Оказывается, в посте о расстояниях в астрономии
http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77531#msg77531 пропала картинка.
Поскольку редактировать его я не могу, придется скопировать весь пост сюда.
На графиках ниже приведен набор величин, которые можно назвать расстояниями до дальнего объекта в астрономии, и зависимость этих величин от наблюдаемого красного смещения объекта.
На горизонтальной шкале графика отложен параметр красного смещения z, на вертикальной - расстояния в миллиардах световых лет.
Что мы имеем на картинке.
Голубым внизу отложено расстояние углового размера D
А.
Это - расстояние до объекта данного размера, каким оно бы было, если бы мы измеряли его по его видимой угловой величине. Расстояние носит парадоксальный характер, потому что из-за того, что в древние времена Вселенная была меньше, чем сейчас, угловой размер объектов, наблюдаемых в те древние времена, оказывается большим, чем он бы был для столь удаленных объектов при условии, что Вселенная тогда имела бы современный размер. В результате объект, удаленный, скажем, на условное расстояние шесть миллиардов световых лет (то есть, наблюдаемый нами в состоянии шестимиллиардолетней дальности) кажется меньшим, чем тело такого же размера, условно удаленное на семь миллиардов лет (то есть, наблюдаемое таким, каким оно было семь миллиардов лет назад).
Удаление, при котором дальнейшее падение угловых размеров с расстоянием прекращается и начинается их рост, соответствует z=1,65 (как видно на графике) и почти шести миллиардам лет временного удаления.
Обычно используемое понятие (или, если угодно, модель) расстояния до объекта - это расстояние по времени распространения света. То есть, путь, пройденный до нас тем светом объекта, который мы и наблюдаем. Оно очень удобно тем, что равно удалению наблюдаемого объекта от нас во времени. Именно это расстояние отложено на графике зеленым (обозначено D
Т), именно его имеют в виду, когда, например, говорят, что наблюдают далекую галактику на удалении 13 миллиардов световых лет, поясняя, что свет от нее шел к нам 13 миллиардов лет, и именно в терминах этого расстояния радиус видимой Вселенной равен ее возрасту и составляет примерно 13,8 миллиарда световых лет (вторая горизонтальная линия на графике). А еще оно удобно тем, что не слишком зависит от тонкостей и параметров принятой модели устройства и деталей эволюции Вселенной.
Для любопытства и наглядности (а иногда и для более серьезных целей) можно использовать еще одно понятие расстояния - то расстояние, которое разделяет нас и наблюдаемый объект "сейчас". Я взял это слово в кавычки потому, что определить понятие "Сейчас", то есть, установить общий для Вселенной момент времени - мягко говоря, непросто.
Смысл этого понятия прост - пусть объект десять миллиардов лет назад излучил свет. Свет летел, летел и попал к нам спустя десять миллиардов лет, пролетел за это время десять миллиардов световых лет, и, стало быть, расстояние по времени распространения света до этого объекта равно десяти миллиардам световых лет. Но все эти годы Вселенная расширялась с переменным темпом - вначале чуть замедляясь, потом ускоряясь, - а объект за это время успел от нас удалиться явно больше, чем на эти десять миллиардов световых лет...
Расстояние, которое разделяет нас с наблюдаемым объектом "сейчас", называется расстоянием в сопутствующем времени или сопутствующим расстоянием (comoving distance), обозначается на графике D
С и совершенно ничего не дает ни уму, ни сердцу. Почему не дает? Потому что корректным способом измерения такого расстояния является следующая процедура: необходимо остановить расширение Вселенной и движение времени и отправиться в путь-дорогу на десятки миллиардов световых лет с рулеткой к объекту при остановленном времени. Но так как уши у людей выше лба не растут, и такие процедуры выполнить не в человеческих силах, сопутствующее расстояние рассчитывается, исходя из современных представлений о топологии Вселенной и динамике ее расширения за время, прошедшее с момента наблюдения объекта.
Сопутствующее расстояние, как видно из графика, для удаленных объектов намного превосходит расстояние по времени распространения света. Расчетное сопутствующее расстояние до момента рождения Вселенной (то есть, современное расстояние до... а в самом деле, до чего?
- вот тут и становится ясной нехватка физического смысла в этом понятии
, так что оно определяется проще - максимально возможное сопутствующее расстояние до любого теоретически наблюдаемого нами объекта Вселенной) согласно современной и наиболее распространной модели Вселенной равно примерно 47,2 миллиарда световых лет. А до самых дальних наблюдаемых объектов - около 33 миллиардов...
И еще один вид расстояния - расстояние, измеренное по яркости, или просто яркостное расстояние D
L. Оно определяется просто: это расстояние, на котором объект данной яркости светил так же, как и наблюдаемый объект, в стационарной плоской Вселенной. Сопоставление яркостного расстояния с расстоянием по времени распространения света явлется очень важным для изучения Вселенной и уточнения модели ее развития.
upd: Еще раз обращаю внимание: приведенные пересчеты красного смещения в расстояния и времена являются модельными - они зависят от величины постоянной Хаббла (темпа расширения Вселенной) и истории ее изменения со временем, которая в свою очередь определяется некоторыми ее параметрами, в первую очередь плотностью материи и темной энергии.
Поэтому все приводимые данные о расстояних и возрастах удаленных объектов имеют точность около десяти процентов, отчего в астрономии для измерения дальних расстояний используют только параметр красного смещения.
