Бесконечное космологическое красное смещение

[VictorNovak]

Добрый день!

1) Поправьте меня, если я не прав:
"бесконечное красное смещение" присваивают тем фотонам, которые никогда не будут зарегистрированы.
Иначе - любой "максимально заряженный" регистратор оценит "красноту" смещения пойманного им фотона
во вполне определённом, конечном выражении.

2) Согласно модели ускоренного расширения (например), все галактики однажды окажутся за пределами сферы Хаббла.
Т.о., можно сказать, что фотоны, испущенные после преодоления пространством сверхсветового темпа расширения
- не смогут быть зарегистрированы по внешним, объективным причинам.
Какие внутренние\технические известные вам причины ограничивают космологов в регистрации красного смещения?
Обоснованы ли эти ограничения также хорошо, как ограничения, накладываемые (например, в своей среде) Планковскими величинами?

3) Объединяя предыдущие вопросы:
если взять оценку возраста Вселенной из наиболее авторитетного источника (на ваше усмотрение)
и округлить её, условно, до 14 млрд. лет (чтобы не заострять дальнейшее внимание на точной цифре)
- что, грубо говоря, мешает "максимально заряженному" регистратору зарегистрировать ещё более старые фотоны?
Насколько надёжна текущая оценка радиуса сферы Хаббла,
и по какому критерию она была произведена?

[Munin]

VictorNovak в сообщении #1367050 писал(а):

1) Поправьте меня, если я не прав:
"бесконечное красное смещение" присваивают тем фотонам, которые никогда не будут зарегистрированы.
Иначе - любой "максимально заряженный" регистратор оценит "красноту" смещения пойманного им фотона
во вполне определённом, конечном выражении.

Каждый отдельный фотон имеет конкретное красное смещение. Но увы, регистратор его для отдельного фотона не знает. Чтобы узнать красное смещение излучения, надо узнать, каким оно было в момент излучения (пардон за созвучие - но не тавтологию!). Про излучение в целом, состоящее из многих фотонов, это можно иногда сказать. В двух, грубо говоря, случаях:
- если в излучении присутствуют те или иные спектральные линии (яркие или тёмные), которые как множество мы можем сравнить со множеством стандартных лабораторных (или теоретически рассчитанных) спектральных линий;
- если излучение само по себе имеет стандартную спектральную форму, а мы знаем формулу этой стандартной формы.

Второй случай применяется в единственном месте: реликтовое излучение имеет стандартную форму Планка, и его можно сопоставить с формулой Планка, например, по положению спектрального максимума, или по соотношению мощностей в фиксированных спектральных каналах.

Во всех остальных случаях ищут спектральные линии, и пытаются их идентифицировать. Это задача сложная. На протяжении 20 века учёные сталкивались с разными загадками и необъяснимыми случаями:
- обнаруживались линии, не известные в земных лабораторных опытах;
- линии обнаруживались сильно не там, и поэтому были идентифицированы весьма не сразу;
- линии не были обнаружены вообще (в частности, из-за необычного механизма излучения).

В целом, даже если регистрируется спектр излучения, определить его красное смещение - задача, разрешимая не всегда.

VictorNovak в сообщении #1367050 писал(а):

Какие внутренние\технические известные вам причины ограничивают космологов в регистрации красного смещения?

В регистрации красного смещения чего? Каких источников?

VictorNovak в сообщении #1367050 писал(а):

если взять оценку возраста Вселенной из наиболее авторитетного источника (на ваше усмотрение) и округлить её, условно, до 14 млрд. лет (чтобы не заострять дальнейшее внимание на точной цифре)
- что, грубо говоря, мешает "максимально заряженному" регистратору зарегистрировать ещё более старые фотоны?

То, что до эпохи рекомбинации Вселенная была непрозрачна вообще для любого электромагнитного излучения. Излучение, возникшее в эпоху рекомбинации, сегодня наблюдается как реликтовое.

Из более старых эпох физически остались только реликтовые нейтрино и гравитационные волны. Больше ничего.

[photon]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Астрономия»
Причина переноса: более подходящий раздел.

[Munin]

К тому, что я написал выше, можно добавить много добавлений и уточнений: на целую лекцию, а потом на целый курс. Поэтому сказанное мной стоит воспринимать только как первое грубое приближение.

[VictorNovak]

Munin
да, у меня было несколько вариантов для дальнейшего направления расспросов))
но, как это часто бывает - пока формулировал, очертания ответов обрисовались в гугле

спасибо за помощь!

[dust]

Тем не мение, как я понимаю, свет, испущенный самыми удалёнными наблюдаемыми объектами вскоре после Большого взрыва, прошёл до нас лишь 13,8 млрд световых лет. Кроме того, на его пути полно газа и пыли.

[Munin]

Он прошёл по времени около 13 млрд лет - это верно.
А про расстояние так сказать нельзя. На космологических масштабах простое правило "заменить лет на световых лет" не работает.
И что ещё хуже, нет одного понятия "расстояние", есть несколько разных понятий, и космологи выбирают каждый раз одно нужное. А дилетант даже не знает, что их несколько, и они разные, и разумеется, ему неоткуда взять причин для выбора одного конкретного.

Вот статья

Попов. Сверхсветовое разбегание галактик и горизонты Вселенной: путаница в тонкостях.
http://www.astronet.ru/db/msg/1194830

А вот видеолекция

Munin в сообщении #1173770 писал(а):

Попов, Топоренский. Не боги расширение Вселенной наблюдают...
https://www.youtube.com/watch?v=XydTajr0eYQ (видео: лекция 1 час 27 минут)
(ГАИШ, 2014)

-- 11.01.2019 13:12:44 --

И отдельно про

dust в сообщении #1367632 писал(а):

свет, испущенный самыми удалёнными наблюдаемыми объектами вскоре после Большого взрыва

Как раз между Большим взрывом (точнее, реликтовым излучением) и самыми удалёнными объектами - есть провал, который наблюдатели пытаются исследовать, но мощности телескопов пока не хватает. (С запуском JWST - телескопа Уэбба - ожидается, что астрономия увидит несколько дальше.)

Самый удалённый на сегодня наблюдаемый объект (это звание постоянно переходит и оспаривается между несколькими кандидатами; по текущей версии Википедии) - это галактика GN-z11, её красное смещение

$z=11{,}09,$

и её свет был испущен 13,4 млрд лет назад (а не 13,8). Поскольку возраст Вселенной тоже переоценивается со временем, точнее сказать, что свет испущен через 400 млн лет после Большого Взрыва, а самой точной величиной является всё-таки красное смещение (и даже оно может быть переоценено).

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Distant_galaxy_GN-z11_in_GOODS-N_image_by_HST.jpg

dust в сообщении #1367632 писал(а):

Кроме того, на его пути полно газа и пыли.

Как раз не так чтобы полно. Вселенная очень прозрачна. Там, где действительно полно газа и пыли, там ничего и не видно. А вот самые далёкие объекты трудно разглядеть по другой причине: они очень тусклые и красно-смещённые. Нужно дольше наблюдать, и как можно более инфракрасными инструментами. "Хаббл" едва справляется.

[physicsworks]

Пожалуй добавлю оригинальную статью Дэвис и Лайнуивер: https://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808
Там в конце очень короткое изложение, а также интересный список литературы с misconceptions (даже Вайнберг попался!)

[Munin]

...на основе которой была написана статья Попова.

[VictorNovak]

Чувствуя ответственность за создание темы
- хочу поблагодарить (в том числе, на всякий случай, заранее) всех тех,
кто её развивает!

В настоящий момент не могу принять участия в развитии,
поскольку беглый ликбез не выявил столь же острой потребности в углублении своих знаний,
сколь острым было произведение ликбеза.

Рекомендую всем интересующимся почитать рассуждения
(кроме них там только те же источники, из ценного)
в двух более ранних темах форума:
topic87270.html
topic93146.html
- чем лично я (перечитыванием старых тем), собственно,
большую часть времени здесь и занимаюсь))

[Munin]

Я бы предложил сначала источники, потом темы форума. Потому что источники дают базовое понимание, а темы форума - так... где-то пояснение тёмных моментов, где-то мелкие детали или углублённые частности.

[Ruslan_Sharipov]

Munin в сообщении #1367058 писал(а):

- обнаруживались линии, не известные в земных лабораторных опытах;
- линии обнаруживались сильно не там, и поэтому были идентифицированы весьма не сразу;

А можно какие-нибудь примерчики и ссылки?

[Munin]

"Запрещённые" линии, которые ранее были приписаны неизвестным элементам "небулий", "короний", "геокороний". (При этом один из таких элементов - гелий - действительно оказался реальным элементом, впервые идентифицированным в спектре Солнца, а затем обнаруженным на Земле.)

Линии в спектре квазаров, которые оказались красно-смещёнными на неслыханную в те времена величину.