книги из ГПНТБ / Шама Д.В. Современная космология

120 ГЛАВА 6

пологой, чем в статическом случае. Однако кривая, по­ лученная из наблюдений, имеет больший наклон.

наклон кривой Ig Л/ — l g S был равен —3. Однако мы видели, что обзор 2С был ограничен из-за эффекта на­ сыщения, т. е. многие из зарегистрированных в нем сла­ бых источников являлись на самом деле ложными . По-

из которых становится все более существенным с умень­ шением 5.

пропорциональности квадрату расстояния, поэтому раз ­ мер сферы, соответствующий величине S, уменьшается;

аэто приводит к уменьшению N.

3.Рассматривая красное смещение в эволюциони­ рующей Вселенной, в которой не происходит рождения материи, мы придем к выводу, что источники в прошлом должны были располагаться более тесно, т. е. про­ странственная плотность р была больше. Теперь ж е чем больше красное смещение, тем дальше источник и тем глубже мы заглядываем в прошлое. Эффективное зна­

на которой проводились наблюдения в Кембридже,

Если учесть влияние красного смещения на полосу час­ тот, то получается, что эффективная светимость Р воз-

*) Здесь для удобства светимость и наблюдаемый поток отне­ сены к одной и той же частоте ѵ. Если наблюдения проводить на

ким же соотношением связана и полоса частот принимаемого излу­

вольно слабо. 2-й и 3-й эффекты, наоборот, очень суще­ ственны. Вычисления показывают, что 2-й эффект во всех рассмотренных в пашей книге космологических мо­ делях более важен, чем 3-й эффект (который, конечно, совсем отсутствует в модели стационарной Вселенной). Итак, во всех наших космологических моделях эффекты,

изотропном распределении источников. Мы вольны так поступить, поскольку большинство источников все еще не имеет оптических отождествлений и их красные сме­ щения и расстояния не известны; следовательно, об их пространственном распределении нет прямых наблюда­ тельных данных. Однако отказ от предположения об однородности распределения источников сталкивается с серьезной трудностью, вытекающей из того факта, что

В этом случае приближенная изотропия могла бы со­ храниться, если граница неоднородности в любом напра­ влении имеет столь большое красное смещение, что яв­ ляется слишком слабой для того, чтобы ее можно было наблюдать. Мы вернемся к этому исключительно инте­

вэволюционирующей Вселенной далекие объекты с

большими красными смещениями наблюдаются на бо­ лее -ранних стадиях развития Вселенной, чем близкие

блюдения, параметры далеких источников и их про­ странственное распределение претерпели заметную

124ГЛАВА G

эволюцию. Поскольку нам не хватает детальных пред­ ставлений о происхождении и развитии источников, на данном этапе мы вольны предполагать любой ход эво­

в среднем заметно большую светимость, либо более вы­ сокую пространственную плотность р (в дополнение к кинематическим эффектам расширения), чем сегодня. Такое объяснение, очевидно, неприемлемо в случае ста­

Эта эволюционная гипотеза очень похожа на упоми­ навшуюся выше гипотезу, согласно которой вся область вплоть до некоторого большого красного смещения

двумя гипотезами касается не подсчетов радиоисточни­ ков, а природы Вселенной за пределами охваченной подсчетами области. С точки зрения эволюции мы ви­ дим Вселенную такой же, как и наблюдатель в любом другом месте, а с точки зрения гипотезы о неоднород­ ности это не так.

Были предприняты различные попытки разработать эволюционные модели, которые приводили бы к наблю­ даемым подсчетам источников. Невозможно найти опре­ деленную модель, поскольку задача содержит слишком

разброс радиосветимостей и что нам неизвестна ско­ рость их эволюции, которая может быть различной для разных классов источников. Она может быть различной для радиогалактик и квазаров, для сильных и для сла­ бых источников. Несмотря на эти неопределенности,

мо ж н о высказать следующие утверждения:

1.Ни одна эволюционная модель неприемлема, если она приводит к большей интенсивности интегрального радиофона по сравнению с наблюдаемой интенсивно-

стыо диффузного внегалактического фона. Это накла­ дывает жесткие ограничения на возможные модели, как

интенсивности внегалактического фона на 408 МГц. Ис­

области слабых источников; это указывает на то, что многие источники из числа самых слабых имеют такие большие красные смещения, что 2-й эффект (источник становится слабее из-за красного смещения) начинает преобладать над эволюционными эффектами . Сколь ве­ лико это красное смещение — не и з в е с т н о , ' и разные эволюционные модели предсказывают различные значе­

эволюции радиогалактик и квазаров . Есть некоторые

эти объекты действительно эволюционируют. Такое до­ казательство существует, и мы рассмотрим его в сле­ дующей главе вместе с другими аспектами распределе­ ния квазаров.

Г Л А В А 7

Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И Е К В А З А Р О В

Введение

Мы видели в предыдущей главе, что аномально кру­ той наклон кривой l g / V — l g 5 для радиоисточников имеет, по-видимому, большое космологическое значение.

рис. 52 включает оба типа. Естественно возникает во­ прос: какова зависимость l g /V — lg 5 для каждого типа в отдельности? Это первый вопрос, который мы рас­ смотрим в данной главе.

щее время оптические отождествления не позволяют

Тем не менее результаты, полученные к настоящему времени, представляют большой интерес и вполне разум­

разумный результат, так как большинство отожде­ ствленных объектов этого типа имеет относительно не­

вой из общих подсчетов радиоисточников, должен отне­ сти его в первую очередь на счет квазаров .

них находятся в областях неба, где отсутствует погло­

таких источников имеет крутой наклон,, и по этой при­ чине, а т а к ж е по ряду других Верой полагает, что это квазары . Однако Болтон приводит аргументы, на осно­ вании которых можно считать эти источники радиога-. лактиками . Это разногласие тесно связано с проблемой подсчетов источников, но пока оно остается неразре­ шенным.

Теперь мы должны попытаться понять, почему зави­ симость lg Л/ — lg S для квазаров имеет крутой наклон. Этот вопрос нельзя отделять от проблемы - местополо­ жения и природы квазаров. Существуют, по-видимому, две основные альтернативы:

1. Если все квазары — космологические объекты, то крутой наклон связан либо с крупномасштабными неоднородностями в их распределении, либо с эволюцион­ ными эффектами . Первое предположение, как мы ви­ дели, маловероятно, поскольку из подсчетов следует изотропия. Второе предположение вполне приемлемо, так как большинство квазаров имеет большие красные смещения и можно было бы ожидать проявления эво­ люционных эффектов.

ной закон с показателем 3 /г не зависит от Р и должен,

128ГЛАВА 7

До п п л е р а, связанным с локальным взрывом или взры­

вами. Зависимость Ig N — lg S д а в а л а бы тогда инфор­ мацию об этих взрывах и не имела бы прямого отно­ шения к космологии.

5,8

5Л

'S 52

5.0

\6

сомнительной, изложены в гл. 5. В дальнейшем мы бу­

сама по себе не является чувствительным тестом для выявления эволюционных эффектов из-за сильного раз ­ броса параметров квазаров (рис. 53 и 54). Более эф ­ фективным методом будет ограничиться квазарами