Тема: Колоссы на глинянных ногах
1. Догадка о тождестве переменных звезд. Метод определения расстояний по цефеидам.
Х.Ливитт, сотрудница Гарварда в1908 г. открыла 1777 переменных звезд в Малом Магеллановом Облаке (ММО). Для 16 из них она определила периоды; оказалось, что чем продолжительнее период, тем ярче звезда. «Следует отметить, - писала она, - что более яркие переменные звезды имеют больший период». Э. Герцшпрунг отождествил эти звезды с известными в нашей Галактике цефеидами. В 1913 г. он по ничтожно малым собственным движениям цефеид определил их среднюю светимость и, опираясь на сходство кривых блеска и периоды, заключил, что звезды Ливитт в Малом Магеллановом Облаке - тоже цефеиды. Следовательно, их светимость можно считать примерно равной светимости цефеид нашей Галактики. Рабочим инструментом найденная зависимость период - светимость цефеид стала в руках Харлоу Шепли (1885-1972). Он первым в полном объеме использовал ее возможности для измерения гигантских расстояний. В 1918 г. он заново определил светимость 11 звезд-цефеид нашей Галактики и воспользовался этим для определениярасстояний шаровых звездных скоплений, в которых цефеиды были обнаружены [1].
Современная картина Вселенной окончательно возникла только в 1924 г., когда американский астроном Эдвин Хаббл (1889-1953), показал, что наша Галактика не единственная. Хаббл обнаружил в туманности Андромеды очень слабую переменную звезду, казавшуюся во всем подобной цефеидам. К концу 1924 г. он нашел 12 таких звезд в туманности Андромеды и 22 - в туманности Треугольника. Когда к ним предположительно применили зависимость период - светимость цефеид, то оказалось, что расстояние туманности Андромеды составляет 285 кпс, или 930 000 световых лет, т. е. она находится далеко за пределами нашей Галактики. Таким образом стало ясно, что почти все другие «слабые туманности» - это далекие звездные системы.
Рис. Пульсация цефеиды
В чем заключается сущность метода определения расстояний по цефеидам? 1. По ничтожно малым мерцаниям в далеких галактиках засекают переменную звезду и измеряют ее период. Затем, на основании периода звезду отождествляют с известными в нашей Галактике цефеидами – звездами типа δ Цефея (цефеиды I типа, период пульсаций 5-10 сут), или со звездами типа W Девы (цефеиды II типа, период пульсаций 10-30 сут), т.е. предполагают, что ее светимость точно так же пропорциональна ее периоду как и у звезд нашей галактики. 2. По величине измеренного периода цефеиды, на основании зависимости период-светимость получают аналог значения ее абсолютной звездной величины (калибровка 10 пс – т.е. величину светимости звезды, если бы она находилась на расстоянии 10 пс от земли). 3. Наблюдаемая в обсерватории светимость составляет видимую (относительную) звездную величину цефеиды. 4. Расстояние от Земли до цефеиды и, соответственно, ее галактики определяется по разности светимостей (регистрируемой и расчетной) с учетом падения яркости света пропорционально квадрату расстояния (лампочка, расположенная на расстоянии 30 метров, в 9 раз менее ярка, чем лампочка на расстоянии 10 метров) 5. Рассчитывается по простой формуле m - M = 5 lg R - 5 + A, где A - поглощение света, а расстояние R измеряется в парсеках. Разность видимой и абсолютной величин (m - M ) принято называть модулем расстояния.
Таким образом, по измеренному периоду цефеиды рассчитывают аналог значения ее абсолютной звездной величины. Найденные по формуле расстояния (или параллаксы) часто называют фотометрическими, чтобы подчеркнуть метод их измерения.
Считается, что метод позволяет измерять расстояния до 20 Мпк, а «погрешность определения расстояний по цефеидам составляет для звездных скоплений в среднем 40% (в отдельных случаях меньше) [3]. Разумеется, проверить данные утверждения невозможно. Все вторичные индикаторы расстояний, калибруются, в основном, по цефеидам [13].
Итак, вся современная картина расположения и движения звезд, звездных скоплений, галактик, на расстояниях от 300 пс до 10 Мпс построена исключительно на принципиально не проверяемом предположении о тождестве теоретических объектов - цефеид и некоторых звезд, обладающих эффектом изменения блеска в фотографических лучах. Это самое слабое и уязвимое место в современной эволюционной космологии. « В космологических теориях все обрушится, если мы не можем обеспечить точных измерений цефеид », говорит Паулин Барбми (Pauline Barmby) из Университета Западного Онтарио, Канада [2].
Насколько можно доверять этим цифрам, полученным фотометрическим методом определения расстояния по цефеидам? Основным противоречивым моментом метода является то, что по регистрируемой в обсерватории светимости и спектральных характеристик звезды, расчетами получают абсолютную светимость, расстояние до звезды, массу звезды, силы взаимодействия с окружением (и самоокружение), вектор движения, скорость движения на основе сразу нескольких теорий в совокупности , пытаясь совместить, например, известные законы небесной механики и положения т.н теории Big Bang [12].
Добавим, что видимый нами спектр звезды зависит не только от температуры, от поглощения и рассеяния в "пути"и от движения объекта типа "эффекта Доплера", но и от влияния соседей. В звездных скоплениях с концентрацией звезд 10000 на 1 пс ^3 оно может быть значительным (концентрация звезд около Солнца менее 1 в пс^3).
Существуют экпериментально-установленные факты, которые ставят под сомнение результаты измерений по цефеидам.
1. Непрямолинейность распространения света .
Измерение расстояний по цефеидам проводится в предположении прямолинейности распространения света, что само по себе не очевидно, когда речь идет о гигантских расстояниях. «Свет распространяется прямолинейно только в однородной среде, а в неоднородных средах, каковыми и являются скопления звезди галактик, газовые туманности и т.п., свет не может распространяться прямолинейно. Более того, именно отклонение в распространении света, исходящего от далеких звезд, от прямолинейности в результате гравитационного воздействия со стороны Солнца не только экспериментально установлено, но и является одним из немногих фактов, подтверждающих выводы общей теории относительности. А столь любимые космологами объекты, как «черные дыры» вообще действуют на свет как линзы. Поэтому, логично подвергнуть сомнению результаты измерения гигантских расстояний астрономами и отказаться от них, поскольку непрямолинейность распространения света установлена экспериментально. Однако на такой шаг космологи не пойдут, т.к. других методов измерения расстояний у них нет». [11]
2. Около 25% цефеид Галктики теряют свою массу.
Пасадена, Калифорния. -- Астрономы получили первое прямое доказательство того, что "стандартные свечи", по которым принято определять расстояния во Вселенной (их еще называют цефеиды) - теряют свою массу, что делает их не такими уж стандартными, как считалось раньше. [2].
Точная зависимость частоты пульсации цефеид от их массы, открытая еще в начале ХХ в. американкой Генриеттой Ливитт, а также распространенность и яркость этого типа звезд, позволяют астрономам широко использовать их для определения расстояний во Вселенной.
Рассматривая ту же Дельту Цефея сверхчувствительными ИК-инструментами Spitzer, ученые обнаружили ранее незамеченное газопылевое облако, окутывающее эту звезду. Облако это деформировано, испытывая давление межзвездной среды, сквозь которую пробирается звезда в своем движении, образуя область ударной волны (как небольшая волна, вздымающаяся перед носом плывущего по воде парохода). Зная скорость движения Дельты Цефея и размеры области ударной волны, Маренго и его группа подсчитали, что звезда должна терять массу – примерно по 2 тыс. тонн в секунду, в миллионы раз быстрее Солнца – что, видимо, и порождает облако вокруг нее. Дальнейшие наблюдения подтвердили, что по меньшей мере 25% известных цефеид имеют подобные газопылевые скопления, видимые в ИК-диапазоне.
Это не слишком радостные известия. Дело в том, что газопылевые облака, естественно, приводят к тому, что видимая нам яркость цефеиды оказывается ниже, чем должна быть в действительности. Получается, что придется пересмотреть выкладки, полученные еще Генриеттой Ливитт – а вместе с ними и многие установленные исходя из них величины . [4]
" Если выводы исследователей будут подтверждены, это приведет к переоценке размеров Всленной - и она может оказаться гораздо меньше, чем считалось ранее " [10]
Если быть последовательным, то наблюдения Маренго означают, что ок. 25 % звезд отождествленных с цефеидами во Вселенной выбрасывает в окружающее их пространство огромное количества вещества, которое уменьшает их видимый блеск и искажает расстояние до нее. Остается непонятным: каким образом теперь будут определять для каких далеких цефеид требуется пересчет, а для каких не требуется? Думаю, что никак. Исследования Маренго означают крах метода определения расстояний по цефеидам и всей картины вселенной, поскольку попытка уменьшение шкалы расстояний приводит, с одной стороны, к уменьшению возраста Вселенной, а с другой - к увеличению возраста шаровых скоплений, которые оказываются намного старше самой Вселенной . Только в этом крахе никто не признается пока не будет придуман иной метод, который "подтвердит" уже существующие расстояния и построенные на них "теории".
разные ложные учения, распространяемые учеными, потерявшими истину… действуют как угар; незаметно входя, омрачают голову и доводят до потери ясного сознания всего окружающего… Не слушать и не читать этих бредней, а когда невольно услышалось или прочиталось,— выбрось из головы, а когда не выбрасывается, — подвергнуть рассуждению, и все разлетится, как дым (Свт. Феофан Затворник)
Так говорит Господь Бог: горе безумным пророкам, которые водятся своим духом и ничего не видели! (Иез.13:3)
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Записи в дневнике
- Просмотр статей
О методике определения расстояний по зависимости "период-светимость" цефеид можно сказать, что она изначально была и остается необъективной, так как в ней отсутствует эмпирическая калибровка данных на базе тригонометрического параллакса .
Метод тригонометрического параллакса считается наиболее достоверным для определения космических расстояний. Сущность его заключается в следующем. Перемещение Земли по орбите вызывает годичный параллакс (угол, под которым сосветила виден радиус земной орбиты, перпендикулярный лучу зрения). Если длина базы известна, то параллактический угол позволяет вычислить расстояние до объекта. При фиксированной базе сам параллактический угол служит мерой расстояния до объекта.
Нижний предел измерений тригонометрических параллаксов
0,01", поэтому с их помощью можно измерять расстояния, не превышающие 100 пк с относительной погрешностью 50%. При расстояниях до 20 пк относительная погрешность не превышает 10% [3] Возможная ошибка от 10 до 50 % вычисленного расстояния - такова погрешность самого достоверного метода вычисления космических расстояний.
Метод определения расстояний по цефеидам никак не был прокалиброван на базе данных тригонометрического параллакса, так как ни одна цефеида не находится достаточно близко для уверенного его определения [5]. Среди звезд солнечной окрестности с параллаксами, измеряемыми тригонометрическим методом, подавляющее большинство составляют звезды-карлики. Они принадлежат к числу сравнительно слабых звезд Галактики. Звезд - красных гигантов, которые в 100 раз ярче Солнца, в ближайшей окрестности довольно мало. Еще более ярких звезд уж совсем единицы. Ближайшая из цефеид Полярная звезда находится согласно одним справочникам на расстоянии 90 пс [3], по другим данным на расстоянии 131 пс [6]. Разница данных в 41 пс хорошо иллюстрирует упомянутую относительную погрешность в 50 %.
Бытует мнение, что космический телескоп HIPPARCOS (High Precision Parallax Collecting Satellite, «спутник для сбора высокоточных параллаксов» [7]) в 1989-1993 гг позволил непосредственно измерить расстояния примерно до 600 св. лет, получить параллаксы по 273 цефеидам, что позволило произвести калибровку и, якобы, полностью подтвердить уже имевшиеся фотометрические данные и достоверность метода определения расстояний по цефеидам. Для того, чтобы это понять, якобы, достаточно прочесть в открывающей каталог ESA SP-1200 главе 1.1.1 в первом же абзаце: The primary objective of the mission was the determinationof accurate astrometric data—positions, annual proper motions and absolute trigonometric parallaxes, at levelsof some 2 milliarcsec—for about 100 000 stars. http://www.evangelie.ru/forum/t99869. ml#post3489045 Прочесть и просто поверить. Однако на проверку оказывается, что с HIPPARCOS не так все просто.
«Экспедиция началась с неприятностей. Из-за сбоя в разгонном блоке «Гиппарх» не вышел на расчетную геостационарную орбиту и остался на промежуточной сильно вытянутой траектории. (Кроме того, спутник получил нежелательный вращательный момент, который пришлоськорректировать в течение первых недель полета [7]). Специалистам Европейского космического агентства все же удалось справиться с ситуацией, и орбитальный астрометрический телескоп успешно проработал 4 года. Еще столько же продлилась обработка результатов, и в 1997 году в свет вышел звездный каталог с параллаксамии собственными движениями 118 218 светил, в числе которых было около двухсот цефеид.
К сожалению, в ряде вопросов желаемая ясность так и не наступила . Самым непонятным оказался результат для Плеяд — предполагалось, что «Гиппарх» уточнит расстояние, которое прежде оценивалось в 130—135 парсек, однако на практике оказалось, что «Гиппарх» его исправил, получив значение всего 118 парсек. Принятие нового значения потребовало бы корректировки как теории эволюции звезд, так и шкалы межгалактических расстояний. Это стало бы серьезной проблемой для астрофизики, и расстояние до Плеяд стали тщательно проверять. К 2004 году несколько групп независимыми методами получили оценки расстояния доскопления в диапазоне от 132 до 139 пк. Начали раздаваться обидные голоса с предположениями, что последствия вывода спутника на неверную орбиту все-таки не удалось окончательно устранить. Тем самым под вопрос ставились вообще все измеренные им параллаксы.
Команда «Гиппарха» была вынуждена признать,что результаты измерений в целом точны, но, возможно, нуждаются в повторнойобработке. Дело в том, что в космической астрометрии параллаксы не измеряются непосредственно. Вместо этого «Гиппарх» на протяжении четырех лет раз за разом измерял углы между многочисленными парами звезд. Эти углы меняются как из-за параллактического смещения, так и вследствие собственных движений звезд в пространстве. Чтобы «вытащить» из наблюдений именно значения параллаксов, требуется довольно сложная математическая обработка. Вот ее-то и пришлось повторить. Новые результаты были опубликованы в конце сентября 2007 года, но пока еще неясно, насколько при этом улучшилось положение дел.
Но этим проблемы «Гиппарха» не исчерпываются. Определенные им параллаксы цефеид оказались недостаточно точными для уверенной калибровки соотношения «период-светимость» . Тем самым спутнику не удалось решить и вторую стоявшую перед ним задачу» [8]
HIPPARCOS мерил параллаксы не непосредственно, а через измерение углов между парами звезд. Этот совершенно иной метод, он называется методом группового (или статистического) параллакса.
Таким образом, в настоящее время шкала расстояний по цефеидам фактически опирается только на вычисленные методом группового параллакса очень спорные расстояния до скоплений Гиады и Плеяды и до сих пор никак не откалибрована на базе тригонометрического параллакса. Миссия HIPPARCOS не позволила откалибровать соотношение период-светимость для ближайших цефеид из-за слишком неточных данных. «В начале 1980-х годов в связи сподготовкой космического проекта HIPPARCOS, одной из главных целей которого было измерение высокоточных расстояний до звезд, многие астрономы надеялись,что результаты, полученные в ходе выполнения проекта, позволят окончательно решить проблему шкалы расстояний. В июне 1997 года результаты этого впечатляющего космического эксперимента, и в первую очередь каталог расстояний до 118 000 звезд, стали достоянием широких астрономических кругов. Сразу же стало ясно, что проект все же не смог окончательно решить проблему шкалы расстояний . Классическими фотографическими методами параллакс (обозначаемый греческой буквой и измеряемый в угловых секундах) определяется со средней точностью порядка 0,"02-0,"05. Это означает, что лишь для ближайших звезд (в пределах 20-30 пк) расстояния известны с точностью не хуже 50%. Космический аппарат HIPPARCOS расширил эту сферу примерно до 300-500 пк. Для практических целей (исследования строения Галактики, например) требуется значительно более высокая точность - не хуже 5-10%, поэтому прямое измерение межзвездных расстояний возможно лишь в небольшой по галактическим меркам окрестности Солнца…[9]
На сегодняшний день вырисовывается следующая картина. Для ближайших звезд в пределах 20-30 пк расстояния известны с точностью не хуже 10 %. Для звезд от 30 до 300-500 пк расстояния известны не хуже 50%. Согласно доминирующей модели Галактики, центр ее находится на расстоянии около 8000 пк от Солнца. Нетрудно посчитать, что область применения достоверного метода определения расстояний составляет менее 7% до гипотетического галактического центра. Исследования строения Галактики требует точности - не хуже 5-10%. Следовательно, Галактика достоверно исследована только в ближайших окрестностях Солнца до 30 пк. В рамках объективной науки можно уверенно говорить о расстояниях только до 99 световых лет и приблизительно о расстояниях до 1630 световых лет, с учетом возможной 50 % погрешности (например, Полярная звезда 90-131 пк, Плеяды 118-139 пк).
Пока не найдено достоверного способа измерения расстояния свыше 2305 пк (ок 7520 световых лет) не имеет смысла ответ вопрос: почему свет летит до земли сотни тысяч, миллионы имиллиарды лет? Сколько времени летит свет от далеких звезд достоверно не установлено. Расстояния далее 500 пк измерены недостоверно, «на глазок», их относительная погрешность может быть в разы и на целые порядки (Мпк могут оказаться Кпк и наоборот). Приводимые расстояния в Кпк, Мпк и Гпк к объективной науке и к параллаксу угловой секунды имеют смутное отношение. Они суть абстракции, условные обозначения, принятые для удобства в расчетах релятивисткой математики и не имеют четкой привязки к реальным расстояниям во вселенной. Возможно, в реальности удаленные астрономические объекты расположены совсем по-другому, на совершенно других расстояниях, и движутся (или не движутся) совсем по-другому. Жажда прорыва в познании космоса привела к тому, что многие космологические «теории» побежали далеко впереди поезда, т.е. опередили экспериментальную науку. Но из-за этого они представляют собой колоссы на глиняных ногах . Любое более пристальное изучение цефеид (вроде исследования Маренго) или получение новых высокоточных данных космического телескопа (например, с Gaia) грозит полным крахом шкалы расстояний и всех космологических "теорий" на ней построенных.