новости космоса
3113 28
06 декабря 2019 20:52:08

Почему много фотонов из других галактик не достигает Земли? Ученые нашли ответ

Международная группа ученых, включающая Андрея Савельева, доцента Института физико-математических наук и информационных технологий Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта, усовершенствовала компьютерную программу, которая помогает моделировать поведение фотонов, взаимодействующих с водородом, заполняющим межгалактическое пространство.

Андрей Савельев объясняет: «Источниками мощного гамма-излучения во Вселенной могут являться внегалактические объекты, такие как далекие блазары – активные ядра галактик, джеты которых направлены в сторону Земли. Часть фотонов из этих потоков достигает Земли «напрямую», а часть превращается по пути в электроны, которые затем вновь конвертируются в фотоны, прежде чем достичь нашей планеты. Проблема здесь состоит в том, что, согласно математическим расчетам, нашей планеты должно достичь некоторое определенное число фотонов, а фактически мы регистрируем значительно менее мощные потоки излучения».

Ученые, согласно Савельеву, сегодня имеют две основные версии, позволяющие объяснить это расхождение. Первое объяснение состоит в том, что после превращения фотона в электрон на пути к Земле происходит отклонение образовавшейся заряженной частицы магнитным полем. При обратном превращении этого отклоненного магнитным полем электрона во вторичный фотон траектория вновь сформировавшейся безмассовой частицы также пролегает в стороне от нашей планеты, и фотон в конечном счете не достигает Земли.

Второе объяснение проблемы «нехватки» внегалактических фотонов подразумевает взаимодействие первичного высокоэнергетического фотона с горячим водородом межгалактического пространства, находящимся в нем форме плазмы. В своей работе Савельев и его коллеги рассматривают именно этот, второй механизм отклонения фотонов, испускаемых блазарами, на пути к Земле и совершенствуют одну из существующих моделей взаимодействия высокоэнергетических фотонов с водородной плазмой, рассматривая несколько возможных вариантов событий такого взаимодействия.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
3714 · 06-12-2019

Як же это? Фотон в вакууме в электрон превращается? И обратно? Самопроизвольно? Листья тополя падали с ясеня... Ни хрена себе, - сказал я себе. Посмотрел в окно и действительно. Офигительно! Офигительно...

2
dengess193 · 06-12-2019

Если при столкновении с частицей вещества фотон расходуется на возникновения электрона, то он просто перестаёт существовать. "Обратное превращение Э в Ф" просто рождение нового фотона, который уже несёт не ту информацию, что нёс предшнственник.
Ясно же, чем дальше ИС, тем меньше плотность потока. А с учётом непустоты межгалактического пространства...
Короче и так очевидно, почему много фотонов из других галактик не достигает Земли.
Тут хоть запылённость межгалактического пространства мерь.

3
elena141 · 06-12-2019

Может быть потому что Земля находится в пузыре сс?Ведь по отношению к другим планетам подобные исследования не проводились?

4
dengess193 · 06-12-2019

Елена, любые "пузыри" создают помехи. Хоть атмосфера, хоть ионосфера, и т. д. Поэтому и предпочтительнее выводить телескопы в наиболее открытый космос, и делать апертуру как можно ширше, чтоб хоть сколь-нибудь побольше фотонов уловить.

5
Pourquoi16 · 07-12-2019

Очень хочется обратить внимание Уважаемого Леонида, на вот эти трансформации фотонов=электронов, сопровождающимися неизбежными энергетическими потерями , сиречь "покраснением" фотонов (если совсем честно, то уж очень не по душе это расширение вселенной, да еще и ускореннное, да еще и с пристегнутой для этого темной энергии, да еще и с "ошибками в" ОТО и т.д.)Извините накипело!!!

6
Rocketbarrel24 · 07-12-2019

Красное смещение, постоянная Хаббла, разбегание галактик, расширение Вселенной - все эти феномены могут оказаться всего лишь "следствием" затухания фотонов в межгалактическом (серо*) водороде. То есть может оказаться, что реально существует только затухание фотонов, а все выше перечисленное - просто неправильная трактовка этого затухания.
----
*сероводород гораздо лучше подходит для затухания и протухания чего-либо, чем просто водород :-)

7
Leonid3137 · 07-12-2019

Rocketbarrel, "затухание" фотонов (лучше применять термин "покраснение") при преодолении пространства НЕИЗБЕЖНО должно сопровождается дисперсией, т. е разницей в коэффициенте "затухания" от частоты (длины волны), что элементарно выяснить на спектрах далёких галактик или далёких же облаков газа! Такой дисперсии пока не обнаружено, хотя спектры это "наше всё" и точность их измерений сегодня очень велика.
Pourquoi, фотон не может поделиться чуть-чуть своей энергией с электроном, лишь исчезнуть, передав ВСЮ свою энергию полностью, на что справедливо указал коллега dengess1! Да и то, такой процесс касается лишь гамма-излучения длина волны которого соизмерима с эффективным размером электрона (вспоминаем прозрачность пыли для радиодиапазона волн при непрозрачности её для светового диапазона).
Такое "чуть-чуть" возникает только при ОТРАЖЕНИИ фотона от препятствия с эффектом Доплера, но даже от единичного АТОМА фотон отразиться, полагаю, не сможет, а уж про электрон и речи нет.

8
viktorchibis38 · 07-12-2019

Leonid (7) → «"затухание" фотонов (лучше применять термин "покраснение") при преодолении пространства НЕИЗБЕЖНО должно сопровождается дисперсией, т. е разницей в коэффициенте "затухания" от частоты (длины волны)».
.
Leonid, поясните, из чего это следует и о каком коэффициенте идёт речь?
Я понимаю, речь должна бы идет о «затухании» от пройденной дистанции.

9
graviton28 · 07-12-2019

Все это мной давно уже разгадано, пусть теперь над этим маракуют другие.

10
Pourquoi16 · 07-12-2019

Как всегда прекрасный комментарий Леонид!!!, Только Вот из простых соображений,как вы правильно заметили происходит затухание фотонов неравномерно , и чем выше частота (Вам это объяснять не нужно) тем больше коэффициент затухания !!!! И вот мы наблюдаем:
Звездочка , а ля наше Солнышко излучает себе достаточно широкий спектр, далее высокие частоты (чем дальше - тем больше) затухают
и приходят к нам сплошь красные и далее по тексту....) И мы красиво трактуем это все, как разбегание галактик и сочиняем все эти темные теории . А насчет дисперсии, я как помню это изменение скорости на разных частотах, то тут это противоречит всем экспериментам, я согласен!

11
dengess193 · 07-12-2019

Pourquoi, Леонид как раз и сказал, что этой дисперсии не наблюдается, какая бы нибыла дистанция. Следовательно бОльшее покраснение более далёких объектов не более чем С + ускорение наблюдателя (упращённо).

12
Pourquoi16 · 07-12-2019

Уважаемый dengess, действительно дисперсии не наблюдается , так как скорость света от частоты не зависит, а вот влияние частоты эл.магнитного колебания (а свет как утверждают ученые и есть такое колебание) на коэффициент затухания вещь известная и экспериментально миллион раз подтвержденная (спросите любого радиолюбителя, но не суть), просто Леонид видимо имел в виду спектры, иначе говоря некие АЧХ излучений от звезд.Здесь я не в теме, и если кто просвятит (или ссылку на почту) буду благодарен!

13
dengess193 · 07-12-2019

Pourquoi, надо ещё добавить, что затухание зависит от свойств среды в которой распространяется ЭМ. Но затухание не означает изменение частоты, потому и не возникает дисперсии. Диспресия может возникнуть от приломления, угол которого зависит от длины волны.
Но как на счёт затухания ЭМ в вакууме? Очевидно никак, потому как нет среды.

14
Pourquoi16 · 08-12-2019

dengess1 в чистом вакууме нет, но где он абсолютно чистый вакуум, я уж не говорю о всяких облаках тумана и пыли , да и впору вспомнить хотя бы про постоянно возникающие виртуальные частицы и т.д., так вот высокие частоты затухнут, а низкие (красные) на их фоне будут превалировать.

15
Leonid3137 · 08-12-2019

viktorchibis, да, покраснение от дистанции, вернее сказать о дополнительном к Доплеровскому покраснении от прохождения сопротивляющегося пространства. Полагаю, что если такое дополнительное покраснение существует, то оно должно быть разным для разных длин волн излучения и соответственно нарушать пропорции размещения линий на спектре элементов, а по этим пропорциям мы и определяем принадлежность спектра к тому или иному элементу от водорода до сложных молекул.

16
dengess193 · 08-12-2019

Pourquoi, в этом случаи мы сможем судить о препятсятвии.
Я говорил не о пучке разночастотных фотонов испущеных источником, а о отдельно взятом фотоне. При столкновении он либо изменит направление полёта (только!), либо умрёт отдав энергию препятствию.
Видимо наше взаимонедопонимание в предмете разговора. Я про отдельный квант, вы про целый поток.
Но всё же, глядя на далёкую галактику, мы види смещение по всему спектру. А значит удлинение волн наблюдается не зависимо от спектральной частоты - это тот самый доплер. Не дисперся, не диффузия, или ещё что-то. Доплер!

17
viktorchibis38 · 08-12-2019

Leonid (15), похоже нам с Вами придётся опять подискутировать (если Вы не против).
Дискуссия, правда, скорее будет не в споре, а в обсуждении аргументов предполагаемой гипотезы ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО покраснения фотонов от дистанции в ДОПОЛНЕНИЕ к Доплеру. (Рад, что на этот раз Вы эту альтернативу не отвергли, а очень грамотно сформулировали).
Так вот у меня в ST модель данного процесса следующая. Фотоны разных частот содержат разное количество витков корпускул (в каждом вихре фотона) РАВНОЕ частоте фотона. Кстати, общее количество корпускул в одном вихре фотона при этом одинаковое (закрученная пружина от часов). Допустим, на определенной дистанции происходит одна флуктуация («боковое» взаимодействие какой-то корпускулы в вихре фотона с корпускулой окружающего пространства, – в результате один виток лопается, диаметр вихря увеличивается, частота уменьшается, энергия фотона падает). Количественно получается, что частота всех фотонов падает на один герц на эту некую базовую дистанцию (предположим, 10 св лет). При этом, как я понимаю, форма спектра «гребёнки» некоторого излучателя не изменится, а просто сместится по шкале частот. Я перевернул все формулы, и что-то не могу рассчитать, - что за закон дополнительного затухания при этом получится. Это РАЗ.
Ну и ДВА, - нужен эксперимент в космосе по проверке покраснения фотонов на двух строго известных дистанциях: (1) – короткой (только Доплер), и (2) – длинной (Доплер + затухание, но без всякого расширения пространства. Т.е. время прохождения сигнала должно быть небольшим).
Что скажите?

18
dengess193 · 08-12-2019

Зачем лопать виток, если можно просто ослабить сжатую пружину. Виктор, упростите свою модель и будет вам счастье. А также уравнение получится. То самое, что в вики L/CV
Ведь ваша модель это просто полёт вращающегося фотона. Чем быстрее вертится, тем больше энергия и выше частота. Вы же просто предлагаете замедление этого вращения с растоянием.
Витки, вихри, лопанья. Зачем? Попроще надо быть. имхо!

19
dengess193 · 08-12-2019

Во блин, очепятался:
L = c / v
Мне б самому быть попроще ;-)

20
viktorchibis38 · 08-12-2019

dengess1, в электрических и магнитных вихрях ничего не крутится, см. ком 16 в
www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20191203190803

21
dengess193 · 08-12-2019

«И всё-таки она вертится!» © Галилей
... в смысле фотон. Но очевидно не в вашей модели, Виктор, в которой даже вихрю следует некрутиться. :-)

22
Leonid3137 · 08-12-2019

viktorchibis, прямой эксперимент уже обсуждали, для него нужно увеличить точность эталонов частоты-времени на пару порядков от существующих, сейчас проведение таких измерений невозможно :-((

23
viktorchibis38 · 08-12-2019

Жалко.
Надо придумывать что-то другое (в смысле, как проверить).
Нужна какая-то мультипликация эффекта.

24
Leonid3137 · 08-12-2019

"..получается, что частота всех фотонов падает на один герц на эту некую базовую.." (с)viktorchibis
Ну никак не может быть коэффициент "на" (N герц/M метров), в этом случае через какое-то количество метров фотон исчезнет, а то и полетит в обратную сторону со знаком "минус", к тому же портится отношение частот на спектре до неузнаваемости :-(
Никакого сложения/вычитания, исключительно умножение: "в" (N раз/ M метров), например 0.998366/Mпс и получим фоновое излучение на волне 1.06 мм и спектр не искажён :-))

25
Bong53 · 08-12-2019

Точно.
И таким вот способом может и работать "линза",
о есть там где есть материя (облако) передача импульса и происходит,
при этом меняется направление движения фотона.

26
viktorchibis38 · 08-12-2019

Уважаемый Leonid, позволю себе не согласиться с Вашим возражением против коэффициента (N гц/М м). Более того, я подтверждаю Ваше опасение, что в этом случае фотон может исчезнуть. Это одно из обстоятельств процесса затухания фотонов, приводящее в конечном счете к полному возврату энергии излучения, образующегося в нашей Вселенной, назад в корпускулярное пространство. Своеобразный КРУГООБОРОТ ЭНЕРГИИ В ПРИРОДЕ.
При этом, полёта фотона в обратную сторону опасаться не надо. Исходный импульс не позволит ему это сделать.
А вот Ваш вариант коэффициента (N раз/M м) приведёт не к смещению гребенки спектра (допустим, нейтрального водорода) по шкале частот, а к растяжке гребенки спектральных линий в 10–100–1000 раз, чего, как я понимаю, не наблюдается в реальных измерениях.

27
Leonid3137 · 08-12-2019

viktorchibis, ну ей-богу!
Поясню СПЕКТР на пальцах (здесь картинки не приветствуются): для Доплера спектры рисуются на ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ шкале длин волн, одинаковость спектра принятого и контрольного проверяется простым смещением двух картинок до совпадения.
Если покраснение есть сумма Доплеровского (на умножении) и сопротивления среды (на сложение/вычитание) то совпадения никогда не найдётся, а оно (совпадение) ВСЕГДА находится, даже для самых далёких объектов. Это означает, что покраснения из-за сопротивления среды на сложение/вычитание отсутствует или оно подчиняется той же формуле, что и Доплеровское, т. е. УМНОЖЕНИЮ на N раз/ M метров.

28
viktorchibis38 · 08-12-2019

Посмотрел, да шкала логарифмическая. Спасибо за ликбез.
Приведенная мной модель фотона упрощенная. При расчете энергии фотона по этой модели, приходится искусственно вводить дополнительный множитель равный числу витков. Иначе не получается соответствия формуле Е=hѵ. Так что каждый лопнувший виток корпускул в вихре фотона на самом деле уменьшает энергию на герц^2, а не на герц. Но модель фотона всё равно надо дорабатывать в сторону объёмной вихревой структуры. Обязательно учту Ваше замечание в окончательной модели фотона.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!