Двойной поперечный эффект Доплера

Парадигма Большого взрыва породила гипотезы расширяющейся и сжимающейся Вселенной и гипотезы существования тёмной материи и тёмной энергии. Причём, «ускоренное расширение Вселенной» - это сейчас якобы уже научный факт, доказанный открытием космологического «красного смещения» и открытием сверх далёких звёздных миров, находящихся на очень большом удалении от прежней теоретической границы Вселенной.

Нобелевские премии за эти открытия, можно сказать, уже получены (только Эдвин Хаббл умер в год присуждения ему этой премии), и теперь учёные знают, что звёзды на границе нашей Вселенной удаляются от нас быстрее скорости света в энное количество раз. Однако явления того же космологического красного смещения спектров далёких звёзд будут наблюдаться на Земле и тогда, когда Вселенная не будет расширяться вообще, а будет просто вращаться, так сказать, целиком, или же в ней будут вращаться отдельные галактики. Конечно, второе более реалистично, хоть теоретически нельзя исключать и первое.

Свет – это последовательность электромагнитных импульсов в видимом интервале частот; звук – это последовательность фронтов повышенного или пониженного давления в упругой среде в слышимом интервале частот; автоматная очередь – это просто последовательность из равноудалённых пуль или звуков выстрелов. Эффект Доплера знают все. Да, если мишень движется в направлении стрелка, частота попаданий пуль в мишень превышает техническую скорострельность или темп стрельбы в автоматическом режиме; если, наоборот, мишень удаляется, то и частота попаданий пуль в неё меньше технической скорострельности автомата. Подобное происходит и тогда, когда источники света или звука перемещаются относительно наблюдателя.

Стрельба из автоматического оружия нам как-то понятнее, чем свет. Представьте очень большой горизонтальный карусельный круг, метров пятьсот в диаметре. Стрелок стоит на земле у края круга, а на дальнем от него краю круга установлена мишень, и круг вращается. В зависимости от скорости вращения круга и опыта стрелок выбираете угол или расстояние упреждения стрельбы по такой движущейся мишени и, нажав на спусковой крючок, старается сохранить это упреждение. Частота попаданий пуль и в этом случае будет отличаться от «нулевого Доплера».  Почему так?

На противоположном краю большого круга мишень движется в плоскости, которую можно считать перпендикулярной направлению стрельбы. При этом пули автоматной очереди летят к мишени не строго друг за другом, как в неподвижную мишень, а «веером». Это хорошо видно при стрельбе трассирующими пулями. Можно сказать и так, что пули в такую мишень летят не по катетам, а по гипотенузам. Гипотенуза всегда длиннее катета, поэтому эффект Доплера в увеличении промежутков времени попадания пуль в мишень будет наблюдаться и в этом случае, как при стрельбе по удаляющейся мишени. Однако он будет ещё не очень большим, хоть и сильно зависящим от величины круга и скорости его вращения.

Но вот другой пример: стрелок и мишень находятся на противоположных краях вращающегося круга и вращаются вместе с ним… В том-то и дело, что в этом случае при прежней скорости вращения круга упреждение нужно брать уже ровно в два раза большее, ведь стрелок и мишень с равной скоростью движутся в разные стороны, оставаясь при этом на одном и том же расстоянии друг от друга. Хотите – верьте, хотите – проверьте, но мастера стрелкового спорта скажут, что так оно и есть. А чем больше упреждение, тем шире «веер», больше «гипотенуза» и эффект Доплера. ("Двойной поперечный эффект Доплера во вращающихся системах отчёта" - это что-то новенькое.)

Акустический эффект Доплера экспериментально можно проверить и на большой карусели, но перейдём к свету. Американский астроном Хэлтон Арп обнаружил очень большие аномалии красного смещения у объектов, расположенных в непосредственной, по космическим меркам, близости друг от друга, то есть на одинаковом от нас расстоянии. Если быть точнее, то эти объекты – это наиболее заметные звёзды, расположенные в одних и тех же очень далёких от нас галактиках. Когда наблюдаемая галактика вращается, то часть звёзд в ней от нас удаляется, и спектры от них «краснеют». А если вращается ещё и наша Галактика, то «краснеть» должны спектры всех удалённых звёзд. Из достоверных наблюдений следует, что вращаются и отдельные галактики, и наша. Но…

Есть ещё одна причина, способная влиять на спектры самых далёких звёзд, причём, совершенно неподвижных. Вы что-нибудь знаете об оптических свойствах «звёздного ветра»?.. Смею предположить, что вы не знаете об этом ровным счётом ничего, ведь это ещё одна запретная для науки тема.