Найти в Дзене
Сountrysize

Растяжение спектральной эволюции далеких сверхновых может оказаться фикцией

К сожалению, только исследованиями растяжения кривых блеска аргументы сторонников ТБВ не ограничиваются. Как оказалось, некоторые работы были посвящены спектральной эволюции вспышек сверхновых 1а, и авторы вроде как заметили, что она растягивается на величину Z + 1. Всего было 3 таких работы, но в двух из них (ранние) анализировалась только одна вспышка и точность результатов получилась низкой, хотя сам факт растяжения (не пропорционального Z + 1) вроде как был установлен. Последняя же, уже за 2008 год, где исследовались спектры 13 вспышек (ссылка внизу), показала, если верить авторам, довольно чёткую статистику. Как известно, при доплеровском растяжении изменения самого спектра на любой фазе вспышки не будет, но одна и та же эволюция спектра будет растянута во времени. При этом авторы отмечают, что, в отличие от ширины кривых блеска, эволюция спектра у всех сверхновых 1а, независимо от их яркости, идет примерно с одинаковой скоростью. В отличие от анализа статьи про расширение кривых

К сожалению, только исследованиями растяжения кривых блеска аргументы сторонников ТБВ не ограничиваются. Как оказалось, некоторые работы были посвящены спектральной эволюции вспышек сверхновых 1а, и авторы вроде как заметили, что она растягивается на величину Z + 1. Всего было 3 таких работы, но в двух из них (ранние) анализировалась только одна вспышка и точность результатов получилась низкой, хотя сам факт растяжения (не пропорционального Z + 1) вроде как был установлен. Последняя же, уже за 2008 год, где исследовались спектры 13 вспышек (ссылка внизу), показала, если верить авторам, довольно чёткую статистику. Как известно, при доплеровском растяжении изменения самого спектра на любой фазе вспышки не будет, но одна и та же эволюция спектра будет растянута во времени.

Спектр сверхновой 1а из Википедии.
Спектр сверхновой 1а из Википедии.

При этом авторы отмечают, что, в отличие от ширины кривых блеска, эволюция спектра у всех сверхновых 1а, независимо от их яркости, идет примерно с одинаковой скоростью.

Какие у меня есть аргументы

В отличие от анализа статьи про расширение кривых блеска, здесь информации об исследовании гораздо меньше, поэтому веских аргументов у меня быть не может, даже если работа была выполнена некорректно или результаты были подогнаны. Приходится ограничиваться лишь общими соображениями.

1. Неясно, имелись ли там подгоны под шаблоны, как в исследовании ширины кривых блеска 2001 года. Читал, что спектры разных сверхновых 1а всё же могут различаться.

2. Неясно, насколько изменится спектр сверхновой при недоплеровских типах растяжения кривой блеска. Например, в гипотезе с постепенным увеличением скорости излучаемых фотонов растяжение связано с меньшим нагревом, поэтому ядерное топливо сгорает дольше. В этом случае особых изменений спектра может и не быть, а величина растяжения может быть как пропорциональной Z, так и не пропорциональной. Тем более, что как пишут авторы статьи, спектры сверхновых 1а не зависят от яркости и длины конкретной вспышки, и эволюционируют с одинаковой скоростью.

Значительные изменения спектра будут только в гипотезе неодинакового торможения фотонов кривой блеска или при наличии выраженных флуктуаций в траектории и скорости движения разных фотонов. Но флуктуации могут быть только одной из причин растяжения вспышки, либо вообще не играть никакой роли.

3. Как я прочитал, сложности при исследовании спектров сверхновых, по которым определяли растяжение кривых блеска, создавал свет от родительской галактики (засветка), хотя там было написано, что его удалось вычесть из спектра. Но насколько точно это можно сделать - большой вопрос.

4. Сами же авторы исследования пишут, что многие сверхновые дают отклоняющиеся спектры, и что их доля очень велика:

В заданном возрасте спектры удивительно однородны среди различных «нормальных» SNe Ia. Согласно Ли и др. (2001b), они составляют ∼ 65% локальной выборки SN Ia, остальная часть состоит из внутренне субярких (∼ 15%) или сверхярких (∼ 20%) событий, спектры которых показывают отклонения от спектров нормальных SNe Ia.

https://arxiv.org/pdf/0804.3595

5. Определять же яркость вспышек на большом расстоянии достаточно проблематично, поэтому до сих пор продолжаются споры о так называемом ускоренном расширении Вселенной, когда сверхновые, вроде как, оказались тусклее, чем им положено при данном Z по модели ТБВ, но более поздние исследования не выявили чрезмерного потускнения.

6. Непонятно, почему спектральная эволюция сверхновых не зависит от яркости вспышки, как будто для них прописан какой-то стандарт спектров и в них установлен таймер, дабы не нарушить сроки наступления и завершения спектральных фаз. Этот тезис авторов выглядит совершенно неправдоподобно.

Примечательно и то, что в одном из этих исследований есть автор Perlmutter, который, как я помню, фигурировал и в работе по определению расширения кривых блеска сверхновых 2001 года, где было много подозрительных подгонок (о чем я читал в разных статьях).

Также есть статья, где авторы пришли к выводу об отсутствии растяжения событий на далеких квазарах:

Основной результат статьи заключается в том, что кривые блеска квазаров не показывают эффектов замедления времени. Обсуждается несколько объяснений, включая возможность того, что эффекты замедления времени точно компенсируются увеличением временной шкалы изменений, связанных с ростом черной дыры, или что изменения вызваны микролинзированием, в этом случае замедление времени не ожидается.

https://arxiv.org/pdf/1004.1824

При этом другая группа ученых недавно заявила, что по их модели события на квазарах всё же растягиваются во времени, но значительно больше, чем должно быть при эффекте Доплера, хотя и в пределах установленной ими погрешности, но на самом краю. И здесь, и в случае с квазарами, всё очень сложно и запутанно, так что возможно, всё дело в применяемых статистических методах, которые могут быть различными, давая разный результат.

7. Разумеется, на полученные авторами спектры вполне могли повлиять эффекты неравномерного поглощения разных частот межгалактическим пространством, засветки от галактики (хоть её и пытались вычитать из спектра), эффект красного смещения спектра (который нельзя полностью устранить) и точности фотометрических измерений (а она, как я читал в другой зарубежной статье, даже для малых Z очень низкая и падает с ростом Z, а тут исследовались в разы большие красные смещения, в 2 - 3 раза больше). К тому же нет никаких гарантий, что в прошлом (или в том районе, где были изучаемые авторами сверхновые) они такие же, как и сейчас (это касается и яркости, по которой измеряют космологические расстояния).

8. Неясно, как можно вообще статистически обработать такие сложные кривые, где, как говорят в таких случаях, "сам чёрт ногу сломит". Может получиться так, как с поверхностной яркостью галактик - результат соответствует тому, который хотел получить автор исследования. Так, Лернер был против ТБВ и получил отсутствие снижения яркости с ростом Z, а Сэндидж был за ТБВ и получил значительное снижение яркости, которое требовала ТБВ. Это то, что называется человеческим фактором, а в таких сложных и запутанных исследованиях, которые нельзя независимо воспроизвести, вероятность его очень велика, даже если они специально ничего не подгоняли.

9. На рисунках авторов работы, где исследовали спектры 13 далеких сверхновых, видно, что больших различий в спектрах сверхновых (как эталонных с малым Z на верхнем рисунке, так и далеких на нижнем) для разных периодов вспышки не наблюдается, а различается в основном разница высоты и формы пиков. С учетом точности измерений и прочих причин (см. выше) это очень ненадежный признак.

...
...
Графики спектров исследованных авторами сверхновых с малым (верхняя картинка) и большим (нижняя картинка) красном смещении.
Графики спектров исследованных авторами сверхновых с малым (верхняя картинка) и большим (нижняя картинка) красном смещении.

Трудно представить, что сравнивая такие графики можно сделать какие-то строгие выводы о величине растяжения кривых блеска. Так как в основном меняется высота и форма одних и тех же пиков, то это означает, что для таких исследований нужны точные фотометрические замеры. Но из других статей я убедился, что даже на меньших красных смещениях различные исследования дают очень большой разброс результатов фотометрических измерений.

10. Авторы не дают в статье эталонные графики спектров, с которыми они сравнивали спектры далеких сверхновых. А те картинки, которые были ими выложены (по спектрам сверхновых со значительным Z), очень мелкие (см. картинки выше), хотя при скачивании PDF-файла (см. ссылка внизу) стало чуть крупнее, но всё равно очень мелко. Это значит, что даже при всём желании работу нельзя проверить, в отличие от работы по растяжению кривых блеска, которую я проанализировал в этой статье. Если интервал между наблюдениями спектра на эталонных графиках такой же, как и на этих, то результаты в любом случае будут очень неточными. Тем более, что черные линии на нижнем рисунке - это сглаженные по алгоритму, предложенному конкретным автором с именем "Блондин" (он же первый в списке авторов исследования) кривые, которые, если приглядеться, не совсем соответствуют необработанному спектру из серых кривых.

Также я специально сравнил самую качественную 6-ю картинку (при Z всего около 0,3) на нижнем рисунке с верхней (эталонной, без кр. смещения), и там кривая на 11 день от максимума лучше всего совпадает с кривой на 14 день на верхней (хотя при Доплере должно быть наоборот), а на 14-й - с 7 или с 0 днем, что не вяжется ни с каким растяжением вообще и указывает на хаотическое изменение спектра. Даже если предположить, что интервал между эталонными графиками спектров, с которым они сравнивали эти 13 сверхновых, был меньше, чем на показанном ими верхнем рисунке, всё равно видно, что спектры довольно хаотично изменены при значительном Z, что вызывает сомнения в корректности полученных результатов. Тем более едва ли возможно найти там какие-либо статистические корреляции.

Хотя в статье было написано, что данные по тем 22 сверхновым с минимальным Z, которые анализировались в качестве эталонных (см. верхний рисунок) были изъяты из общей базы данных. Это скорее всего означает, что в базе данных именно такие интервалы между наблюдениями спектров, как на верхнем рисунке. Специально их урезать у авторов не было резона, так как это снизило бы точность полученных результатов.

Вот такая подпись к тому рисунку:

Рис. 2. — Стандартное (светло-серое) и максимальное (темно-серое) отклонение от среднего спектра (черная линия) для 22 SNe Ia с малым красным смещением, для которых мы приводим измерение скорости старения (см. Раздел 4), в четырех разных возрастах — выраженных в днях от максимального блеска в полосе B. Кривая низшего порядка была отделена от каждого спектра, чтобы выявить относительные формы и интенсивность различных спектроскопических характеристик.

...

Ссылки на проанализированные мною исследования ученых:

https://arxiv.org/pdf/0804.3595

Foley et al., Time Dilation of SN 1997ex