[Kierein] предполагает, что красное смещение вызывает комптоновское смещение. Чтобы доказать это он нужнается в новой физике, чтобы:
Kierein добавляет необычный множитель (длина волны)/(комптоновская длина волны) к уравнению поперечного сечения Томсоновского рассеяния, и, таким образом получает смещение длин волн, которое пропорционально длине волны, что требуется из наблюдений смещенных в красную область спектров. Однако, этот необычный множитель не соответствует наблюдениям. Расмотрим радиоволны СВЧ-диапазона с длиной волны 1 метр, проходящие через атмосферу Земли, плотность числа электронов для котрой составляет около 106 частиц в кубическом сантиметре на растояниях 3*107 см. Поперечное сечение рассеяния Томсона равно 6.7*10-25 см2, поэтому оптическая глубина ионосферы в стандартной модели равна (плотность)*(длина пути)*(сечение) = 106*3*107*6.7*10-25 = 2*10-11, что очень мало. Комптоновская длина волны для электрона составляет h/mc = 2.4*10-10 см, поэтому если бы Kierein был прав, то оптическая глубина ионосферы по отношеннию комптоновского рассеяния да метровых радиоволн увеличилась бы в (100 см)/(2.4*10-10) = 4.1*1011 к 8 раз. Поэтому, если бы Kierein был прав, то радиоволны на 300 МГц не смогли бы проходить через ионосферу, что стало бы большим сюрпризом для радиоастрономов, которые ведут наблюдения на этих длинах волн. Радио-операторы любители, которые подерживают связь за счет электромагнитного излучения (отражение от лунной поверхности), на волнах 2 метра, также будут удивлены: дополнительные 140 db потерь на трассе, конечно, были бы замечены!
Солнечный ветер имеет плотность электронов около 5 на см3 на длине пути около 150 миллионов км, что дает даже большую оптическую глубину. Это не подействовало бы на связь с сигналом, отраженным от луны, но сделало бы невозможной СВЧ-радиоастрономию.
таким образом, повышенное рассеяние, котрое предложил Kierein не встречаетсяв природе. Поперечное сечение Томсона дает верное значение коэффициента расеяния, и оно не растет в триллионы раз для радиоволн, как полагает Kierein. Смещение длины волны при рассеянии равно длине волны Комптона, умножить на (1-cos(&theta)), что составляет лишь небольшую долю Ангстрема. Это смещение составляет существенную долю длины волны для рентгеновских лучей, но лишь небольшую долю для оптического света и пренебрежимо мало для радиоволн. таким образом, эффект Комптона не может объяснить космологическое красное смещение, которое дает одно и то же изменение в долях длины волны при всех длинах волн.
Kierein требует, чтобы выполнялось неравенство: ne = (H/c)/&sigmaT/<1-cos(&theta)> = 10-4 на см3, что в 1000 раз выше, чем величина, предказываемая стандартной моделью нуклеосинтеза Большого взрыва. Я предположил, что <1-cos(&theta)> = 1 - что совпадает с величиной для Релеевского рассеяния - поэтому требуемая плотность была бы выше, если бы углы рассеяния действительно были меньше, как того требует Kierein. Но даже использование больших углов рассеяния дает минимальную плотность в 40 раз больше, чем критическая плотность при Ho = 65. В максимуме лишь 0.01% из этой барионной материи может существовать в виде звезд. Время гравитационного коллапса материи при такой плотности составляет лишь 2 милиарда лет, поэтому эта модель не дает статической Вселенной с возрастом 12 миллиардов лет.
Kierein оправдывает свою модель, используя краевые эффекты в солнечных спектральных линиях, которые обычно приписывают конвекции: горячий материал поднимается и он ярче, чем холодный падающий материал, поэтому общий эффект заключается в фиолетовом смещении в центре солнечного диска, которое исчезает на краях. Но если мы отнесем этот эффект, величина которого составляет около 300 м/сек, к электронам, тогда величина смещения на один электрон должна быть существенно меньше, чем предполагает Kierein, что, соответственно, требует еще больше электронов во Вселенной, чтобы создать наблюдаемое красное смещение. Число электронов вдоль луча зрения до фотосферы в центре диска равно Ne = 3*1020 на см2, и если эта плотность столба в пространстве создает красное смещение dz = 0.000001, тогда плотность электронов во Вселенной должна равняться
ne = Ne/(c*dz/Ho) = 0.02 на см3Эта плотность в 4000 раз выше критической, поэтому время гравитационного колапса становится даже короче.
Смещение длины волны с рассеянием пропорционально <1-cos(&theta)> что примерно равно 0.5*&theta2. Таким образом, не может быть красного смещения вследствие эффекта Комптона, до тех пор, пока не происходит изменения направления распространения. Изменение угла вследствие рассеяния может быть меньше, если бы было больше электронов (но Kierein уже нудается в 1000 раз большем количестве электронов), но это приведет к большему рассеянию, а с большим рассеянием расхождение углов полезет вверх, что добавит некотрое количество размазывания. Это приведет к расплыванию точечных источников в сглаженные шарики света при больших величинах красного смещения, но такого эффекта не наблюдается вплоть до z = 4.92. Модель Kierein'а требует расплывания около одного радиана при красном смещении z = 1. Фактическое расплывание меньше 10-6 радиан по даннм Орбитальной обсерватории Хаббла для [наиболее удаленного объекта] с z = 4.92. поскольку смещение частоты пропорционально квадрату &theta, то модель Kierein'а ошибается более чем в триллион раз, даже сели все другие проблемы могут быть решены.
Наконец, статистические отклонения в числе рассеяний приведут к уширению спектральных линий при больших красных смещениях, что не наблюдается. Songaila с соавт. (1994, Nature, 371, 43) предсатвили линию железа с наблюдаемой длиной волны 433.37 нм, с красным смещением 0.74462, и полной шириной на середине высоты в 0.01 нм. Если общее изменение длины волны в 185 нм происходит с шагом длины волны Комптона = 0.0024 нм, тогла потребуется 77,000 рассеяний и следует ожидать стандартного отклонения, равного sqrt(77,000) = 278, что приводит к полной ширине линии на половине высоты, равной sqrt(8*ln2)*278*0.0024 = 1.6 нм. наблюдаемая линия в 160 раз уже этого значения, поэтому требуемое смещение на одно рассеяние должно быть в 25,000 раз меньше, чем комптоновская длина волны.
Kierein предлагает пример путеществия света через диэлектрик: замедляющийся при вхождении в среду без изменения направления, чтобы подтвердить его предположение о том, что комптоновское рассеяние может изменить длину волны света без изменения его направления. Это, конечно же, нонсенс. Частота света в диэлектрике никогда не меняется, а длина волны становится короче (фиолетовое смещение?) -- но когда свет покидает среду длина волны возвращается к в точности тому же значению, которое свет имел до входа в среду. Этого требуют законы сохранения энергии и импульса! Прохождение луча через прозрачную среду совсем не создает красного смещения, и, естественно, оно не пропорционально длине пути.
Kierein нуждается в драматическом изменении свойств эффекта Комптона, чтобы создать свою модель для красного смещения. Он увеличивает поперечное сечение в триллион раз и уменьшает угол рассеяния в миллион раз. Среднее смещение длины волны на одно рассеяние должно быть, по меньшей мере, в 25,000 раз меньше, чем длина волны Комптона. Результат нисколько не похож на эффект Комптона, поэтому Kierein в действительности пивлекает не известный физике эфект, а не эффект Комптона. Другие возраженния против модели уставшего света также применимы. Эта модель неприемлема.
Kierein предложил, что дисперсия вследствие электронов на луче зрения до гамма-всплесков приводит к тому, что максимум оптического света достигается "на несколько дней позже", чем сам гамма-всплеск. Так, эта временная задержка равна:
e2∫neds
t = ----------
p/2 mecf2
При t = 2*86400 сек и f = 5*1014 Гц,
Я получил ∫neds = 3*1037 на см2. Для
типичного космологического расстояния ds = 2*1028 см, это
требует плотности электронов 1.5 миллиардов на см3, что больше
чем в 1,000 раз превышает плотность электронов в ионосфере Земли!
Это, разумеется, очень много темной материи!
Начало | ЧаВО | Учебник: | Часть 1 | Часть 2 | Часть 3 | Часть 4 | Возраст | Расстояния | Литература | Теория относительности
© 1998-1999 Edward L. Wright. Последняя редакция 4 февраля 1998г
..:: Перевел с английского В.Г. Мисовец