Искажения пространства красного смещения являются эффектом в наблюдательной космологии , где пространственное распределение галактик выглядит сплющенным и искаженным, когда их положения отображаются как функция их красного смещения, а не как функция их расстояния. Эффект обусловлен необычными скоростями галактик, вызывающими доплеровское смещение в дополнение к красному смещению, вызванному космологическим расширением .
Искажения пространства красного смещения (RSD) проявляются двумя особыми способами. Эффект Пальцев Бога заключается в том, что распределение галактик вытянуто в пространстве красного смещения, а ось удлинения направлена к наблюдателю. [1] Он вызван доплеровским смещением, связанным со случайными пекулярными скоростями галактик, связанных в такие структуры, как скопления. Большие скорости, которые приводят к этому эффекту, связаны с гравитацией скопления посредством теоремы вириала ; они изменяют наблюдаемые красные смещения галактик в скоплении. Отклонение от соотношения закона Хаббла между расстоянием и красным смещением изменяется, и это приводит к неточным измерениям расстояния.
Близким эффектом является эффект Кайзера, при котором искажение вызвано когерентными движениями галактик, падающих внутрь к центру скопления по мере его сборки. [2] В зависимости от конкретной динамики ситуации эффект Кайзера обычно приводит не к удлинению, а к кажущемуся сплющиванию («блинчики Бога») структуры. Это гораздо меньший эффект, чем пальцы Бога, и его можно отличить по тому факту, что он происходит в более крупных масштабах.
Предыдущие эффекты являются следствием специальной теории относительности и наблюдались в реальных данных. Существуют дополнительные эффекты, возникающие из общей теории относительности. Одним из них является искажение гравитационного красного смещения, которое возникает из-за чистого гравитационного красного смещения или синего смещения, которое приобретается, когда фотон выбирается из гравитационной потенциальной ямы далекой галактики и затем падает в потенциальную яму галактики Млечный Путь. [3] Этот эффект заставит галактики с более высоким гравитационным потенциалом, чем у Земли, казаться немного ближе, а галактики с более низким потенциалом будут казаться дальше.
Другие эффекты общей теории относительности на статистику кластеризации наблюдаются, когда свет от фоновой галактики проходит вблизи или сквозь более близкую галактику или кластер. Эти два эффекта — интегрированный эффект Сакса-Вольфа (ISW) и гравитационное линзирование . [4] ISW возникает из-за того, что крупномасштабные гравитационные потенциалы затухают со временем (из-за темной энергии ), так что фотон, проходящий через область низкого гравитационного потенциала, получает больше энергии при входе, чем теряет при выходе, из-за чего фоновая галактика кажется ближе. Гравитационное линзирование, в отличие от всех предыдущих эффектов, искажает видимое положение и количество фоновых галактик.
RSD, измеренные в обзорах красного смещения галактик, могут использоваться в качестве самостоятельного космологического зонда, предоставляя информацию о том, как формировалась структура во Вселенной [5] и как гравитация ведет себя в больших масштабах. [6]
Конкретные цитаты:
Общие ссылки: