Одним из методов измерения скорости движения далеких космических объектов (звезд и галактик) – является эффект Доплера. Измерение основано на явлении изменения частоты излучаемой ими электромагнитной волны при своем движении. Эффект Доплера распространяется на все движущиеся объекты, будут ли это звуковые волны или электромагнитные.
Явление открыл в 1842 году австрийский физик и математик, Кристиан Доплер.
Если объект приближается к наблюдателю, то излучаемые им волны будут приходить с увеличением частоты. А если объект удаляется, то частоты волны от него будет уменьшаться. Все слышали, как сигналящий автомобиль меняет свой тон звука при быстром приближении и удалении.
Так же и с электромагнитными волнами. При удалении объекта его электромагнитный спектр смещается в красную (в более длинноволновую область) спектра. А при приближении к нам – в синюю. И по этим данным можно определить скорость удаления или приближения звезды или галактики.
Эффект Доплера используется не только в астрономии и физике, но и в повседневной жизни. Эффект используется в электронике – в системах GPS и ГЛОНАСС и в охранных сигнализациях (регистрация движущихся предметов).
Регистрация во Вселенной красного смещения говорит о том, что Вселенная расширяется.
Скорость, с которой Вселенная расширяется, известна как постоянная Хаббла. Эта величина является постоянной в различных областях пространства, но меняется со временем. В настоящее время скорость расширения космического пространства ниже, чем был в прошлом. На сегодняшний день это значение составляет приблизительно 70 км/с на мегапарсек (мегапарсек - 3 260 000 световых лет).
В физике существует так называемый аномальный эффект Доплера. Кратко это звучит так:
Система, движущаяся быстрее излучаемой ею волны, при излучении переходит в более возбужденное состояние, с большей внутренней энергией (аномальный эффект Допплера).
Это возникает при эффекте, названном эффект Ваволова-Черенкова, где, например, электроны в среде с большим коэффициентом преломления, движутся со скоростью, превышающей скорость света в этой среде. А излучение от движущихся в среде частиц при этом – называют Черенковским излучением.
Этот эффект и излучение возникает в водной среде ядерных реакторов, где заряженные частицы движутся быстрее скорости света в воде.
Оказывается, в конусе Черенковского излучения эффект Доплера имеет совсем иные характеристики, он там не соблюдается, как в вакууме. Это хорошо показано в небольшой работе: Незлин М. В. "Волны с отрицательной энергией и аномальный эффект Допплера", 1976 г.
В работе объясняется, как могут существовать волны с отрицательной энергией. Автор так же обратил внимание на то, что между раскачкой волн с отрицательной энергией (в средах с пучками заряженных частиц) и аномальным эффектом Допплера существует глубокая физическая аналогия.
К сожалению, эти нарушения эффекта Доплера физика не относят к наблюдениям в астрофизике. Астрономия – отдельная наука, а физика и особенно квантовая физика – отдельно.
Физики не разбирают допущения, что заряженные частицы от звезд могут проходить через облака плазмы и производить излучение с аномальным эффектом Доплера. Для физиков астрономия – отдельная наука. Иногда астрофизика объединяет эти две дисциплины, но не во всем.
Получается, что из-за аномального эффекта Доплера, когда свет от звезд является Черенковским излучением – скорость звезды мы можем считать неправильно. Нигде не нашел, какой процент излучения в звездах порожден непосредственно ядерными реакциями, а какой – Черенковским излучением от движения заряженных частиц в фотосфере звезды.
И это далеко не все аномалии с эффектом Доплера.
В 1967 году советский физик Виктор Веселаго в теоретической работе предсказал возможность возникновения обратного эффекта Доплера в средах с отрицательным коэффициентом преломления. В таких материалах имеет место доплеровский сдвиг, знак которого противоположен обычному доплеровскому изменению частоты. В 2003 году в Великобритании был поставлен эксперимент в метаматериалах, подтверждающий обратный эффект Доплера. Еще позднее обратный эффект Доплера наблюдался в широком классе других метаматериалов.
Если простыми словами, то метаматериал – это материя, где свет преломляется в обратную сторону (одно из свойств таких веществ) и эффект Доплера при движении таких тел имеет обратные значения. При приближении такой объект имеет сдвиг света в красный спектр, а при отдалении – в синюю. Тогда как в классической физике и у классической материи – все обратно.
Никто не будет отрицать, что в космических далях не могут существовать газовые туманности со свойствами, которые будут вызывать этот обратный эффект Доплера. Они не найдены, но и не опровергнуто их существование. Этим просто никто не занимается.
А если учесть, что пространство на больших расстояниях анизотропно (неоднородно), то и это еще может добавить нарушений и аномалий в вычислениях астрофизиков. Может быть, наша Вселенная вообще никуда не расширяется, а, наоборот, сжимается. Или, как минимум, мы неправильно считаем скорость движения звезд.