(1)
© Copyright - Karim A. Khaidarov, August 18, 2008
РАДИОЧАСТОТНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
РАССТОЯНИЙ ДО КОСМИЧЕСКИХ ВЗРЫВОВ
Светлой памяти моей дочери Анастасии посвящаю
Предлагается метод измерения расстояний до космических взрывов, например, сверхновых звезд и аккрецирующих квазаров, основанный на переменности скорости электромагнитных волн в космическом пространстве. Даны рекомендации к практическому осуществлению метода астрономами и радиолюбителями.
“Истинное знание есть знание причин”
Френсис Бэкон
Как показывает научно-исследовательская практика, существующие методы оценки расстояний до таких космических объектов, как галактики, весьма спорны. Часто эти методы соответствуют лишь взглядам разработчика метода, но не соответствуют фактам, полученным независимыми способами, или противоречат логике.
Некоторые оценки, например, по красному смещению, дают большой разнобой (дисперсию оценки) расстояния в сравнении с оценками по цефеидам или морфологическому анализу галактик. В случае оценки расстояния по красному смещению такой разнобой связан с тем, что наблюдаемое “суммарное” красное смещение имеет различную природу (гравитационное, доплеровское, тепловое, хаббловское и пр.) и часто низко коррелированно с расстоянием до галактики. На это многократно указывал в своих работах [1-10] живой классик астрофизики Хальтон Арп, исследовавший морфологию множества галактик и составивший ставший классическим “каталог пекулярных галактик Арпа”. Его доводы просты и ясны: если в телескоп мы видим комнатную муху и слона, занимающих одинаковый телесный угол, а метод оценки расстояния до них дает одно и то же расстояние, то такой метод ложен.
Надежда появилась в 1970-е годы, когда было открыто явление “межзвездной дисперсии”, установившее корреляцию между расстоянием до пульсара и запаздыванием радиосигнала от него относительно момента прихода оптического импульса [11].
Однако надежде было суждено раствориться в релятивистской мифологии. Изменению скорости электромагнитных волн от частоты приписали происхождение от мифических облаков плазмы в космическом пространстве.
На самом деле, как это доподлинно установлено автором [12,13], скорость электромагнитных волн претерпевает частотную дисперсию в связи с конечностью модуля упругости эфира – носителя этих волн.
Для электромагнитных волн частоты выше 100 КГц их скорость
c(f), как функция частоты, удовлетворительно описывается формулой [13]|
|
(1) |
где с
∞ = 299792458 [m/s] - скорость электромагнитной волны на высоких частотах (для гамма-квантов); f0 = 1252,1 [Hz] – критическая частота электромагнитных волн, определяемая свойствами среды – носителя, то есть эфира.Из формулы (1) следует выражение для задержки
τ(f) в межзвездной дисперсии, если из последней убрать влияние рассеивания в облаке газа, порожденном взрывом сверхновой [12]|
|
(2) |
где
R - расстояние до объекта наблюдения.В формуле (2) в явном виде имеется расстояние до объекта, поэтому по известной задержке момента прихода радиосигнала от объекта относительно момента прихода оптического или гамма излучения, или относительно момента прихода радиосигнала на другой частоте, можно
оценить это расстояние.В таблице 1 даны значения задержек межзвездной дисперсии без учета рассеяния в первичном взрывном облаке для разных диапазонов частот, технически доступных для радиолюбителей и астрономов любителей.
Таблица 1. Задержка прихода радиосигнала от космических объектов
|
band |
optic |
aether |
3400MHz |
435MHz |
145MHz |
29MHz |
21MHz |
14MHz |
7MHz |
|
R [pc] |
dt [mcs] |
dt [ms] |
dt [min] |
dt [hour] |
dt [day] |
dt [day] |
dt [day] |
dt [day] |
dt [day] |
|
100 |
4,5E-08 |
2,0E-04 |
2,3E-05 |
2,4E-05 |
8,9E-06 |
2,2E-04 |
4,2E-04 |
9,5E-04 |
3,8E-03 |
|
220 |
9,7E-08 |
4,3E-04 |
5,0E-05 |
5,1E-05 |
1,9E-05 |
4,8E-04 |
9,1E-04 |
2,1E-03 |
8,2E-03 |
|
460 |
2,1E-07 |
9,4E-04 |
1,1E-04 |
1,1E-04 |
4,1E-05 |
1,0E-03 |
2,0E-03 |
4,4E-03 |
1,8E-02 |
|
1000 |
4,5E-07 |
2,0E-03 |
2,3E-04 |
2,4E-04 |
8,9E-05 |
2,2E-03 |
4,2E-03 |
9,5E-03 |
3,8E-02 |
|
2200 |
9,7E-07 |
4,3E-03 |
5,0E-04 |
5,1E-04 |
1,9E-04 |
4,8E-03 |
9,1E-03 |
2,1E-02 |
8,2E-02 |
|
4600 |
2,1E-06 |
9,4E-03 |
1,1E-03 |
1,1E-03 |
4,1E-04 |
1,0E-02 |
2,0E-02 |
4,4E-02 |
0,18 |
|
10000 |
4,5E-06 |
2,0E-02 |
2,3E-03 |
2,4E-03 |
8,9E-04 |
2,2E-02 |
4,2E-02 |
9,5E-02 |
0,38 |
|
22000 |
9,7E-06 |
4,3E-02 |
5,0E-03 |
5,1E-03 |
1,9E-03 |
4,8E-02 |
9,1E-02 |
0,21 |
0,82 |
|
47000 |
2,1E-05 |
9,4E-02 |
1,1E-02 |
1,1E-02 |
4,1E-03 |
0,10 |
0,20 |
0,44 |
1,77 |
|
1,0E+05 |
4,5E-05 |
0,20 |
2,3E-02 |
2,4E-02 |
8,9E-03 |
0,22 |
0,42 |
0,96 |
3,82 |
|
2,2E+05 |
9,7E-05 |
0,44 |
5,0E-02 |
5,1E-02 |
1,9E-02 |
0,48 |
0,91 |
2,1 |
8,2 |
|
4,7E+05 |
2,1E-04 |
0,94 |
1,1E-01 |
0,11 |
4,1E-02 |
1,03 |
1,97 |
4,4 |
17,7 |
|
1,0E+06 |
4,5E-04 |
2,02 |
2,3E-01 |
0,24 |
8,9E-02 |
2,23 |
4,25 |
9,6 |
38,2 |
|
2,2E+06 |
9,7E-04 |
4,36 |
5,0E-01 |
0,51 |
0,19 |
4,80 |
9,16 |
20,6 |
82,4 |
|
4,7E+06 |
2,1E-03 |
9,39 |
1,1 |
1,10 |
0,41 |
10,35 |
19,7 |
44,4 |
177,6 |
|
1,0E+07 |
4,5E-03 |
20,2 |
2,3 |
2,38 |
0,9 |
22,30 |
42,5 |
95,7 |
383 |
|
2,2E+07 |
9,7E-03 |
43,6 |
5,0 |
5,1 |
1,9 |
48,05 |
91,6 |
206 |
825 |
|
4,7E+07 |
2,1E-02 |
93,9 |
10,8 |
11,0 |
4,1 |
104 |
197 |
444 |
1777 |
|
1,0E+08 |
4,5E-02 |
202 |
23,4 |
23,8 |
8,9 |
223 |
426 |
957 |
3830 |
|
2,2E+08 |
9,7E-02 |
436 |
50,4 |
51 |
19 |
481 |
917 |
2063 |
8254 |
|
4,7E+08 |
0,21 |
940 |
109 |
111 |
41 |
1036 |
1976 |
4447 |
17786 |
|
1,0E+09 |
0,45 |
2026 |
234 |
238 |
89 |
2233 |
4259 |
9582 |
38330 |
|
2,2E+09 |
0,97 |
4366 |
504 |
513 |
193 |
4813 |
9178 |
20650 |
82600 |
|
τ/T = Δc/c |
4,35E-18 |
1,96E-14 |
2,30E-15 |
8,63E-16 |
2,16E-14 |
4,11E-14 |
9,26E-14 |
3,70E-13 |
1,48E-12 |
Примечание:
В первом столбце даны расстояния до объекта в парсеках, в остальных столбцах – задержка радиосигнала относительно скорости гамма-квантов, а практически, задержка относительно скорости оптических квантов, для разных радиодиапазонов. Красным цветом выделены ячейки с задержкой, эквивалентной длительности активного излучения сверхновых (~20 дней), когда теоретически ожидаемая интенсивность сигнала в радиодиапазоне максимальна. Последняя строка показывает относительную величину задержки, равную относительному изменению скорости ЭМ-волн, что демонстрирует особую малость вариации скорости, недоступную для измерения в условиях земных лабораторий ХХ века.Определение расстояний до сверхновых
Таблица 1 показывает, что в радиодиапазонах ниже 145 МГц задержка радиосигнала относительно скорости света может составлять многие сутки, что дает возможность наблюдать “радиохвост” излучения сверхновой после обнаружения ее в оптическом диапазоне, тем самым точно определив расстояние до нее.
Сверхновые характеризуются кривой оптической яркости с плато максимума, длящимся около 20 суток. Радиоизлучение имеет другую структуру. Оно имеет резкий, экспоненциально спадающий пик с началом в момент
τ(f), а затем в течение около 20 дней растет как интеграл оптической светимости сверхновой, медленно спадая лишь по прошествии фазы активного оптического излучения сверхновой. Это объясняется тем, что радиоизлучение первого пика есть радиокомпонента электромагнитного импульса ядерного взрыва сверхновой, длящегося очень короткое время. Второй плавный пик есть радиоизлучение самого эфира, разогретого мощным оптическим излучением сверхновой.Здесь следует отметить, что так называемый эффект Сюняева – Зельдовича, принимаемый “на ура” астрофизическим сообществом, есть миф. Никакого фотон – фотонного взаимодействия на радиочастотах просто быть не может по следующим причинам:
- разница в длинах волн возбуждающего излучения и радиочастотного “реликтового”
фона (CMB) слишком велика, составляет многие десятичные порядки;- плотность “реликтового” излучения ничтожна, чтобы получить измеримый эффект;
- линейность эфира очень высока (а релятивистского “вакуума” - бесконечна), чтобы получить такое взаимодействие.
Реально происходит совсем другое. Гамма-кванты, рентгеновские и оптические фотоны теряют энергию, подвергаясь релеевскому рассеянию на амерах - корпускулах эфира, то есть отдают эту энергию эфиру, имеющему температуру 2.7°
K и излучающему как всякое черное тело Планков спектр, соответствующий этой температуре [3]. Это подтверждается характером поляризации рассеянного и комбинационного излучения радиогалактик.Технически предлагаемый метод реализуется с помощью двухчастотного или многочастотного приема радиоантенной узкой диаграммы направленности, например, типа “волновой канал”, с механизмом слежения за известной “свежей” сверхновой. В качестве регистрирующего устройства идеально подходит анализатор спектра с возможностью длительного (часы) накопления сигнала. При этом мы можем значительно поднять отношение сигнал
/шум и применять недорогие антенные устройства. Основная задача регистрации - получение частотного профиля радиоизлучения по выбранному направлению и восстановление по нему двумерной функции τ(f,t), где время t отсчитывается от известного момента оптического наблюдения сверхновой.При использовании средств статистической обработки по всему профилю распределение
τ(f,t) даст нам расстояние до сверхновой с прецизионной точностью.Определение расстояний до квазаров и
тесных двойных системКроме сверхновых предлагаемым методом можно определять расстояния до квазаров и тесных двойных систем с активной аккрецией. Для этого не надо ждать взрывов на них. Такие взрывы на поверхности наблюдаемых квазаров и тесных систем происходят постоянно.
Отметим, что наблюдаемыми являются только квазары, которые находятся в состоянии активной аккреции. Сам по себе квазар, как это доказано автором, является небесным телом со сверхсжатым состоянием вещества, как это наблюдается у пульсаров и белых карликов. Имея сверхвысокую плотность и сверхмалый объем, квазар имеет очень малую поверхность излучения в состоянии без аккреции. Падающее в его сверхглубокую гравитационную яму вещество интенсивно излучает во всех диапазонах от рентгена до радиоволн.
Обычно аккреция идет прерывисто, так как спорадичен поток вещества, падающего на квазар. Этим объясняется наблюдаемая спорадическая короткопериодная переменность светимости квазаров.
Именно эта особенность излучения аккрецирующих квазаров
позволяет определить расстояние до них предлагаемым радиочастотным методом.Если мы осуществим прием излучения квазара на двух и более частотах, вычислим функцию взаимной корреляции этих каналов, а точнее, определим временное смещение в этой функции, то тем самым мы получим
τ(f1-f2), по которой, используя формулу (2), легко найти расстояние до квазара.Такие же рассуждения применимы к тесным двойным звездным системам
, между которыми происходит обмен массой путем аккреции.Технически предлагаемый метод реализуется с помощью двухчастотного или широкополосного приема на параболическую антенну узкой диаграммы направленности, например, обычного приемника спутникового вещания
Ku или С диапазона, с механизмом слежения за небесными координатами известного квазара.В качестве регистрирующего устройства подходит цифровой (компьютеризированный) анализатор спектра с возможностью накопления сигнала в течение минут и вычисления функции взаимной корреляции. Вычисляя ее, мы получим значение межчастотной задержки сигнала, по которой однозначно определяется расстояние до квазара с прецизионной точностью.
Замечу, что все реально наблюдаемые объекты, которые в настоящее время релятивисты называют “черными дырами”, достоверно идентифицированы Х. Арпом как квазары. То есть это есть объекты, подпадающие под закономерности, описанные выше, и расстояние до них может быть измерено предлагаемым методом.
В дополнение можно отметить применимость предлагаемого метода для определения расстояния до источников гамма-всплесков или “гиперновых”, однако при этом надо иметь в виду, что значения задержек сигнала в этом случае будут совсем иными. Расстояния до этих объектов другого порядка.
Выводы
Предлагаемый метод позволит революционным образом расширить и уточнить космическую шкалу расстояний, открывая новые возможности для смежных исследований.
Метод применим в условиях любительской радиоастрономии и позволит получить массу новой информации, включая кардинальные открытия в астрофизике астрономами и радиолюбителями.
Такая “фора” для любителей возникает в связи с тем, что официальная астрофизика пока твердо придерживается религиозных догматов релятивизма, и любое посягательство на авторитет СТО-ОТО карается отлучением от финансирования и должности. Кроме того
, можно вспомнить, что именно с радиолюбителя Гроте Ребера, а не с официальной науки началась эра радиоастрономии.Благодарности
Автор признателен за технические консультации главному инженеру Центра управления полетами “КазСат” Аркадию Юрьевичу Солуня (
UN7ED), начальнику Боровского узла АО “Казахтелеком” Владимиру Газизовичу Хамзину (UN7EN), а также живому классику астрофизики д-ру Хальтону Кристиану Арпу (Астрофизический институт им. Макса Планка, Германия) за научную и моральную поддержку исследований автора в области физики квазаров.Автор благодарен также проф. Алексею Алексеевичу Потапову (Институт динамики систем и теории управления СО РАН, Иркутск, Россия) за конструктивное обсуждение настоящей работы.
Карим Хайдаров,
18 августа 2007 года
Ссылки
