Zniekształcenia przestrzeni przesunięcia ku czerwieni

Zniekształcenia przestrzeni spowodowane przesunięciem ku czerwieni są efektem w kosmologii obserwacyjnej , gdzie przestrzenne rozmieszczenie galaktyk wydaje się spłaszczone i zniekształcone, gdy ich pozycje są wykreślane jako funkcja ich przesunięcia ku czerwieni , a nie jako funkcja ich odległości. Efekt ten wynika ze specyficznych prędkości galaktyk powodujących przesunięcie Dopplera oprócz przesunięcia ku czerwieni spowodowanego ekspansją kosmologiczną .

Zniekształcenia przestrzeni przesunięcia ku czerwieni (RSD) objawiają się na dwa szczególne sposoby. Efekt Palców Boga polega na wydłużaniu rozkładu galaktyk w przestrzeni z przesunięciem ku czerwieni, z osią wydłużenia skierowaną w stronę obserwatora. Jest to spowodowane przesunięciem Dopplera związanym z losowymi, osobliwymi prędkościami galaktyk związanych w strukturach takich jak gromady. Duże prędkości prowadzące do tego efektu są powiązane z grawitacją gromady za pomocą twierdzenia o wiriale ; zmieniają obserwowane przesunięcia ku czerwieni galaktyk w gromadzie. Odchylenie od prawa Hubble'a związek między odległością a przesunięciem ku czerwieni ulega zmianie, co prowadzi do niedokładnych pomiarów odległości.

Ściśle powiązanym efektem jest efekt Kaisera, w którym zniekształcenie jest spowodowane spójnymi ruchami galaktyk opadających do wewnątrz, w kierunku centrum gromady, w miarę gromadzenia się gromady. W zależności od szczególnej dynamiki sytuacji efekt Kaisera zwykle prowadzi nie do wydłużenia, ale do pozornego spłaszczenia („naleśniki Boże”) konstrukcji. Jest to efekt znacznie mniejszy niż palców Bożych, a wyróżnia się tym, że występuje na większą skalę.

Poprzednie efekty są konsekwencją szczególnej teorii względności i zostały zaobserwowane w rzeczywistych danych. Istnieją dodatkowe efekty wynikające z ogólnej teorii względności. Jednym z nich jest zniekształcenie grawitacyjnego przesunięcia ku czerwieni, które powstaje w wyniku netto grawitacyjnego przesunięcia ku czerwieni, czyli przesunięcia w kierunku błękitu, które powstaje, gdy foton wychodzi ze studni potencjału grawitacyjnego odległej galaktyki, a następnie wpada do studni potencjału galaktyki Drogi Mlecznej. Efekt ten sprawi, że galaktyki o wyższym potencjale grawitacyjnym niż Ziemia będą wydawać się nieco bliżej, a galaktyki o niższym potencjale będą pojawiać się dalej.

Inne skutki ogólnej teorii względności na statystyki skupień obserwuje się, gdy światło z galaktyki tła przechodzi w pobliżu bliższej galaktyki lub gromady lub przez nią. Te dwa efekty to zintegrowany efekt Sachsa-Wolfe'a (ISW) i soczewkowanie grawitacyjne . W ISW, gdy foton przechodzi przez obszar o niskim potencjale grawitacyjnym, jest osłonięty przed kosmologiczną ekspansją przestrzeni, przez co galaktyka tła wydaje się bliższa. Soczewkowanie grawitacyjne, w przeciwieństwie do wszystkich poprzednich efektów, zniekształca widoczną pozycję i liczbę galaktyk tła.

RSD mierzone w badaniach przesunięcia ku czerwieni galaktyk mogą same w sobie służyć jako sonda kosmologiczna, dostarczająca informacji o tym, jak powstała struktura Wszechświata i jak zachowuje się grawitacja w dużych skalach.

Konkretne cytaty:

Ogólne odniesienia:

Sierżant, Stephen; Uniwersytet Otwarty (2010). Kosmologia obserwacyjna . Nowy Jork: Cambridge University Press . P. 110. ISBN 9780521157155 . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2013-07-01.

Linki zewnętrzne