Искажения пространства красных смещений - это эффект в наблюдательной космологии, где пространственное распределение галактик кажется сжатым и искаженным, когда их положение отображается как функция их красного смещения, а не как функция их расстояния. Эффект связан с пекулярными скоростями галактик, вызывающими доплеровский сдвиг в дополнение к красному смещению, вызванному космологическим расширением .
Искажения пространства красного смещения (RSD) проявляются двумя способами. Эффект « Пальцы Бога» - это когда распределение галактик вытянуто в пространстве с красным смещением, а ось удлинения направлена в сторону наблюдателя. [1] Это вызвано доплеровским сдвигом, связанным со случайными пекулярными скоростями галактик, связанных в структурах, таких как скопления. Большие скорости, которые приводят к этому эффекту, связаны с гравитацией кластера с помощью теоремы вириала ; они изменяют наблюдаемые красные смещения галактик в скоплении. Отклонение от закона Хаббла соотношение между расстоянием и красным смещением изменяется, и это приводит к неточным измерениям расстояния.
Тесно связанный эффект - эффект Кайзера, в котором искажение вызвано когерентным движением галактик, когда они падают внутрь к центру скопления, когда скопление собирается. [2] В зависимости от конкретной динамики ситуации эффект Кайзера обычно приводит не к удлинению, а к кажущемуся уплощению («блины бога») структуры. Это гораздо меньший эффект, чем пальцы Бога, и его можно отличить по тому факту, что он проявляется в более крупных масштабах.
Предыдущие эффекты являются следствием специальной теории относительности и наблюдались на реальных данных. Есть дополнительные эффекты, которые возникают из общей теории относительности. Одним из них является гравитационное искажение красного смещения, которое возникает из чистого гравитационного красного смещения или синего смещения, которое возникает, когда фотон вылезает из гравитационной потенциальной ямы далекой галактики, а затем падает в потенциальную яму галактики Млечный Путь. [3] Этот эффект заставит галактики с более высоким гравитационным потенциалом, чем Земля, казаться немного ближе, а галактики с более низким потенциалом будут казаться дальше.
Другие эффекты общей теории относительности на статистику кластеризации наблюдаются, когда свет от фоновой галактики проходит вблизи или через более близкую галактику или скопление. Эти два эффекта - интегрированный эффект Сакса-Вульфа (ISW) и гравитационное линзирование . [4] В ISW, когда фотон проходит через область с низким гравитационным потенциалом, он защищен от космологического расширения пространства, заставляя галактику на заднем плане казаться ближе. Гравитационное линзирование, в отличие от всех предыдущих эффектов, искажает видимое положение и количество фоновых галактик.
RSD, измеренные в обзорах красного смещения галактик, можно использовать как самостоятельный космологический зонд, предоставляя информацию о том, как структура сформировалась во Вселенной [5] и как гравитация ведет себя в больших масштабах. [6]
Рекомендации
Конкретные цитаты:
- ^ Джексон, JC (1972). «Критика теории первичного гравитационного излучения Риса». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 156 : 1П – 5П. arXiv : 0810.3908 . Полномочный код : 1972MNRAS.156P ... 1J . DOI : 10.1093 / MNRAS / 156.1.1p .
- ^ Кайзер, Ник (1987). «Кластеризация в реальном пространстве и в пространстве с красным смещением» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 227 : 1–21. Bibcode : 1987MNRAS.227 .... 1K . DOI : 10.1093 / MNRAS / 227.1.1 .
- ^ Макдональд, Патрик (2009). «Гравитационное красное смещение и другие искажения красного смещения мнимой части спектра мощности». Журнал космологии и физики астрономических частиц . 2009 (11) : 026. arXiv : 0907.5220 . Bibcode : 2009JCAP ... 11..026M . DOI : 10.1088 / 1475-7516 / 2009/11/026 . S2CID 119188837 .
- ^ Ю, Джайюль (2009). «Полная обработка двухточечной статистики галактик: эффекты гравитационного линзирования и искажения пространства красного смещения». Physical Review D . 79 (2): 023517. arXiv : 0808.3138 . Bibcode : 2009PhRvD..79b3517Y . DOI : 10.1103 / physrevd.79.023517 . S2CID 73543566 .
- ^ Персиваль, Уилл Дж .; Уайт, Мартин (11 февраля 2009 г.). «Тестирование космологического образования структуры с использованием искажений красного смещения в пространстве». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 393 (1): 297–308. arXiv : 0808,0003 . Bibcode : 2009MNRAS.393..297P . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2008.14211.x . S2CID 15066577 .
- ^ Raccanelli, A .; Bertacca, D .; Pietrobon, D .; Schmidt, F .; Самушия, Л .; Bartolo, N .; Dore, O .; Matarrese, S .; Персиваль, WJ (25 сентября 2013 г.). «Проверка силы тяжести с использованием крупномасштабных искажений красного смещения пространства». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 436 (1): 89–100. arXiv : 1207.0500 . Bibcode : 2013MNRAS.436 ... 89R . DOI : 10.1093 / MNRAS / stt1517 . S2CID 9570774 .
Общие ссылки:
- Сержант, Стивен; Открытый университет (2010). Наблюдательная космология . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета . п. 110. ISBN 9780521157155. Архивировано из оригинала на 2013-07-01.
Внешние ссылки
- NED / IPAC - крупномасштабная структура (Элисон Л. Катушка)
- Справочная вики-страница NYU CCPP