Рис. 19. Цепочка галактик VV172.
[вернуться к содержанию сайта]
Понятно, что астрономам, поставленным перед множеством нерешённых загадок квазаров, нужно было иметь хотя бы один надёжный пункт. По крайней мере, по одному вопросу у них должна была быть полная уверенность: трактовка красного смещения квазаров в хаббловском смысле как меры расстояния до этих объектов. И были приложены громадные усилия для подтверждения этого (см. главы 4 и 11). Но их не оставляли в покое некоторые из сомневающихся коллег. Они проанализировали обширный материал наблюдений и обнаружили настолько нетривиальные взаимосвязи, что поставили под сомнение даже само космологическое объяснение красного смещения нормальных галактик. Дискуссий о расхождении и аномалиях в красных смещениях спектральных линий избежать невозможно, ведь не будешь же во время конференций и семинаров лишать слова представителей сомневающегося меньшинства.
Одно из этих расхождений известно уже в течение нескольких десятилетий. Ещё в 1933 г. Ф. Цвикки пришёл к выводу, что скопление галактик в созвездии Волосы Вероники, представляющем собой правильное скопление с шаровой симметрией, без сомнения, находится в стационарном состоянии. Но в таком случае, согласно теореме вириала, двойная кинетическая энергия всех галактик должна быть равной сумме потенциальных гравитационных энергий. Из этого уравнения легко определить совокупную массу Mт скопления: она пропорциональна квадрату средней скорости галактик. Но скорости можно установить, измерив красное смещение галактик и вычтя из полученного результата общую для всего скопления постоянную Хаббла. Остаток будет находиться в прямой зависимости от собственных скоростей галактик. Таким образом получается простой метод “динамического” измерения масс. Воспользовавшись этим методом, Ф. Цвикки с удивлением обнаружил, что определённая таким образом совокупная масса скопления галактик в созвездии Волосы Вероники намного больше массы, полученной путём простого подытоживания масс M всех входящих в скопление галактик. Что же это значит? Возможно, в скоплении есть невидимые массы, вызывающие увеличение гравитационного потенциала скопления и повышение скоростей принадлежащих ему галактик? Или, может, в каждом красном смещении присутствует добавка неизвестного происхождения?
Подобные расхождения учёные обнаружили, изучая много других скоплений. Ф. Цвикки сам “признавался” в том, что преимущественное большинство его обширных исследований галактик и скоплений галактик преследовали цель найти решение этой проблемы. Такие же явления побудили В.А. Амбарцумяна к исследованию роли галактических ядер (см. главу I). На современном этапе исследований гипотеза о каких-то “аномалиях” красного смещения звучит не очень убедительно, но невидимая материя, пусть даже в “релятивистских” формах типа чёрных дыр, может служить вполне удовлетворительным ответом на этот вопрос. Гипотезу В.А. Амбарцумяна, по которой многие скопления галактик на самом деле имеют полную положительную энергию и “расширяются”, следует также иметь в виду в качестве возможного ответа на поставленный выше вопрос.
Для опровержения общепринятой интерпретации красного смещения нужны более убедительные и весомые аргументы. Если бы удалось обнаружить, что, например, пара внегалактических объектов находится от нас на одинаковых расстояниях, но имеют сильно различные величины красного смещения, то этим было бы доказано существование в красном смещении компоненты некосмологического происхождения. Такие объекты действительно открыты. Трудно лишь доказать, что они действительно расположены в пространстве близко друг к другу. Для этого есть две возможности, а именно: показать, что вероятность подобной конфигурации объектов мала или что существует непосредственное материальное соединение между ними, скажем, в виде “излучающих перемычек”.
В связи с этим обращает на себя внимание цепочка галактик, известная как объект №172 Б.А. Воронцова-Вельяминова (рис. 19). Из пяти галактик одна (вторая сверху) компактная галактика имеет красное смещение z = 0,123, в то время как у остальных галактик оно едва ли не вдвое меньше (z = 0,053). Расхождение в красном смещении нельзя объяснить разностью между скоростями, потому что в таком случае система была бы чрезвычайно неустойчивой и должна была бы распасться за космологически короткий промежуток времени. А что если выпадающая галактика на самом деле более удалена от нас, чем остальные галактики, и лишь случайно совпадает с ними на небесной сфере? Но это не единственный пример сильного расхождения красных смещений в небольших группах галактик. Интересным оказался также объект Маркаряна №205 – яркий квазар (или N-галактика) с красным смещением z = 0,07 на расстоянии 40'' от ядра галактики NGC 4319, красное смещение которой равно z = 0,005. Такое близкое соседство на небесной сфере говорит о том, что и в пространстве они каким-то образом связаны. К тому же были открыты нитеобразные образования, соединявшие оба объекта. Правда, на снимках, сделанных позже с помощью электронно-оптического преобразователя подобной перемычки обнаружено не было. Поскольку квазары не принадлежат к слишком многочисленным объектам ночного неба, то и открытие тесных пар квазаров с различными величинами красного смещения довольно маловероятно, хотя парные квазары находили неоднократно1. Одна из таких пар обнаружена вблизи радиоисточника 4С 11.50. Два квазизвёздных объекта имеют разные яркости (m = 17 и 19) и разные красные смещения (z = 0,4359 и 1,901), но удалены друг от друга всего на ≈5''.
Рис. 19. Цепочка галактик VV172.
Какими бы поразительными ни были этот и некоторые другие примеры, не исключено, что здесь мы имеем дело со случайной проекцией на небесной сфере объектов, которые в действительности значительно удалены друг от друга.
Но и другие статистические тесты свидетельствуют о том, что квазары чаще, чем другие объекты, оказываются “привязанными” к галактикам. Заслуживает внимания также тот факт, что “галактики-спутники” ярких галактик имеют в среднем бóльшую величину красного смещения. Следует отметить также особенности распределения квазаров по величине красного смещения. Похоже, что здесь проявляются некоторые закономерности, в частности, квазары “отдают предпочтение” определённым величинам красного смещения. Взять хотя бы избыточное количество квазаров с “магическим” красным смещением z = l,95.
Но все эти результаты наблюдений либо очень слабо подтверждены статистикой, либо допускают отчасти другие объяснения. Положение сторонников теории некосмологического характера красного смещения усложняется ещё и тем, что они не могут объяснить его физическую природу. Ведь никто не воспринимает всерьёз ссылки на “до сих пор не выясненные физические законы”.
Не следует однако забывать, что современная физика постоянно снабжает нас вариантами некосмологического красного смещения. Ведь красное смещение гравитационной природы возможно не только в статических гравитационных полях космических масс. Например, гравитационные поля, не связанные ни с одним источником, медленно изменяющиеся в пространстве и во времени, могут вызывать отклонения траекторий фотонов и смещения частоты. Такие поля рассматриваются как гравитационные волны экстремально большой длины — порядка мегапарсеков. Для того чтобы имели место доступные для наблюдений эффекты, плотность их энергии должна быть одного порядка с плотностью энергии массы покоя галактик. Можно допустить, что упомянутая в начале главы разность между вириальными и наблюдаемыми массами – по крайней мере частичное проявление такого эффекта. Таким же образом, очевидно, можно пытаться объяснить и некоторые аномалии у квазаров. Кто же прав – те, кто сомневается в космологической природе красного смещения, или “ортодоксы”? Ответ на этот вопрос могут дать только дальнейшие исследования.
Дата установки: 22.06.2016
[вернуться к содержанию сайта]
