Қашықтықтық шаралар (космология) - Distance measures (cosmology)

Қашықтық арақашықтық ішінде қолданылады физикалық космология туралы табиғи түсінік беру қашықтық ішіндегі екі зат немесе оқиға арасындағы ғалам. Олар көбінесе кейбіреулерін байлау үшін қолданылады байқалатын саны (мысалы жарқырау алыстағы квазар, қызыл ауысу алыстағы галактика, немесе дыбыстық шыңдарының бұрыштық өлшемі CMB қуат спектрі) басқа шамаға жетеді тікелей бақыланатын, бірақ есептеулер үшін ыңғайлы (мысалы құрама координаттар квазардың, галактиканың және т.б.). Мұнда талқыланған қашықтықтағы шаралар жалпы түсінікке дейін азаяды Евклид төмен қызыл ауысымда қашықтық.

Біздің қазіргі космология түсінігімізге сәйкес бұл шаралар контекст шеңберінде есептеледі жалпы салыстырмалылық, қайда Фридман – Леметр – Робертсон – Уолкер шешім ғаламды сипаттау үшін қолданылады.

Шолу

Космологияда «қашықтықтың» бірнеше түрлі анықтамалары бар, олардың барлығы сәйкес келмейді қызыл ауысулар. Осы қашықтыққа арналған өрнектер қызыл жылжудың функциялары ретінде жазған кезде ең практикалық болып табылады , өйткені қызыл ауысу әрқашан байқалады. Оларды функциялар ретінде оңай жазуға болады масштабты фактор , ғарыштық уақыт немесе формальды емес уақыт сонымен қатар айнымалылардың қарапайым түрленуін орындау арқылы. Өлшемсіз анықтау арқылы Хаббл параметрі және Хаббл арақашықтық , әр түрлі қашықтық арасындағы байланыс айқын болады.

Мұнда, жалпы радиациялық энергия тығыздығы, жалпы зат тығыздығы, болып табылады қара энергия тығыздығы, қисықтықты білдіреді, бүгінгі таңда Хаббл параметрі болып табылады болып табылады жарық жылдамдығы. The Хаббл параметрі берілген қызыл ауысу кезінде .

Нысанға дейінгі қашықтықты оның қызыл ығысуынан есептеу үшін біз жоғарыдағы теңдеуді интегралдауымыз керек. Параметрлердің кейбір шектеулі нұсқалары үшін (мысалы, тек мәселе үшін: ) төменде анықталған комовалық арақашықтық интегралының тұтастай алғанда тұйықталған аналитикалық формасы бар және арнайы үшін біздің Әлемнің параметрлері - біз тек шешім таба аламыз сандық. Космологтар бақылаушыдан қызыл ығысу кезінде объектіге дейінгі қашықтықта әдетте келесі шараларды қолданады көру сызығы бойынша:[1]

Жақын ара қашықтық:

Мұнда қайда бұл Хаббл уақытына қарағанда жарық жылдамдығы ретінде анықталатын Хаббл қашықтығы; .

Көлденең жолақты арақашықтық:

Бұрыштық диаметр арақашықтық:

Жарықтық қашықтығы:

Жеңіл жүру қашықтығы:

Комовалық қашықтық көлденең комовалық қашықтықтан шекті қабылдау арқылы қалпына келтірілетініне назар аударыңыз , қашықтықтың екі өлшемі а-ға тең болатындай жалпақ ғалам.

Ғаламның жасы және қызыл жылжудан бері өткен уақыт осы уақытқа дейін

Ғарыштық қашықтық өлшемдерін салыстыру, қызыл ығысудан нөлге ауысуға дейін 0,5. Фондық космология - Хаббл параметрі 72 км / с / Мп, , , , және Омега параметрлерінің қосындысы 1 болатындай етіп таңдалды.
Заттың / сәулеленудің теңдігі дәуіріне сәйкес келетін нөлден қызыл ығысудан 10000 ығысуға дейінгі космологиялық арақашықтық өлшемдерін салыстыру. Фондық космология - Хаббл параметрі 72 км / с / Мп, , , , және Омега параметрлерінің қосындысы бір болатындай етіп таңдалды.

Балама терминология

Пивлз (1993) көлденең қабатты қашықтықты «бұрыштық өлшем арақашықтығы» деп атайды, бұл бұрыштық диаметрдің арақашықтығы деп қателеспеу керек.[2] Әңгіме номенклатура туралы болмаса да, көлденең комовалық арақашықтық көлденең жылдамдықтың қатынасы және оның уақыт бойынша радианмен дұрыс қозғалысы ретінде анықталатын тиісті қозғалыс қашықтығына баламалы. Кейде рәміздер немесе құрама және бұрыштық диаметр арақашықтықтарын белгілеу үшін қолданылады. Кейде жеңіл жүру қашықтығы «қаралу қашықтығы» деп те аталады.

Егжей

Жақын ара қашықтық

Іргелі бақылаушылардың, яғни екеуімен бірге қозғалатын бақылаушылардың арасындағы қашықтық Хаббл ағыны, уақыт өзгермейді, өйткені ғаламның кеңеюі қашықтықты құрайды. Жақын қашықтық көру сызығы бойындағы жақын іргелі бақылаушылардың тиісті қашықтықтарын интегралдау арқылы алынады (LOS), мұндағы тиісті қашықтық - тұрақты ғарыштық уақыттағы өлшем қандай нәтиже береді.

Жылы стандартты космология, аралас қашықтық және тиісті арақашықтық бұл объектілер арасындағы қашықтықты өлшеу үшін космологтар қолданатын екі өзара тығыз арақашықтық өлшемдері; комовалық қашықтық - қазіргі уақыттағы тиісті қашықтық.

Дұрыс арақашықтық

Тиісті қашықтық шамамен объектінің нақты сәтте болатын жеріне шамамен сәйкес келеді космологиялық уақыт, байланысты уақыт өзгеруі мүмкін ғаламның кеңеюі. Жақын ара қашықтық кеңістіктің кеңеюіне байланысты уақыт бойынша өзгермейтін қашықтықты беретін ғаламның кеңеюіне әсер ететін факторлар (бірақ бұл басқа, жергілікті факторларға байланысты өзгеруі мүмкін, мысалы, шоғыр ішіндегі галактиканың қозғалысы); комовалық қашықтық - қазіргі уақыттағы тиісті қашықтық.

Көлденең жолақты қашықтық

Тұрақты қызыл ауысудағы екі құрама объект бұрышпен бөлінген аспанда қашықтық бар дейді , мұнда көлденең комов қашықтығы сәйкес анықталған.

Бұрыштық диаметр арақашықтық

Өлшем нысаны қызыл түсіру кезінде ол бұрыштық өлшемге ие бұрыштық диаметрі арақашықтыққа ие . Бұл әдетте деп аталатын байқау үшін қолданылады стандартты билеушілер, мысалы бариондық акустикалық тербелістер.

Жарықтық қашықтығы

Егер ішкі жарқырау алыстағы объектінің белгілі екендігі, оның жарықтық қашықтығын ағынды өлшеу арқылы есептеуге болады және анықтау , бұл үшін жоғарыдағы өрнекке балама болып шығады . Бұл шама өлшемдер үшін маңызды стандартты шамдар сияқты Ia supernovae типі, олар алғаш рет үдеуін табу үшін қолданылды ғаламның кеңеюі.

Жеңіл жол

Бұл арақашықтық - бақылаушыға жету үшін жарыққа уақытты көбейтетін уақыт (жылдар бойынша) жарық жылдамдығы. Мысалы, радиусы бақыланатын ғалам бұл қашықтық өлшемі жарық жылдамдығына көбейтілген Әлемнің жасына айналады (1 жарық жылы / жыл), яғни 13,8 миллиард жарық жылы. Сондай-ақ қараңыз қате түсініктер шамамен көрінетін әлемнің өлшемі туралы.

Этерингтонның екі жақтылық

Этерингтонның қашықтық-қосарлы теңдеуі [3] - бұл стандартты шамдардың жарқырау қашықтығы мен бұрыштық-диаметрлік арақашықтық арасындағы байланыс. Ол былайша өрнектеледі:

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Дэвид В.Хогг (2000). «Космологиядағы қашықтықтағы шаралар». arXiv:astro-ph / 9905116v4.
  2. ^ Peebles, P. J. E. (1993). Физикалық космологияның принциптері. Принстон университетінің баспасы. бет.310–320. Бибкод:1993ppc..кітап ..... P. ISBN  978-0-691-01933-8.
  3. ^ И.М.Х. Этерингтон, «LX. Жалпы салыстырмалылықтағы қашықтықты анықтау туралы », Философиялық журнал, т. 15, S. 7 (1933), 761-773 б.
  • Скотт Додельсон, Қазіргі космология. Academic Press (2003).

Сыртқы сілтемелер