new theoretical model is not the same as, and is fundamentally different from, Compton scattering, and therefore avoids any problems associated with Compton scattering such as the blurring of images. |
Аннотация: Представлена новая теоретическая модель, которая объясняет космологическое красное смещение (ККС) в Статической Вселенной. В этой модели фотон рассматривается как электромагнитная волна, чей компонент электрического поля вызывает осцилляции в среде свободных электронов открытого космоса, которые затем переизлучают энергию из фотона, вызывая красное смещение. Предсказанное красное смещение совпадает с данными диаграммы Хаббла. Предсказанное выражение красного смещения впервые позволяет измерить расстояния до самых далеких наблюдаемых объектов, не имея необходимости полагаться на их видимые магнитуды, которые могут зависеть от космической пыли. Эта новая теоретическая модель не то же самое (и существенно отличается), что и Комптоновское рассеяние, и поэтому избегает любых проблем, связанных с Комптоновским рассеянием, таких как размывание изображений. |
|
Key words: Cosmology; Cosmological Redshift; Cosmological Models; Supernovae; Cosmic Dust. |
Ключевые слова: Космология; Космологическое Красное смещение; Космологические Модели; Сверхновые; Космическая пыль. |
|
I. INTRODUCTION |
I. ВВЕДЕНИЕ |
|
Compton scattering has long been rejected as an explanation for the cosmological redshift because in this particle-particle interaction, photons are scattered into various angles at various frequencies, resulting in a blurring of images.1 Numerous other mechanisms have been attempted to explain the cosmological redshift, such as an energy loss of the photon when traversing a radiation field,2 an inelastic scattering by gaseous atoms and molecules,3 or a dispersive-extinction effect by the space medium.4,5 Previously unconsidered by the principle of complementarity, a photon may also be viewed as a wave, interacting with intergalactic free electrons in a wave-particle fashion. |
Комптоновское рассеяние было давно отклонено в качестве объяснения космологического красного смещения, потому что в этом взаимодействии частиц с частицами, фотоны рассеиваются на различные углы на разных частотах, что сказывается на размывании изображений.1 Для попыток объяснения космологического красного смещения были использованы другие многочисленные механизмы, такие как: потеря энергии фотона при прохождении им поля излучения,2 неупругое рассеяние газообразными атомами и молекулами,3 или явление диспергирующего затухания космической среды.4,5 Ранее не рассматриваемый принципом двойственности (дополнительности), фотон может также быть рассмотрен как волна, взаимодействующая в форме волна-частица с межгалактическими свободными электронами. |
|
It is reasonable to assume that although very short wavelength photons (gamma rays) can interact with electrons in a particle-particle fashion (Compton scattering), photons of longer wavelengths than those of gamma rays could interact with electrons in a wave-particle fashion, the electron reacting to the photon's electric field. Being that a wavelength of visible light is eight orders of magnitude larger than an electron, a visible wavelength photon should pass directly over an electron with unchanging direction and with negligible blurring of images. This would circumvent Zwicky's above mentioned historical objection to Compton scattering over blurring of images and satisfy the consideration that photons travel without appreciable transverse deflection.6 |
Разумно предположить, что, хотя очень коротковолновые фотоны (гамма-лучи) могут взаимодействовать с электронами в форме частица-частица (Комптоновское рассеяние), фотоны более длинноволновые, чем гамма-лучи, могли взаимодействовать с электронами в форме волна-частица, электронной реакции на электрическое поле фотона. Учитывая, что длина волны видимого света на восемь порядков величины больше, чем электрон, фотон видимой длины волны должен миновать электрон с неизменным направлением и с незначительным размыванием изображений. Это обошло бы вышеупомянутое историческое возражение Цвики на Комптоновское рассеяние по поводу размывания изображений и удовлетворило бы рассмотрение, что фотоны перемещаются без заметного поперечного отклонения.6 |
|
Viewing of interacting of type a photon-particle shows binding property of dispersion of each photon. And only if particles of medium have impulses, smaller on a dozens of orders, than a photon, only then it is possible not to view dispersion of photons. Other alternative of interacting is offered in this paper - a wave-particle, however in this interacting it is necessary to consider that duration of reception of waves of one photon should be incremented because of so-called "losses of maximums" (the amount of the emitted maximums of wave at unit time will not coincide with an amount of the accepted maximums at the same unit time). Hence, viewings of extending of light both in the form of photon and in a wave mode is possible. Therefore it is necessary to search for mechanism KKS also for photons interacting as particles either with an electromagnetic field, or with particles of the aether with much smaller impulses, than at the photon. |
Рассмотрение взаимодействия типа фотон-частица показывает обязательным свойство рассеяния каждого фотона. И только если частицы среды имеют импульсы, на десятки порядков меньшие, чем фотон, только тогда рассеяние фотонов можно не рассматривать. Другой вариант взаимодействия предложен в этой статье – тип взаимодействия волна частица, однако следует учесть в этом варианте взаимодействия, что из-за так называемой "пропажи максимумов" (количество испущенных максимумов за единицу времени не будет совпадать с количеством принятых максимумов за такую же единицу времени) длительность приема волн одного фотона должна увеличиться. Следовательно, возможно рассмотрение распространения света и в виде фотонов, и в виде волн. Поэтому механизм ККС следует искать также для взаимодействия частиц-фотонов или с электромагнитным полем, или с частицами эфира с намного меньшими импульсами, чем у фотона. |
|
Furthermore, any other objection to Compton scattering (particle-particle) as an explanation for the cosmological redshift is irrelevant to the thesis of this present article, which does not propose a Compton scattering explanation but rather a fundamentally different redshift mechanism based on an instead wave-particle interaction. The thesis of this present article is a theoretical prediction of a new mechanism, a new fashion in which a photon could interact with free electrons in deep space. This new theoretical model is supported by the calculations provided below, the predicted cosmological redshift coinciding with the data of the Hubble diagram. |
Более того, любое другое возражение против Комптоновского рассеяния (частица-частица) как объяснения космологического красного смещения является несоответствующим тезису этой данной статьи, которая не предлагает объяснение, основанное на Комптоновском рассеянии, а, скорее, вместо этого, на существенно другом механизме красного смещения, основанном на взаимодействие волна-частица. Основной тезис этой статьи - это теоретический прогноз нового механизма, новой формы, по которой фотон мог взаимодействовать со свободными электронами в далёком космосе. Эта новая теоретическая модель поддержана вычислениями, приведёнными далее, предсказала космологическое красное смещение, совпадающее с данными диаграммы Хаббла. |
|
A clear distinction is being drawn here between the case of extremely high frequency (gamma ray) Compton scattering (particle-particle) interactions, and the different manner in which photons of longer wavelengths than those of gamma rays may interact with free electrons in an instead wave-particle fashion. In the former case, the intensity (photon flux) of radiation is reduced as gamma ray photons are simply scattered out of a beam of gamma radiation. In the latter case, photons of longer wavelengths than those of gamma rays are seen as passing directly over the free electrons with therefore no change in a photon's forward direction. Easily visualized as an example, a very long radio wavelength photon which passes over a free electron will certainly cause a radio frequency oscillation in the electron, while the radio wavelength photon continues along in its original straight path. |
Здесь проведено ясное различие между случаем взаимодействия (частица-частица) рассеяния Комптона при очень высокой частоте (гамма-лучи), и другим способом, в которой фотоны более длинноволновые, чем фотоны гамма-лучей, могут взаимодействовать со свободными электронами в другой форме волна-частица. В первом случае интенсивность (поток фотонов) излучения уменьшается, поскольку фотоны гамма-лучей просто рассеиваются из пучка гамма-излучения. В последнем случае фотоны более длинноволновые, чем фотоны гамма-лучей, видятся проходящими прямо по области со свободными электронами, поэтому без всякого изменения в прямом направлении фотонов. Легко визуализируемый пример: очень длинноволновый радиофотон, который проходит мимо свободного электрона, конечно, вызовет радиочастотную осцилляцию в электроне, в то время как сам фотон продолжает движение вперед в направлении его первоначального прямого пути. |
|
Why guesses of this paper can be applied to a band of visible light about which it is known that in a photo-effect it proves as a particle? It is necessary to search for CR-mechanism and in other modes of interacting. |
Почему предположения этой статьи можно применять к диапазону видимого света, о котором известно, что он в фотоэффекте проявляет себя как частицы? Механизм ККС нужно искать и в других видах взаимодействия. |
|
326 |
326 |
|
In this long wavelength case, the intensity (photon flux) of a beam of photons remains unchanged. What is, however, expected is a minuscule reduction in each incident photon's energy (a redshift) as the free electrons are encountered, as will be demonstrated below by calculation. This mode of interaction is expected to hold not only for radio frequencies but over the entire frequency range of observed spectral lines all the way into the x-ray regime. |
В этом длинноволновом случае интенсивность (поток фотонов) пучка фотонов остается неизменным. То, что, однако, ожидается, является крохотным уменьшением энергии каждого участвующего фотона (красное смещение) в силу столкновений со свободными электронами, как будет ниже показано с помощью вычисления. Эта мода взаимодействия, как ожидается, будет иметь место не только для радиочастот, но и по всему частотному диапазону наблюдаемых спектральных линий вплоть до режима рентгеновского излучения. |
|
At collision (encountering) of photons with free electrons photons will be diffused and will not come to the observer, therefore because of collisions additional decrease of flux level of light, instead of a redshift of the accepted photons will be fixed. |
При столкновении фотонов со свободными электронами фотоны будут рассеяны и не придут к наблюдателю, поэтому из-за столкновений будет фиксироваться дополнительное уменьшение интенсивности потока света, а не красное смещение принятых фотонов. |
|
A further distinction is drawn here between these two separate cases. In high frequency (gamma ray) Compton scattering, photons can experience a change in their frequency, but a strong unshifted component remains. In contrast, photons of longer wavelengths than those of gamma rays as observed in the spectral lines from stars do not exhibit both frequency shifted and unshifted light, rather these photons are seen as all interacting with deep space free electrons in a wave-particle fashion, where all photons are equally redshifted by the law of large numbers, each photon from a particular spectral line of a particular object encountering the same great number of free electrons in deep space. |
Здесь проведено дополнительное различие между этими двумя отдельными случаями. В высокочастотном Комптоновском рассеянии (гамма-лучи) фотоны могут испытать изменение своей частоты, но остаётся сильный несдвинутый компонент. Напротив, фотоны более длинноволновые, чем фотоны гамма-лучей, при наблюдении звездных спектральных линий не показывают сдвинутую и несдвинутую частоту света, скорее все эти фотоны видятся как результат взаимодействия со свободными электронами глубокого космоса в форме волна-частица, где все фотоны одинаково сдвинуты в красную сторону по закону больших чисел, когда каждый фотон от конкретной спектральной линии конкретного объекта, сталкивается с тем же самым большим числом свободных электронов в глубоком космосе. |
|
As a note, in the situation of extremely dense radiation fields such as where very powerful lasers are used in laboratory Thomson scattering measurements of plasma densities, or in the extremely dense radiation fields in the interior of stars, a new interpretation of the manner is suggested here in which photons of longer wavelengths than those of gamma rays are actually interacting with free electrons. In these dense radiation fields, one has the impression that the powerful laboratory laser beam's photons can experience a change in their direction and be subtracted from the beam, as do gamma ray photons in Compton scattering. It is, however, suggested here that in these very dense radiation fields, the individual photons of longer wavelengths than those of gamma rays are not actually deflected from their straight line paths, rather the free electrons are so massively agitated by radiation that a free electron reradiates photons at the same frequency of the radiation field only after taking a tiny bit of energy from each and every photon that passes directly over the free electron. The incident laboratory laser beam would then have no reduction in its photon flux but rather simply a tiny reduction in the frequency of each incident photon. The cosmological redshift might therefore be testable using laboratory lasers, although conditions in dense radiation fields in laboratory plasmas are radically different from those in deep space. |
Как замечание, в случае чрезвычайно плотных полей излучения, таких как при использовании очень мощных лазеров в лабораторных измерениях рассеяния Томсона в плотной плазме, или в чрезвычайно плотных полях излучения внутри звезд, здесь предложена новая интерпретация способа, по которому фотоны более длинноволновые, чем фотоны гамма-лучей, фактически взаимодействуют со свободными электронами. В этих плотных полях излучения имеется впечатление, что фотоны мощного лабораторного лазерного пучка могут испытать изменение своего направления и уйти из пучка, также как и фотоны гамма-лучей в Комптоновском рассеянии. Однако, здесь предполагается, что в этих очень плотных полях излучения, индивидуальные фотоны более длинноволновые, чем фотоны гамма-лучей, фактически не отклоняются от своих прямых путей, скорее свободные электроны так сильно возбуждены излучением, что свободный электрон вторично излучает фотоны на той же самой частоте поля излучения только после захвата крошечной доли энергии от каждого фотона, который проходит прямо по свободному электрону. У падающего лабораторного лазерного луча тогда не было бы никакого уменьшения его потока фотонов, а скорее было бы просто крошечное уменьшение частоты каждого падающего фотона. Космологическое красное смещение может поэтому быть определено, используя лабораторные лазеры, хотя условия в плотных полях излучения в лабораторных плазмах радикально отличаются от условий в глубоком космосе. |
|
II. ANALYSIS OF THE REDSHIFT MECHANISM |
II. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА КРАСНОГО СМЕЩЕНИЯ |
|
The following discussion analyzes by calculation the (wave-particle) fashion in which photons of longer wavelengths than those of gamma rays may interact with deep space free electrons, resulting in the redshifted spectral lines of astronomical objects. |
Следующее обсуждение анализирует посредством вычисления форму (волна-частица), по которой фотоны более длинноволновые, чем фотоны гамма-лучей, могут взаимодействовать со свободными электронами глубокого космоса, проявляясь в красном смещении спектральных линий астрономических объектов. |
|
A photon is an electromagnetic wave whose electric field component should cause an oscillation in any free electron over which passes the wave. The electron duly accelerated must reradiate energy at the expense of the wave. A free electron has been demonstrated by electromagnetic theory to have an effective area for reradiating the energy of an incident electromagnetic wave, |
Фотон – это электромагнитная волна, компонент электрического поля которой должен вызвать вибрацию в любом свободном электроне, мимо которого проходит эта волна. Электрон, должным образом ускоренный, должен вторично излучить энергию за счет волны. Свободный электрон, как показано электромагнитной теорией, должен иметь эффективную поверхность для того, чтобы переизлучить энергию падающей электромагнитной волны, |
|
327 |
327 |
|
the Thomson scattering cross section.7 Applying Planck's relation (E=hf) that the energy of a quantum of electromagnetic energy be proportional to its frequency, one expects then that the frequency of the photon is lowered in proportion to this reduction in its energy, i.e., a redshift. Much more massive are ions whose effect is neglected. |
поперечное сечение рассеяния Томсона.7 Применяя формулу Планка (E=hf), по которой энергия кванта энергии электромагнитного поля является пропорциональной его частоте, каждый ожидает тогда, что частота фотона снижается пропорционально уменьшению его энергии, то есть, красное смещение. Влиянием много более массивных ионов пренебрегают. |
|
From the point of view of electromagnetic wave theory, as a photon passes over a single free electron the electron is not displaced from its initial position but simply oscillates about its fixed position with the electric field of the wave, reradiating energy in a symmetric dipolar fashion, therefore not causing the wave to alter its forward direction. Note that in the calculation of the Thomson scattering cross section, the electron is taken as fixed in that the random velocities of free electrons are assumed small compared to the speed of light of the incident photon. Also in the calculation of the Thomson scattering cross section, the electron is taken as reacting only to the photon's electric field component, the electron's assumed subrelativistic velocity allowing one to neglect the magnetic component of the Lorentz force. Any effect of the electron's dipole moment is also neglected. |
С точки зрения теории электромагнитных волн, при прохождении фотона мимо одиночного свободного электрона, электрон не сдвигается со своего начального положения, но просто колеблется около его фиксированного положении из-за электрического поля волны, вторично излучая энергию в симметричной дипольной форме, поэтому не заставляя волну изменить ее направление вперёд. Заметьте, что в вычислении поперечного сечения рассеяния Томсона электрон взят как фиксированный, при этом случайные скорости свободных электронов предполагаются небольшими по сравнению со световой скоростью падающего фотона. Также в вычислении поперечного сечения рассеяния Томсона электрон взят как реагирующий только на компонент электрического поля фотона, принятая нерелятивистская скорость электрона, позволяет пренебречь магнитной составляющей силы Лоренца. Любым явлением дипольного момента электрона также пренебрегают. |
|
If now a photon, viewed as in itself an incident electromagnetic wave, traverses the rarefied deep space of the cosmos for billions of years, the photon's wavefront slowly and eventually encounters vast numbers of free electrons one at a time, resulting in a cumulative redshift which can be calculated. The following equation expresses a fractional decrease (dI/I) in a plane EM wave's energy flux I as the wave encounters an electron density n, where electrons have an effective cross-sectional area C, the well known standard value for the Thomson scattering cross section of electrons. The equation follows immediately from the definition of the Thomson scattering cross section, which is the effective area of the free electron to reradiate energy from an incident electromagnetic wave (the photon) whose direction remains unchanged. |
Если теперь фотон рассматривать как сама по себе падающая электромагнитная волна, пересекает разреженное пространство глубокого космоса в течение миллиардов лет, то фронт волны фотона медленно и случайно сталкивается с большим числом свободных электронов по одному за раз, получая суммарное красное смещение, которое может быть вычислено. Следующее уравнение выражает относительное уменьшение (dI/I) потока энергии I плоской ЭМ волны, поскольку волна сталкивается с концентрацией электронов n, где у электронов есть эффективная площадь поперечного сечения C, известное стандартное значение поперечное сечение электронов для рассеяния Томсона. Уравнение немедленно следует из определения поперечное сечение электронов для рассеяния Томсона, которое является рабочей поверхностью свободного электрона для вторичного излучения энергии от падающей электромагнитной волны (фотона), чье направление остается неизменным. |
|
Possibly, it would be better to give this definition and a deduction of the equation (1). And also to make an estimate of percent of photons, whose direction remains invariable in an interval dx. It is obvious that this percent will depend on frequency as the frequency dependence for a scattering indicatrix of photons is known. |
Возможно, лучше было бы привести это определение и вывод уравнения (1). А также сделать оценку процента фотонов, чье направление остается неизменным на расстоянии dx. Очевидно, что этот процент будет зависеть от частоты, поскольку известна зависимость от частоты для индикатрисы рассеяния фотонов. |
|
dI/I = - nC dx. (1) |
dI/I = - nC dx. (1) |
|
We can now integrate this equation, the integral of the right hand side being the total cross-sectional area of all the electrons (per m2 of incident wave) that the incident wave would be intercepting over a distance x. Completing the integration of both sides of the equation and then solving for I yield a standard exponential decay for I, the incident energy flux, over a distance x, where the exponential decay constant k has the value (1/Cn). |
Мы можем теперь интегрировать это уравнение, и интеграл справа является полной площадью поперечного сечения всех электронов (на м2 падающей волны), которые падающая волна перехватила бы на расстоянии x. Завершение интегрирования обеих сторон уравнения и затем, решая для I, получаем стандартное экспоненциальное затухание для падающего потока энергии I, на расстоянии x, где константа k экспоненциального распада есть значение (1/Cn). |
|
I ~exp(-x/k). (2) |
I ~exp(-x/k). (2) |
|
Assuming for illustrative purposes, an average electron density of 100 e/m3 in intergalactic space, the exponential distance scale k (= 1/nC) for the weakening (redshifting) photon calculates to be 16·109 light years. Dividing by the speed of light gives an exponential redshifting time scale of 16 X 109 years, which is approximately the hypothetical "age of the universe" according to the Big Bang theory. This provides a simple alternative explanation for the extremely redshifted edge of the visible universe, due to wave-particle scattering by free electrons, as opposed to the expansion hypothesis of the Big Bang theory. |
Предполагая для иллюстративных целей среднюю концентрацию электронов 100 e/m3 в межгалактическом пространстве, экспоненциальный линейный масштаб k (= 1/nC)для ослабления (красного смещения) фотона вычисляем из расчета 16·109 световых лет. Деление на скорость света дает масштаб времени для экспоненциального красного смещения 16·109 лет, который является приблизительно гипотетическим "возрастом Вселенной" согласно теории "Большого Взрыва". Это обеспечивает простое альтернативное объяснение чрезвычайно большому красному смещению края видимой Вселенной из-за рассеяния волна-частица на свободных электронах, в противоположность гипотезе расширения в теории "Большого Взрыва". |
|
328 |
328 |
|
Regarding the above assumption of an estimated 100 free electrons/m3, note that any small uniform background of free electrons in deep space would have negligible effect on the observed dynamics of astronomical systems. Any higher or lower estimate for an average free electron density in deep space would, respectively, decrease or increase the above calculated redshifting distance scale. Estimated values for Hubble's constant have varied appreciably. By choosing a higher or lower figure for the average free electron density, one can precisely produce the same effect of any estimated value for Hubble's constant in that by either redshifting mechanism the linear distance versus redshift graphs for nearby measurable astronomical objects would coincide. |
Относительно вышеупомянутого предположения о приблизительно 100 свободных электронах/м3, заметьте, что любой небольшой равномерный фон свободных электронов в далёком космосе имел бы незначительный эффект на наблюдаемую динамику астрономических систем. Любая большая или меньшая оценка для средней плотности свободных электронов в далёком космосе, соответственно, уменьшила бы или увеличила бы вышеупомянутый расчетный масштаб расстояний по красному смещению. Рассчитанные значения для константы Хаббла заметно изменяются. Выбирая более высокое или более низкое значение для средней плотности свободных электронов, можно точно получить такой же эффект как и для любого расчетного значения константы Хаббла – или с помощью механизма красного смещения, или диаграммы красного смещения - линейное расстояние для соседних измеримых астрономических объектов совпало бы. |
|
III. AGREEMENT WITH THE HUBBLE DIAGRAM |
III. СОГЛАСИЕ С ДИАГРАММОЙ ХАББЛА |
|
The precise coinciding of redshift graphs is quickly seen from the above exponential expression for the redshifting photon, where the photon's frequency f has the following dependence: |
Точное совпадение диаграмм красного смещения ясно видно из вышеупомянутого экспоненциального выражения для красного смещения фотона, где у частоты f фотона есть следующая зависимость: |
|
f ~ exp(-nCx). (3) |
f ~ exp(-nCx). (3) |
|
More precisely, f = f0exp(-nCx) and f = f0(1-nCx). |
Точнее, f = f0exp(-nCx) и f = f0(1-nCx). |
|
For nearby astronomical objects, the frequency is therefore linear with distance. |
Поэтому для соседних астрономических объектов частота линейна по расстоянию. |
|
f ~ (1-nCx). (4) |
f ~ (1-nCx). (4) |
|
Calculating redshift we then arrive immediately at the following equation: |
Вычисляя красное смещение, мы тогда немедленно приходим к следующему уравнению: |
|
z = redshift = nCx. |
z = красное смещение = nCx. |
|
The Hubble expression for redshift is also linear with distance and precisely coincides with the above linear expression for redshift when simply equating the proportionality constants. |
Выражение Хаббла для красного смещения - также линейно по расстоянию и точно совпадает с вышеупомянутым линейным выражением для красного смещения, просто приравнивая константы пропорциональности. |
|
nC = H / (speed of light). |
nC = H / (скорость света). |
|
Taking one estimate of Hubble's constant to be the inverse of 13.7·109 years, the value of n is calculated to be 116 e/m3, the average free electron density that produces a linear distance versus redshift behavior which precisely coincides with that from Hubble's constant. |
Беря одну оценку константы Хаббла, являющейся обратной величиной к 13.7·109 лет, вычисляем значение n = 116 e/m3 средней концентрации свободных электронов, что дает линейное расстояние в зависимости от поведения красного смещения, которое точно совпадает с зависимостью от константы Хаббла. |
|
The above calculation demonstrates how just a small amount of intergalactic free electrons can result in the cosmological redshift observed in the spectral lines of astronomical objects. |
Вышеупомянутое вычисление демонстрирует, как лишь небольшое количество межгалактических свободных электронов может давать космологическое красное смещение, наблюдаемое в спектральных линиях астрономических объектов. |
|
Note that the emergent spectrum originates at the star's surface, and the cosmological redshift begins to increase thereafter, as the photons pass over vast numbers of free electrons in deep space after billions of years of travel. |
Заметим, что выходящий спектр берёт начало на поверхности звезды, и космологическое красное смещение начинает увеличиваться после того, поскольку фотоны проходят сквозь большое количество свободных электронов в далёком космосе после миллиардов лет путешествия. |
|
Further regarding the above assumption of approximately 100 e/m3 in deep space, the average electron density in deep space has never been directly measured. The discovery of voids and supervoids in deep space make even more difficult the problem of directly measuring an effective average value for the density of electrons in deep space. |
Далее относительно вышеупомянутого предположения о приблизительно 100 e/m3 в далёком космосе, средняя концентрация электронов в далёком космосе прямо никогда не измерялась. Открытие лакун и суперлакун в далёком космосе делает даже более трудным задачу прямого измерения эффективного среднего значения для концентрации электронов в далёком космосе. |
|
The arguments presented in this present article are based on the implicit assumption that the electron density in deep space is homogeneous in space and time. Models of the Big Bang theory predict numbers for the mass density of the universe, but if one rejects the Big Bang theory and proposes alternative theories, the Big Bang based predictions for mass density are meaningless. The above determination of an average effective density of 116 e/m3 is supported by the above calculation which shows precise agreement with the current value for Hubble's constant. |
Аргументы, представленные в этой данной статье, основаны на неявном предположении, что концентрация электронов в далёком космосе однородна в пространстве и времени. Модели теории "Большого Взрыва" предсказывают цифры для массовой плотности Вселенной, но если Вы отклоняете теорию "Большого Взрыва" и предлагаете альтернативные теории, прогнозы для массовой плотности, основанные на Большом Взрыве, бессмысленны,. Вышеупомянутое определение средней эффективной плотности 116 e/m3 поддержано вышеупомянутым вычислением, которое показывает точное соответствие с текущей величиной константы Хаббла. |
|
As for laboratory confirmation of my above proposed explanation for the cosmological redshift, to detect a redshift in the laboratory would be difficult because electron densities normally attained in laboratory plasmas are far too low. However, the effect does appear to exist over astronomical distances where vast numbers of free electrons are available. |
Что касается лабораторного подтверждения моего выше предложенного объяснения космологического красного смещения, то обнаружить красное смещение в лаборатории было бы трудным, потому что концентрации электронов, обычно достигаемые в лабораторных плазмах, слишком низки. Однако, явление, действительно, кажется, существует на астрономических расстояниях, где огромное количество свободных электронов присутствует. |
|
IV. CALCULATION OF THE DISTANCES TO THE FURTHEST OBSERVABLE OBJECTS |
IV. ВЫЧИСЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ К САМЫМ ДАЛЕКИМ НАБЛЮДАЕМЫМ ОБЪЕКТАМ |
|
One now returns to the above predicted redshifting frequency dependence which was expressed by the following: |
Теперь возвратимся к вышеупомянутой предсказанной частотной зависимости для красного смещения, которая была выражена следующим образом: |
|
f ~ exp(-nCx). (7) |
f ~ exp(-nCx). (7) |
|
From this frequency dependence, the redshift of the weakening photon is then immediately calculated yielding the following general formula (redshift= fractional change in frequency) which holds out to the furthest cosmological distances. |
Из этой частотной зависимости немедленно вычисляем красное смещение слабеющего фотона, и приходим к следующей общей формуле (красное смещение = относительное изменение частоты), которая распространяется на самые далекие космологические расстояния. |
|
z = redshift = exp(-nCx). (8) |
z = красное смещение = exp(-nCx). (8) |
|
It is obvious that real concentration of electrons in various areas of the Universe is various, therefore |
Очевидно, что реальная концентрация электронов в различных областях Вселенной различна, поэтому |
|
This redshift formula is therefore independent of the observed brightness of an astronomical object. It is also independent of the photon's frequency, thereby admitting the same redshift measurement in any wavelength band of observed spectral lines. Linear at nearby distances in precise agreement with Hubble's data, as shown above, we now find that at great distances the redshift should increase exponentially. |
Эта формула красного смещения поэтому независима от наблюдаемой яркости астрономического объекта. Она также независима от частоты фотона, таким образом допуская то же самое измерение красного смещения в любом диапазоне длин волн наблюдаемых спектральных линий. Линейное на близких расстояниях в точном соответствии с данными Хаббла, как показано выше, мы теперь обнаруживаем, что на больших расстояниях красное смещение должно увеличиться экспоненциально. |
|
Solving this expression for redshift one finds the following general equation for determining the distance x to cosmological objects based on their redshifts. |
Решая это выражение для красного смещения, обнаруживаем следующее общее уравнение для определения расстояния x до космологических объектов, основанное на их красных смещениях. |
|
x =(1/nC) ln(z+1). (9) |
x =(1/nC) ln(z+1). (9) |
|
It is possible to solve the equation (8 ') only under condition of known electron concentrations in all areas through which the analyzed light stream transits. |
Решить уравнение (8') можно только при условии известных концентраций электронов во всех областях, через которые проходит анализируемый поток света. К чему привело огульное усреднение концентрации электронов во Вселенной, видно на примере квазаров, расстояние до которых, рассчитанное по обычным формулам и по известной величине красного смещения, заставляет оценивать массу квазаров, как невероятно большую. |
|
At great distances, using the above calculated n = 116 free electrons/m3 in deep space, one sees that for a redshift of 1.72, the distance of an astronomical object reduces to the following: |
На больших расстояниях, используя рассчитанную выше концентрацию n = 116 свободных электронов/м3 в далёком космосе, видим, что для красного смещения 1.72, расстояние астрономического объекта равно: |
|
x = 1/nC= (speed of light)/ H = 13.7·109 light years. (10) |
x = 1/nC= (скорость света)/ H = 13.7·109 световый лет. (10) |
|
Type Ia supernovae with redshift of 1.72 should then be at a distance of 13.7·109 light years. Distant Type la supernovae are observed to be much dimmer than their redshifts would normally indicate, leading one to believe them to be further than 13.7·109 light years. However, the cumulative effect of cosmic dust at great distances is presumed to be responsible for their dimness and for their divergence from the linear Hubble relation at high redshifts.8,9 |
Сверхновые типа Ia с красным смещением 1.72 должны тогда быть на расстоянии 13.7·109 световых лет. Отдалённые Сверхновые типа Ia наблюдаются более тусклыми, чем их красные смещения обычно указывали бы, заставляя нас предполагать, что они находятся дальше, чем 13.7·109 световых лет. Однако, кумулятивный эффект космической пыли на больших расстояниях, как предполагают, ответственен за их потускнение и за их отклонение от линейного соотношения Хаббла при больших красных смещениях.8,9 |
|
Using distance modulus to calculate the distance of nearby astronomical objects is reliable, but at great distances absorption coefficients of cosmic dust make distance modulus measurements uncertain. The above exponential expression for redshift allows distance calculations for the furthest observed astronomical objects without needing any corrections for cosmic dust. The arrival of a single photon from a particular spectral line in principle allows the calculation of the distance to the furthest observable object. It matters not how many photons arrive, the above redshift expressions being independent of observed brightness. The above exponential expression for redshift circumvents the problem of dust extinction when measuring the furthest cosmological distances. |
Используемый коэффициент расстояния для вычисления расстояний до близких астрономических объектов достоверен, но для больших расстояний коэффициент поглощения космической пыли делает сомнительными измерения с помощью коэффициента расстояния. Вышеупомянутое экспоненциальное выражение для красного смещения позволяет вычислять расстояния для самых далеких наблюдаемых астрономических объектов без необходимости в каких-либо исправлений из-за космической пыли. Прибытие единственного фотона от определенной спектральной линии в принципе позволяет вычислить расстояния к самому далёкому наблюдаемому объекту. Не имеет значения, сколько фотонов прибудет, вышеупомянутые выражения красного смещения не зависят от наблюдаемой яркости. Вышеупомянутое экспоненциальное выражение для красного смещения обходит задачу пылевого ослабления света при измерении самых далеких космологических расстояний. |
|
On large distances the medium (free electrons in plasma) gives next effects: integral dependence of a redshift on a variable electron concentration along the line of a ray of light, light scattering, dependence of a velocity of light on frequency (light variance or dispersion), uptake (absorption) of light by electrons and plasma ions. All these effects are necessary for considering (and for the correct estimate) of gravitational and Doppler components of a redshift of light from observable object. |
На больших расстояниях среда (свободных электронов в плазме) даёт следующие эффекты: интегральную зависимость красного смещения от переменной концентрации электронов на пути следования луча света, зависимость скорости света от частоты (дисперсию света), поглощение света электронами и ионами плазмы, рассеяние света. Все эти эффекты необходимо учитывать для правильной оценки гравитационной и доплеровской составляющих красного смещения света от наблюдаемого объекта. |
|
Observations of time dilation in supernova light curves are here regarded as inconclusive, such studies perhaps involving systematic errors in their interpretation or treatment of data, possibly in their sampling of intrinsically brighter supernovae at high redshifts while ignoring these dimming effects of cosmic dust. The surface brightness test is also regarded here as inconclusive in view of these heretofore neglected effects of cosmic dust at high redshifts. |
Наблюдения за растяжением времени в световых кривых Сверхновой здесь расцениваются как неокончательные, такие изучения, возможно, включают систематические ошибки в их интерпретации или обработке данных, возможно в их выборке свойственно более ярких Сверхновых в высоких красных смещениях, игнорируя эти явления уменьшения яркости из-за космической пыли. Тест поверхностной яркости также расценен здесь как неокончательный, ввиду этих прежде не замечаемых эффектов космической пыли при больших красных смещениях. |
|
In the Static Universe the immobile objects cannot have property of the Time dilatation. However in medium, organized by free electrons, property of a variance is obliged to exist, that is, a light of different frequency is spreading in medium with different velocity, and the high-frequency radiation is spreading more promptly than the low-frequency one. Even an inappreciable odds in velocities lead to what a curve of brightness SN come to us at different instants, and for the SN more far the moments of arrival of light on viewed frequencies more differ. But periodically varying radiant intensity of far objects comes to us also periodically varying - with the same period! That is why periods of quasars do not depend on distance to quasars and from their redshift. |
В Статической Вселенной неподвижные в ней объекты не могут иметь свойство Растяжения времени. Однако в среде, образуемой свободными электронами, обязано существовать свойство дисперсии, то есть, свет разной частоты распространяется в среде с разной скоростью, высокочастотное излучение распространяется быстрее низкочастотного. Даже незначительная разница в скоростях приводят к тому, что кривые светимости приходят к нам в разные моменты времени, и чем дольше находится SN, тем больше расходятся моменты прихода света на рассматриваемых частотах. При этом периодически изменяющаяся интенсивность излучения далёких объектов приходит к нам также периодически изменяющейся - с тем же самым периодом! Вот почему периоды квазаров не зависят от расстояния до квазаров и от их красного смещения. |
|
V. FINAL COMMENTS |
V. ПОСЛЕДНИЕ КОММЕНТАРИИ |
|
A new theoretical model has been presented here which accounts for the cosmological redshift in a static universe. This new theoretical redshift model is simpler than the hypothesis of expanding space as derived from the gravitational field equation. This new explanation for the cosmological redshift also provides a solution to Olbers' paradox, a photon slowly redshifting to frequencies not capable of stimulating the human eye. |
Здесь была представлена новая теоретическая модель, которая объясняет космологическое красное смещение в Статической Вселенной. Эта новая теоретическая модель красного смещения проще, чем гипотеза расширяющегося пространства, выведенная из уравнения гравитационного поля. Это новое объяснение космологического красного смещения также даёт решение парадокса Ольберса, фотон постепенно сдвигается к красным частотам, которые человеческий глаз не способен воспринимать. |
|
This new non-Doppler explanation for the cosmological redshift also permits for the first time distance measurements to the furthest observable astronomical objects. Not only do these newly allowed distance measurements circumvent the problem of cosmic dust, |
Это новое недоплеровское объяснение космологического красного смещения также впервые позволяет измерить расстояния до самых далеких наблюдаемых астрономических объектов. Мало того, что эти недавно позволенные измерения расстояния обходят проблему космической пыли, |
|
329 |
329 |
|
they also are no longer subject to the question of the Big Bang's adjustable scale factors. Without the Big Bang theory comes a new postmodern cosmology where the universe is seen as presumably infinite spatially and temporally, which necessarily implies a new dynamic equilibrium cosmology. |
они также больше не подчинятся вопросу соответствия масштабным коэффициентам теории Большого взрыва. Без теории "Большого Взрыва" приходит новая постмодернистская космология, где Вселенная рассматривается как, вероятно, бесконечная в пространстве и времени, которая обязательно подразумевает новую космологию динамического равновесия. |
|
Clearly, in the Static Universe only an energy loss of light in transit (tired light) is the necessary and sufficient property organizing a CR. The energy, lost by a light, is transmitted to medium, more precisely, to an electromagnetic field created by medium, and it is a "Dark energy". After even of greater saturation by energy such area transfers into a new quality. It is not simple an energy field, it is a "Dark matter". Here there can be properties, such as a spin, mass, the moment of impulse, etc. In areas of the Dark matter there are the processes generating substance, and not only virtual particles, but also real one. So an energetic and a dynamic equilibrium of the Universe are attained! |
Совершенно очевидно, что в Статической Вселенной только потеря энергии светом в пути (старение света) является необходимым и достаточным свойством, образующим ККС. Энергия, потерянная светом, передана среде, точнее, электромагнитному полю, создаваемому средой, и это есть "Тёмная энергия". После еще большего насыщения энергией такая область переходит в новое качество. Это не просто поле энергии, это "Тёмная материя". Здесь могут присутствовать свойства, такие как спин, масса, момент импульса, и т.п. В областях Тёмной материи происходят процессы, порождающие вещество, причем не только виртуальные частицы, но и реальные. Так достигается энергетическое и динамическое равновесие Вселенной. |
|
It is suggested here that research is directed into identifying the processes which maintain this equilibrium, namely, processes whereby entropy must be recycled and starlight returns to matter, both these conditions possibly satisfied by deep space pair production processes. The cosmic microwave background should be reconsidered as due to the temperature of space as first calculated in 1896 by Nobel Prize winner Charles Edouard Guillaume.10 Without the Big Bang theory, a symmetric universe with equal amounts of matter and antimatter can now be considered, evidenced in the cosmic gamma ray background radiation. A picture then emerges of matter-antimatter annihilation keeping an eternal universe churning, all matter unable to coalesce to any particular point. This then immediately offers a new direction of research into gamma ray bursts, quasars, blazars, and other extremely energetic objects, possibly explainable by various scenarios of matter-antimatter annihilation. This would avoid having to use the unphysical mathematical singularities inherent in the gravitational field equation, on which have been based models of astronomical black holes as well as the initial hypothetical Big Bang itself. |
Здесь предполагается, что исследование должно было быть направлено на идентификацию процессов, которые сохраняют это равновесие, а именно, процессы, посредством которых энтропия должна быть зациклена, и свет звезд превращается в материю, оба этих условия, возможно, выполняются с помощью пары технологических процессов глубокого космоса. Космический микроволновый фон должен быть пересмотрен, так как температура пространства впервые вычислена в 1896 обладателем Нобелевской премии Шарлем Эдуардом Гийомом.10 Без теории "Большого Взрыва", можно теперь рассмотреть симметричную Вселенную с равным количеством материи и антивещества, проявляющейся в космическом фоновом гамма-излучении. Тогда появляется изображение от аннигиляции материи и антивещества, сохраняющее вечное перемешивание Вселенной, вся материя неспособна собраться к любой определенной точке. Это тогда немедленно предлагает новое направление исследования относительно гамма-вспышек, квазаров, блазаров и других чрезвычайно энергетических объектов, возможно объяснимых различными сценариями аннигиляции антивещества и материи. Это позволило бы не использовать нефизические математические сингулярности, свойственные уравнению гравитационного поля, на котором были основаны модели астрономических черных дыр, а так же самого гипотетического первоначального Большого Взрыва. |
|
1F. Zwicky, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 15, 773 (1929). |
1F. Zwicky, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 15, 773 (1929). |
------------
Последняя коррекция 11.12.2011 13:18:22