ब्रह्मांड का विस्तार विज्ञान के इतिहास में सबसे बड़ी गिरावट है

कॉस्मोलॉजिकल (मेटागैलेक्टिक) रेडशिफ्ट सभी दूर के स्रोतों (आकाशगंगाओं, क्वासर्स) के लिए मनाए जाने वाले विकिरण आवृत्तियों में कमी है, जो एक दूसरे से इन स्रोतों के गतिशील निष्कासन के रूप में समझाया गया है, और विशेष रूप से, हमारी गैलेक्सी से, यानी मेटागालिक के गैर-स्थिरता (विस्तार) के रूप में।

रेखांकन, यह इस तरह दिखता है - चित्र 1।



अंजीर। 1 कॉस्मोलॉजिकल रेडशिफ्ट का चित्रमय प्रतिनिधित्व।

आकाशगंगाओं के लिए रेडशिफ्ट की खोज 1912-1914 में अमेरिकी खगोलशास्त्री वेस्टो स्लिफ़र ने की थी और 1929 में एडविन हबल ने पाया कि दूर की आकाशगंगाओं के लिए रेडशिफ्ट आस-पास के लोगों की तुलना में अधिक है और दूरी (हबल के नियम) के अनुपात में लगभग बढ़ जाती है।

वर्णक्रमीय रेखाओं के देखे गए बदलाव के लिए विभिन्न स्पष्टीकरण प्रस्तावित किए गए थे, उदाहरण के लिए, थके हुए प्रकाश की परिकल्पना, लेकिन, अंत में, वे सामान्य सापेक्षता में अंतरिक्षीय अंतरिक्ष के विस्तार के प्रभाव से जुड़े थे। इस घटना की यह व्याख्या आम तौर पर स्वीकार की जाती है।

विस्तार के कारण होने वाली रेडशिफ्ट अक्सर डॉपलर प्रभाव के कारण अधिक परिचित रेडशिफ्ट के साथ भ्रमित होती है, जो आमतौर पर ध्वनि स्रोत को दूर करने पर ध्वनि तरंगों को लंबा कर देती है। प्रकाश तरंगों के लिए भी यही सच है अगर अंतरिक्ष में प्रकाश स्रोत दूर चला जाता है।

डॉपलर रेडशिफ्ट और कॉस्मोलॉजिकल रेडशिफ्ट - चीजें पूरी तरह से अलग हैं और विभिन्न सूत्रों द्वारा वर्णित हैं। पहला संबंध सापेक्षता के विशेष सिद्धांत से है, जो अंतरिक्ष के विस्तार को ध्यान में नहीं रखता है, और दूसरा सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत से आता है। ये दो सूत्र पास की आकाशगंगाओं के लिए लगभग समान हैं, लेकिन दूर के लोगों के लिए अलग हैं।

आसपास की दुनिया के संज्ञान की जटिलता इस तथ्य में निहित है कि कई अवलोकन और प्रयोगात्मक डेटा से निष्कर्ष गलत हो सकते हैं और फिर आसपास की वास्तविकता की तस्वीर विकृत होती है। और यद्यपि इस या उस सिद्धांत को व्यापक चर्चा में लाने के लिए विज्ञान में प्रथागत है, लेकिन गलतियां अपरिहार्य हैं। यह सब इस बात पर निर्भर करता है कि कितने अनुयायियों ने सिद्धांत का समर्थन किया। कॉस्मोलॉजिकल रेडशिफ्ट की निर्भरता एक विस्तारित स्थान के साथ जुड़ी हुई है। यह आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत है।

हालांकि, कॉस्मोलॉजिकल रिडफ़्ट की एक और व्याख्या संभव है। यह कार्य इस मायने में प्रासंगिक है कि यह इस घटना पर एक अलग नज़र डालने की अनुमति देता है, न कि पहले किसी शोधकर्ता द्वारा आवाज दी गई हो। यह, मेरी राय में, नई भौतिकी में एक कदम है।

लेख का उद्देश्य दृश्य विकिरण के प्रसार के माध्यम के तापमान पर कॉस्मोलॉजिकल रेडशिफ्ट की निर्भरता को दर्शाना है। इस समस्या को हल करने के लिए, हम आधुनिक विज्ञान के प्रयोगात्मक और अनुसंधान डेटा का उपयोग करेंगे। प्लैंक के प्रयोगों से पता चला कि बढ़ते तापमान के साथ ब्लैक बॉडी रेडिएशन की आवृत्ति बढ़ती है। तापमान जितना अधिक होगा, विकिरण की आवृत्ति उतनी ही अधिक होगी। यह निर्भरता सरल निकायों तक फैली हुई है। इस प्रकार, उच्च तापमान, पदार्थ की विकिरण (और अवशोषण) की आवृत्ति जितनी अधिक होती है, और हाइड्रोजन, सहित।

स्पेक्ट्रा के प्रकारों पर विचार करें।

1. निरंतर स्पेक्ट्रम - चित्र 2।


अंजीर। 2 दृश्य विकिरण का निरंतर स्पेक्ट्रम

दृश्य विकिरण का स्पेक्ट्रम निरंतर है। इससे पता चलता है कि इस स्पेक्ट्रम में सभी, बिना किसी अपवाद के, दृश्य विकिरण की आवृत्तियाँ हैं। विकिरण की एक विशेषता यह है कि एक निश्चित आवृत्ति का विकिरण हमेशा स्पेक्ट्रम में एक ही स्थान पर रहता है। और कोई अपवाद नहीं हैं।

2. लाइन स्पेक्ट्रम - चित्र 3।


अंजीर। 3 लाइन स्पेक्ट्रम

स्पेक्ट्रम में ऊर्ध्वाधर रेखाओं की उपस्थिति यह दर्शाती है कि स्पेक्ट्रम में कुछ विकिरण आवृत्तियाँ अनुपस्थित हैं और इससे अधिक कुछ नहीं। अब, छवि 1 का जिक्र करते हुए, हम यह कह सकते हैं कि स्थिति 1 के स्पेक्ट्रम में हरे रंग से संबंधित विकिरण का कोई हिस्सा नहीं है, स्थिति 2 में पीले रंग से संबंधित विकिरण का कोई हिस्सा नहीं है, स्थिति 3 पर नीले रंग से संबंधित विकिरण का कोई हिस्सा नहीं है।

किसी भी आकाशगंगा की दृश्य सीमा में विकिरण का स्पेक्ट्रम निरंतर है। Fraunhofer हाइड्रोजन अवशोषण रेखाएँ इस स्पेक्ट्रम पर सुपरइम्पोज़ की जाती हैं। ये कैसी बात कर रहा है? इससे पता चलता है कि एक निश्चित लंबाई की तरंगों का हिस्सा हाइड्रोजन द्वारा अवशोषित किया गया था। यही है, जैसा कि हम पर्यवेक्षक से संपर्क करते हैं, स्पेक्ट्रम तरंगों में से कुछ खो गए थे। बेशक, इसका विकिरण प्रक्रिया से कोई लेना-देना नहीं है और यह आकाशगंगाओं के वातावरण से जुड़ा है। आकाशगंगाओं का वातावरण एक हाइड्रोजन माध्यम है जो तरंगों के हिस्से को अवशोषित करता है। मैं जोर देता हूं, यह उन आकाशगंगाओं का वातावरण है जो सीधे दृश्यमान तरंगों का उत्सर्जन करती हैं। यह विकिरण केवल तभी दर्ज किया जाता है जब यह किसी अन्य आकाशगंगाओं को दरकिनार करते हुए सीधे पर्यवेक्षक के लिए वैक्यूम में पारित हो जाता है। यदि यह ऐसा नहीं था, अर्थात्। यदि विकिरण पदार्थ से गुजरा, तो वह पूरी तरह से अवशोषित हो जाएगा। दूर की आकाशगंगाओं से दृश्य विकिरण के कुछ स्पेक्ट्रा पर, फ्राउनहोफर लाइनों को स्पेक्ट्रम की अन्य आवृत्तियों पर भी आरोपित किया जाता है, इससे पता चलता है कि ये तरंग दैर्ध्य आसपास की आकाशगंगाओं के वातावरण द्वारा अवशोषित होते हैं। इसलिए, फ्राउनहोफर लाइनों का सुपरपोजिशन आकाशगंगाओं के आसपास के हाइड्रोजन से दृढ़ता से जुड़ा हुआ है, जो सीधे विकिरण का उत्सर्जन करता है और जिसके पास से विकिरण गुजरता है। लेकिन सभी आकाशगंगाएं हाइड्रोजन से घिरी हुई हैं। तो क्यों फ्राँहोफ़र लाइनें दृश्य विकिरण के स्पेक्ट्रम के विभिन्न हिस्सों पर आरोपित हैं? और आकाशगंगा से दूर, हाइड्रोजन के Fraunhofer अवशोषण लाइनों को दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लंबे तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में स्थानांतरित कर दिया जाता है। केवल एक ही उत्तर है। आकाशगंगा के आसपास के हाइड्रोजन माध्यम का तापमान अलग है। अवशोषण माध्यम का तापमान जितना कम होता है, हाइड्रोजन का फ्रैन्होफ़र अवशोषण रेखा उतनी ही छोटी होती है, जो स्पेक्ट्रम के लंबे तरंग दैर्ध्य भाग में स्थानांतरित हो जाती है। यह हाइड्रोजन उत्सर्जन की वर्णक्रमीय श्रृंखला से साबित होता है, जो सभी उत्सर्जन श्रेणियों में स्थित हैं।

हाइड्रोजन की वर्णक्रमीय श्रृंखला।

अध्ययन की गई श्रृंखला:

लिमन श्रृंखला

1906 में टी। लिमन द्वारा खोजा गया। श्रृंखला की सभी लाइनें पराबैंगनी रेंज में हैं। श्रृंखला n and = 1 और n = 2, 3, 4, ... के लिए Rydberg के सूत्र से मेल खाती है; लाइन Lα = 1216। हाइड्रोजन की प्रतिध्वनि रेखा है। श्रृंखला की सीमा 911.8 11 है।

बालेमर सीरीज़

1885 में I. Ya। Balmer द्वारा खोजा गया। श्रृंखला की पहली चार पंक्तियाँ दृश्यमान श्रेणी में हैं और बाल्मर से बहुत पहले से जानी जाती थीं, जिन्होंने अपनी तरंग दैर्ध्य के लिए एक अनुभवजन्य सूत्र का प्रस्ताव रखा और इसके आधार पर पराबैंगनी क्षेत्र में इस श्रृंखला की अन्य रेखाओं के अस्तित्व की भविष्यवाणी की। श्रृंखला n and = 2 और n = 3, 4, 5, ... के लिए Rydberg के सूत्र से मेल खाती है; लाइन Hα = 6565 65, श्रृंखला की सीमा 3647 65 है।

पासचेन सीरीज

संयोजन सिद्धांत के आधार पर 1908 में रिट्ज द्वारा भविष्यवाणी की गई। उसी वर्ष F. Paschen द्वारा खोजा गया। श्रृंखला की सभी लाइनें अवरक्त रेंज में हैं। श्रृंखला n and = 3 और n = 4, 5, 6, ... के साथ Rydberg के सूत्र से मेल खाती है; लाइन Pα = 18 756 75, श्रृंखला की सीमा 8206 75 है।

ब्रैकेट श्रृंखला

1922 में एफ.एस. ब्रैकेट द्वारा खोजा गया। श्रृंखला की सभी लाइनें निकट अवरक्त रेंज में हैं। श्रृंखला n and = 4 और n = 5, 6, 7, ... के लिए Rydberg के सूत्र से मेल खाती है; लाइन Bα = 40 522 5। श्रृंखला की सीमा 14,588 series है।

पफंडा सीरीज

1924 में A. G. Pfund द्वारा खोजा गया। श्रृंखला की लाइनें निकट (बीच में हिस्सा) अवरक्त रेंज में हैं। श्रृंखला n and = 5 और n = 6, 7, 8, ... के साथ Rydberg के सूत्र से मेल खाती है; लाइन Pfα = 74 598 74। श्रृंखला की सीमा 22 794 22 है।

हम्फ्री सीरीज

1953 में के.डी. हम्फ़्रे द्वारा खोजा गया। श्रृंखला n and = 6 और n = 7, 8, 9, ... के साथ Rydberg के सूत्र से मेल खाती है; मुख्य लाइन 123 718 7 है, श्रृंखला सीमा 32 823 7 है।

श्रृंखला का स्थान विकिरण तापमान पर निर्भर करता है।

दूर आकाशगंगाओं के दृश्य विकिरण पर प्रसार माध्यम के प्रभाव के दृष्टिकोण से कॉस्मोलॉजिकल रेडशिफ्ट के कारण का एक वैकल्पिक स्पष्टीकरण विज्ञान में एक नया शब्द है। इससे पहले, वैज्ञानिकों में से किसी ने कॉस्मोलॉजिकल रिडशिफ्ट के कारण की ऐसी व्याख्या नहीं की थी।

हाइड्रोजन-प्रसार माध्यम के साथ एक निश्चित आवृत्ति की फ्रैन्होफ़र अवशोषण लाइनें दूर की आकाशगंगाओं से दृश्य विकिरण के निरंतर स्पेक्ट्रम पर आरोपित होती हैं। इन रेखाओं को लंबी-तरंग दैर्ध्य की ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो प्रसार माध्यम के गुणों में परिवर्तन का संकेत देता है, न कि स्वयं विकिरण के गुणों (तरंगदैर्ध्य में परिवर्तन) और ये परिवर्तन मुख्य रूप से तापमान के साथ जुड़े होते हैं। और यह बदले में, इंगित करता है कि ब्रह्मांड अपने विकासवादी विकास में गर्म है।

वैज्ञानिक इस तथ्य की पूरी तरह से उपेक्षा करते हैं कि हाइड्रोजन, तापमान के आधार पर, विभिन्न लंबाई की तरंगों का उत्सर्जन करता है। तदनुसार, तापमान के आधार पर, यह विभिन्न लंबाई की तरंगों को अवशोषित करता है। इसलिए, ब्रह्माण्ड संबंधी रेडशिफ्ट ब्रह्मांड, तापमान, तरंग प्रसार माध्यम के तापमान और मध्यम हाइड्रोजन के तापमान के कारण होता है, निम्न था।

निष्कर्ष। दूर की आकाशगंगाओं से दृश्य विकिरण के निरंतर स्पेक्ट्रम पर बात करने वाली फ्राउनहोफर लाइन क्या है? फ्रैन्होफर लाइनों के बिना दृश्य विकिरण का निरंतर स्पेक्ट्रम इंगित करता है कि स्पेक्ट्रम में दृश्यमान स्पेक्ट्रम में निहित सभी लंबाई (आवृत्तियों) की तरंगें शामिल हैं। फ्राउनहोफर लाइनों की उपस्थिति इंगित करती है कि स्पेक्ट्रम पर एक निश्चित लंबाई (आवृत्ति) की लहरें नहीं हैं। अंतरिक्ष में सबसे आम तत्व हाइड्रोजन है। यह सितारों और दूर की आकाशगंगाओं को घेरता है। हाइड्रोजन दृश्यमान स्पेक्ट्रम की इन लंबाई की तरंगों को लेकर, क्वांटा को अवशोषित करता है। इसके साथ, चलो कहते हैं, दोष, दृश्यमान स्पेक्ट्रम का विकिरण पर्यवेक्षक तक पहुंचता है। स्पेक्ट्रम में अनुपस्थित तरंगें न तो लंबी हो सकती हैं और न ही छोटी। वे बस उपलब्ध नहीं हैं, इस प्रकार लंबा होने के लिए कुछ भी नहीं है। उनकी अनुपस्थिति हाइड्रोजन द्वारा उनके अवशोषण के कारण होती है, जो हाइड्रोजन के तापमान पर निर्भर करता है। जरा सोचिए, स्पेक्ट्रम परिवर्तन और लंबे समय तक मौजूद रहने वाली कोई चीज कैसे हो सकती है? प्रारंभ में, स्पेक्ट्रम में एक निश्चित लंबाई की तरंगें नहीं होती हैं, और उनकी लंबाई बदल नहीं सकती है। इसका मतलब है कि हाइड्रोजन वैकल्पिक रूप से तापमान के आधार पर रेडियो से लेकर गामा तक सभी वर्णक्रमीय लंबाई की तरंगों का उत्सर्जन (और अवशोषित) कर सकता है। ब्रह्मांड का विस्तार नहीं हो रहा है, ब्रह्मांड गर्म हो रहा है।

इस निष्कर्ष को प्रयोग द्वारा सिद्ध किया जा सकता है। इस तरह के प्रयोग के लिए विकल्पों में से एक हाइड्रोजन वातावरण में एक सील कक्ष में लोहे की छड़ (या टंगस्टन) का क्रमिक हीटिंग है। एक निश्चित तापमान से शुरू होने वाला आयरन और टंगस्टन, दृश्य विकिरण के निरंतर स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन करता है। इसे करंट से गर्म किया जा सकता है। स्पेक्ट्रोमीटर के साथ स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड करें।