Фотометрический парадокс и звёздные мосты между галактиками
В очередной раз благодарю своего друга wakeuphuman за информацию и подсказки, которые были использованы в этой статье.
На заре астрономии, исследователи задавались вопросом: почему при всем огромном количестве звезд на небе (нашей Галактики Млечный путь и световых потоков от других галактик) - мы видим черное ночное небо с достаточно низкой плотностью видимых звезд. Да, в телескоп можно увидеть гораздо больше звезд. Но и этот инструмент не усиливает визуальный эффект до такой степени, чтобы видеть сплошную пелену из миллиардов светил. Итак, что говорит наука по этому поводу…
Существует Фотометрический парадокс (парадокс О́льберса) - один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами (как тогда считалось), яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска.
B бесконечной статической Вселенной, всё пространство которой заполнено звёздами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде, аналогично тому, как в густом лесу мы обнаруживаем себя окружёнными «стеной» из удалённых деревьев. Поток энергии излучения, принимаемого от звезды, уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния до неё. Но угловая площадь (телесный угол), занимаемая на небе каждой звездой, также уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, из чего следует, что поверхностная яркость звезды (равная отношению потока энергии к телесному углу, занимаемому на небе звездой) не зависит от расстояния. Поскольку наше Солнце является во всех отношениях типичной звездой, то поверхностная яркость звезды в среднем должна быть равна поверхностной яркости Солнца. Когда мы смотрим в какую-то точку неба, мы видим звезду с той же поверхностной яркостью, что и Солнце; поверхностная яркость соседней точки должна быть такой же, и вообще во всех точках неба поверхностная яркость должна быть равна поверхностной яркости Солнца, поскольку в любой точке небосвода должна находиться какая-нибудь звезда. Следовательно, всё небо (независимо от времени суток) должно быть таким же ярким, как и поверхность Солнца.
Впервые этот парадокс сформулировал во всей его полноте швейцарский астроном Жан-Филипп Луи де Шезо в 1744 году, хотя аналогичные мысли высказывали ранее и другие учёные, в частности, Томас Диггес, Иоганн Кеплер, Отто фон Герике и Эдмунд Галлей. Иногда фотометрический парадокс называется парадоксом Ольберса в честь астронома, который привлёк к нему внимание в XIX веке.
Шезо и Ольберс предполагали разрешить этот парадокс предположением, что облака космической пыли экранируют свет далёких звёзд. Однако (как впервые отметил Джон Гершель в 1848 году) это объяснение неправильно: в однородной изотропной Вселенной в силу закона сохранения энергии пыль сама должна нагреваться и светиться так же ярко, как звезды.
Внятного научного объяснения не существует. Некоторые астрофизики даже отсылают к космологической поэме Эдгара По «Эврика», где якобы дается ответ.
Некоторые объясняют такое отсутствие звезд на ночном небе красным смещением при удалении звезд и галактик. Когда видимый спектр сдвигается в инфракрасный. Во-первых, все от нас не могут удаляться. Многие движутся с Солнцем по кругу вокруг центра Галактики. Во-вторых, даже если видимый спектр сдвинулся, то сдвинется и ультрафиолетовый - он станет видимым.
Наша Галактика (вернее, взгляд на диск изнутри диска) на ночном небе в инфракрасном диапазоне. Как видно, яркость гораздо выше чем в видимом диапазоне. И она уменьшается (снижается плотность звезд) при удалении от нее.
Вот так бы выглядела наша Галактика при виде с боку. Обратите внимание какова светимость в центре этой галактики и около плоскости ее диска.
Подробное математическое рассмотрение этого решения вопроса было дано Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1901 году. Оно основано на конечности возраста Вселенной и конечности скорости света. Поскольку (по современным данным) более 13 млрд. лет назад во Вселенной не было галактик и квазаров, свет от самых далёких звёзд, которые мы в принципе можем наблюдать, идёт около 13 млрд лет. Это устраняет основную предпосылку фотометрического парадокса - то, что звёзды расположены на любых, сколь угодно больших расстояниях от нас. Вселенная, наблюдаемая на бо́льших расстояниях, настолько молода, что звёзды ещё не успели в ней образоваться. Иначе говоря, свет от очень далёких звёзд ещё не успел до нас дойти за время существования Вселенной.
Но смотрите, эта модель объясняет данный вопрос лишь при том условии, что никаких скоплений звезд в галактиках и скоплений самих галактик не существует. Т.е. если звезды примерно равномерно распределены по Вселенной. Давайте не будем заглядывать на большие расстояния и посмотрим на нашу Галактику и на нашу соседку - галактику Андромеда.
Плотность звезд в нашей и в других галактиках увеличивается при приближении к ее центру:
Но мы не видим этого скопления на небе, хотя оно должно выглядеть точно так, как светящийся сгусток и даже в яркий солнечный день.
Расстояние от Солнца до центра нашей Галактики 40 тысяч световых лет. Запомним это. На расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас находится галактика, близнец нашей - Андромеда. Содержит в себе 200 миллиардов звезд. Посмотрите на ее снимок, сделанный телескопом Хаббл в 4К и видео:
Обязательно включите субтитры и прочтите эти субтитры на видео.
Выделенный и увеличенный фрагмент галактики Андромеда
Впечатляет? Напомню, что наша галактика Млечный путь - очень похожа на соседку, Андромеду. И где это великолепие на небе?
После просмотра мысленно помести себя в точку в Андромеде, примерно соответствующее положению Солнца. И представьте, что смотрите ночью в сторону центра галактики, который содержит половину из 200 миллиардов звезд в себе и светится как единый монолитный шар без промежутков между звездами. Картина должна быть еще более впечатляющей! Но ее нет!
И да, с расстояния в 40 тысяч световых лет свет уже давно бы дошел до нас, верно? Т.е. объяснения астрофизиков не объясняют то, что увидел ХАББЛ. В нашей Галактике Млечный путь со строением, подобным как у Андромеды - в сторону центра галактики было бы море света - яркое пятно. Но этого нет. У нас там мрак.
Скажете, что свет поглощает межзвездный газ и пылевые гигантские облака? Пример - Андромеда и другие аналогичные типы галактик - такого не наблюдается. К тому же, сами газопылевые туманности тоже светятся.
Газопылевые туманности должны немного приглушать, рассеивать, а иногда и переизлучать свет от звезд. И они не занимают весь объем галактики.
Может быть, у нас уникальная Галактика с низкой плотностью звезд? Возможно, но центр Галактики всегда яркий из-за на порядки большей плотности расположения звезд. Повторюсь - его мы не и видим на ночном небе.
Кликабельно. Этот Хаббл снял центр нашей якобы Галактики. Обратите внимание - плотность звезд ниже чем в Андромеде. Есть межзвездные пустоты. И самое главное - размер звезд примерно одинаков. Только до Андромеды 2,5 миллиона световых лет. А до центра Млечного пути 40 тысяч световых лет.
Возможные объяснения.
Атмосфера Земли поглощает свет звезд? Врят ли. Яркого звездного неба не видят и космонавты. На снимках из космоса звезд еще меньше (судя по снимкам), чем при взгляде с поверхности Земли. Центр Галактики должен быть ярким даже при поглощении земной атмосферой.
Есть конспирологическое объяснение - голографический купол над (вокруг) Землей. Бездоказательная версия. Над ней можно лишь спорить. Нет фактов - нет и объяснений.
Еще одна версия - виртуальность нашего мира. От атома до скоплений галактик, вселенной в целом. Впрочем как и сам человек, его тело - программа с погруженным в эту среду разумом из реального мира. Матрица.
Нам показывают картинки, которые не согласуются с расчетными. Просто так делает программа Архитектора из-за изначально неправильно выбранных параметров. Багги действительности. Но это отдельная тема. И к ней мы еще вернемся.
***
Следующий интересный космологический факт:
Звездный мост между галактиками
В этом ролике показаны примеры звездных мостов между галактиками, которые объясняются гравитационными взаимодействиями между ними.
Новость на эту тему:
Очередное открытие сделала международная команда учёных во главе с астрономами из Кембриджского университета с помощью обсерватории Европейского космического агентства Gaia. Согласно новым данным, между галактиками-спутниками Млечного Пути - Большим и Малым Магеллановыми Облаками - пролегает "мост" из светил, простирающийся более чем на 43 тысячи световых лет.
Источник
Объект NGC 4676B (Arp 242). Эти две галактики имеют хвосты из газа и пыли, сформированные в результате гравитационного взаимодействия.
Галактика Головастик. Возможно образован после столкновения галактик
Галактика NGC 4676B
Пекулярная пара галактик Arp 295
Существует А́тлас пекуля́рных галактикк куда занесены подобные галактики. Посмотреть можно здесь
Пример из каталога
Хотя, ничего сверхъестественного в этих явлениях, возможно и нет - это лишь проявления гигантских по масштабу и силе взаимодействий. Гравитационных, как скажут современные астрофизики. Но напомню, что гравитон, переносчик этого взаимодействия так и не найден, не открыт. Даже Большой адронный коллайдер не помог. Считаю, взаимодействие идет на ином уровне. Я до сих пор не меняю своего мнения, что гравитация = давление потока эфира на пути к центрам звезд, планет, галактик. А движется эфир по спирали. Отсюда и форма большинства галактик - «водоворот», спираль.
На заре астрономии, исследователи задавались вопросом: почему при всем огромном количестве звезд на небе (нашей Галактики Млечный путь и световых потоков от других галактик) - мы видим черное ночное небо с достаточно низкой плотностью видимых звезд. Да, в телескоп можно увидеть гораздо больше звезд. Но и этот инструмент не усиливает визуальный эффект до такой степени, чтобы видеть сплошную пелену из миллиардов светил. Итак, что говорит наука по этому поводу…
Существует Фотометрический парадокс (парадокс О́льберса) - один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами (как тогда считалось), яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска.
B бесконечной статической Вселенной, всё пространство которой заполнено звёздами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде, аналогично тому, как в густом лесу мы обнаруживаем себя окружёнными «стеной» из удалённых деревьев. Поток энергии излучения, принимаемого от звезды, уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния до неё. Но угловая площадь (телесный угол), занимаемая на небе каждой звездой, также уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, из чего следует, что поверхностная яркость звезды (равная отношению потока энергии к телесному углу, занимаемому на небе звездой) не зависит от расстояния. Поскольку наше Солнце является во всех отношениях типичной звездой, то поверхностная яркость звезды в среднем должна быть равна поверхностной яркости Солнца. Когда мы смотрим в какую-то точку неба, мы видим звезду с той же поверхностной яркостью, что и Солнце; поверхностная яркость соседней точки должна быть такой же, и вообще во всех точках неба поверхностная яркость должна быть равна поверхностной яркости Солнца, поскольку в любой точке небосвода должна находиться какая-нибудь звезда. Следовательно, всё небо (независимо от времени суток) должно быть таким же ярким, как и поверхность Солнца.
Впервые этот парадокс сформулировал во всей его полноте швейцарский астроном Жан-Филипп Луи де Шезо в 1744 году, хотя аналогичные мысли высказывали ранее и другие учёные, в частности, Томас Диггес, Иоганн Кеплер, Отто фон Герике и Эдмунд Галлей. Иногда фотометрический парадокс называется парадоксом Ольберса в честь астронома, который привлёк к нему внимание в XIX веке.
Шезо и Ольберс предполагали разрешить этот парадокс предположением, что облака космической пыли экранируют свет далёких звёзд. Однако (как впервые отметил Джон Гершель в 1848 году) это объяснение неправильно: в однородной изотропной Вселенной в силу закона сохранения энергии пыль сама должна нагреваться и светиться так же ярко, как звезды.
Внятного научного объяснения не существует. Некоторые астрофизики даже отсылают к космологической поэме Эдгара По «Эврика», где якобы дается ответ.
Некоторые объясняют такое отсутствие звезд на ночном небе красным смещением при удалении звезд и галактик. Когда видимый спектр сдвигается в инфракрасный. Во-первых, все от нас не могут удаляться. Многие движутся с Солнцем по кругу вокруг центра Галактики. Во-вторых, даже если видимый спектр сдвинулся, то сдвинется и ультрафиолетовый - он станет видимым.
Наша Галактика (вернее, взгляд на диск изнутри диска) на ночном небе в инфракрасном диапазоне. Как видно, яркость гораздо выше чем в видимом диапазоне. И она уменьшается (снижается плотность звезд) при удалении от нее.
Вот так бы выглядела наша Галактика при виде с боку. Обратите внимание какова светимость в центре этой галактики и около плоскости ее диска.
Подробное математическое рассмотрение этого решения вопроса было дано Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1901 году. Оно основано на конечности возраста Вселенной и конечности скорости света. Поскольку (по современным данным) более 13 млрд. лет назад во Вселенной не было галактик и квазаров, свет от самых далёких звёзд, которые мы в принципе можем наблюдать, идёт около 13 млрд лет. Это устраняет основную предпосылку фотометрического парадокса - то, что звёзды расположены на любых, сколь угодно больших расстояниях от нас. Вселенная, наблюдаемая на бо́льших расстояниях, настолько молода, что звёзды ещё не успели в ней образоваться. Иначе говоря, свет от очень далёких звёзд ещё не успел до нас дойти за время существования Вселенной.
Но смотрите, эта модель объясняет данный вопрос лишь при том условии, что никаких скоплений звезд в галактиках и скоплений самих галактик не существует. Т.е. если звезды примерно равномерно распределены по Вселенной. Давайте не будем заглядывать на большие расстояния и посмотрим на нашу Галактику и на нашу соседку - галактику Андромеда.
Плотность звезд в нашей и в других галактиках увеличивается при приближении к ее центру:
Но мы не видим этого скопления на небе, хотя оно должно выглядеть точно так, как светящийся сгусток и даже в яркий солнечный день.
Расстояние от Солнца до центра нашей Галактики 40 тысяч световых лет. Запомним это. На расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас находится галактика, близнец нашей - Андромеда. Содержит в себе 200 миллиардов звезд. Посмотрите на ее снимок, сделанный телескопом Хаббл в 4К и видео:
Click to viewОбязательно включите субтитры и прочтите эти субтитры на видео.
Выделенный и увеличенный фрагмент галактики Андромеда
Впечатляет? Напомню, что наша галактика Млечный путь - очень похожа на соседку, Андромеду. И где это великолепие на небе?
После просмотра мысленно помести себя в точку в Андромеде, примерно соответствующее положению Солнца. И представьте, что смотрите ночью в сторону центра галактики, который содержит половину из 200 миллиардов звезд в себе и светится как единый монолитный шар без промежутков между звездами. Картина должна быть еще более впечатляющей! Но ее нет!
И да, с расстояния в 40 тысяч световых лет свет уже давно бы дошел до нас, верно? Т.е. объяснения астрофизиков не объясняют то, что увидел ХАББЛ. В нашей Галактике Млечный путь со строением, подобным как у Андромеды - в сторону центра галактики было бы море света - яркое пятно. Но этого нет. У нас там мрак.
Скажете, что свет поглощает межзвездный газ и пылевые гигантские облака? Пример - Андромеда и другие аналогичные типы галактик - такого не наблюдается. К тому же, сами газопылевые туманности тоже светятся.
Газопылевые туманности должны немного приглушать, рассеивать, а иногда и переизлучать свет от звезд. И они не занимают весь объем галактики.
Может быть, у нас уникальная Галактика с низкой плотностью звезд? Возможно, но центр Галактики всегда яркий из-за на порядки большей плотности расположения звезд. Повторюсь - его мы не и видим на ночном небе.
Кликабельно. Этот Хаббл снял центр нашей якобы Галактики. Обратите внимание - плотность звезд ниже чем в Андромеде. Есть межзвездные пустоты. И самое главное - размер звезд примерно одинаков. Только до Андромеды 2,5 миллиона световых лет. А до центра Млечного пути 40 тысяч световых лет.
Возможные объяснения.
Атмосфера Земли поглощает свет звезд? Врят ли. Яркого звездного неба не видят и космонавты. На снимках из космоса звезд еще меньше (судя по снимкам), чем при взгляде с поверхности Земли. Центр Галактики должен быть ярким даже при поглощении земной атмосферой.
Есть конспирологическое объяснение - голографический купол над (вокруг) Землей. Бездоказательная версия. Над ней можно лишь спорить. Нет фактов - нет и объяснений.
Еще одна версия - виртуальность нашего мира. От атома до скоплений галактик, вселенной в целом. Впрочем как и сам человек, его тело - программа с погруженным в эту среду разумом из реального мира. Матрица.
Нам показывают картинки, которые не согласуются с расчетными. Просто так делает программа Архитектора из-за изначально неправильно выбранных параметров. Багги действительности. Но это отдельная тема. И к ней мы еще вернемся.
***
Следующий интересный космологический факт:
Звездный мост между галактиками
В этом ролике показаны примеры звездных мостов между галактиками, которые объясняются гравитационными взаимодействиями между ними.
Новость на эту тему:
Очередное открытие сделала международная команда учёных во главе с астрономами из Кембриджского университета с помощью обсерватории Европейского космического агентства Gaia. Согласно новым данным, между галактиками-спутниками Млечного Пути - Большим и Малым Магеллановыми Облаками - пролегает "мост" из светил, простирающийся более чем на 43 тысячи световых лет.
Источник
Объект NGC 4676B (Arp 242). Эти две галактики имеют хвосты из газа и пыли, сформированные в результате гравитационного взаимодействия.
Галактика Головастик. Возможно образован после столкновения галактик
Галактика NGC 4676B
Пекулярная пара галактик Arp 295
Существует А́тлас пекуля́рных галактикк куда занесены подобные галактики. Посмотреть можно здесь
Пример из каталога
Хотя, ничего сверхъестественного в этих явлениях, возможно и нет - это лишь проявления гигантских по масштабу и силе взаимодействий. Гравитационных, как скажут современные астрофизики. Но напомню, что гравитон, переносчик этого взаимодействия так и не найден, не открыт. Даже Большой адронный коллайдер не помог. Считаю, взаимодействие идет на ином уровне. Я до сих пор не меняю своего мнения, что гравитация = давление потока эфира на пути к центрам звезд, планет, галактик. А движется эфир по спирали. Отсюда и форма большинства галактик - «водоворот», спираль.