Пространство Вселенной - это фильтры нижних частот

Фильтр нижних частот подавляет высокие частоты спектра сигнала и смещает максимум спектра в сторону низких частот.

Пространство Вселенной - это не вакуум и не абсолютная пустота.
Пространство Вселенной - это случайно неоднородная среда из сверхразряжённого прозрачного водорода и скорость распространения радиоволн ПОЧТИ не зависит от плотности межгалактического газа. Вот это "почти" и является причиной красного смещения спектров удалённых галактик.

Многие, возможно, обращали внимание, что когда духовой оркестр находится ещё далеко, то слышны только низкие частоты, например, от барабана. Причина известна - высокие частоты поглощаются быстрее с расстоянием, чем низкие. Так вот, поглощение не имеет отошения к данной публикации.

Я давно уже утверждаю, что "прыжки и ужимки" релятивистской космологии может остановить сейсмология. У меня даже есть публикация "Сейсмология и космология". Но всё по порядку. В 70-е годы в сейсморазведке для подавления случайных помех и низкоскоростных волн-помех от источника возбуждения волн, ещё применяли группирование сейсмоприёмников на базе, например, 10 м. Но геофизики знали, что такое группирование приводит к подавлению высоких частот в спектре отражённых волн и ухудшает разрешающую способность сейсморазведки. Почему? Отражённая волна в группе должна суммироваться одновременно, но в неоднородной верхней части разреза есть задержки волны во времени и волна в группе суммируется не синфазно. В результате подавляются высокочастотные составляющие сигналов. Суммирование одного и того же сигнала с задержками во времени - это фильтр нижних частот. Например, американский геофизик Sheriff R. E. в книге "Exploration seismology" (книга переведена на русский) рассмотрел влияние случайных временных сдвигов со стандартным отклонением 2 мс и установил, что такое суммирование эквивалентно применению фильтра нижних частот с граничной частотой 62 гц. Увеличение диапазона временных сдвигов смещает граничную частоту фильтра в сторону низких частот.

Распространение волн от источника к приёмнику даже в однородной среде также представляет собой суммирование сигнала с временными задержками. Этот эффект открыл ещё Августин Френель в
1813 г., но, видимо, впервые распространение волн, как многолучевую линию связи, стал рассматривать Долуханов М. П. в книге "Флуктуационные процессы при распространении радиоволн". Долуханов для оптической линии связи рассматривает френелевский объём, в котором выполняется многолучевое распространение волн и определяет диапазон временных задержек волны в первой зоне Френеля. Для монохроматической волны диапазон задержек составляет половину периода волны и можно определить граничную частоту фильтра нижних частот (ФНЧ). Следует отметить, что для монохроматической волны другой частоты, граничная частота ФНЧ будет другой. Кроме того, граничная частота френелевского ФНЧ в однородной среде зафиксирована и не зависит от расстояния источник-приёмник. И главное, о существовании френелевского ФНЧ многие даже не подозревают за ненадобностью. Монохроматическую волну ФНЧ не может сместить по частоте из-за отсутствия спектра. Монохроматическая волна - это идеализация. Кванты света - это эл. магн. импульсы, которые имеют начало и конечную длительность и поэтому имеют спектр и ФНЧ может подавить высокие частоты в спектре и сместить максимум спектра кванта света в сторону низких частот. Это упрощенное изложение, тем не менее продолжим.

Вернёмся к сейсмическим волнам, потому что выполнить моделирование с одиночным квантом света проблематично. Казалось бы, законы распространения волн в случайно неоднордной среде изучены досканально. Но моделирование с сейсмическим импульсом открыло удивительную особенность распространения волн. Немецкие геофизики Muller, Roth и Korn в журнале Geophys. J. Int. за 1992 г. опубликовали статью с результатами моделирования распространения сейсмической волны в случайно неоднородной среде. Теоретическая средняя скорость в модели была известна. Но моделирование установило, что в точки приёма волна приходит раньше расчётного времени, т. е. наблюдается завышение скорости распространения волны. Этот эффект геофизики назвали velocity shift. Физическим объяснением этого эффекта является формирование начальной части волнового импульса множеством волновых импульсов, прошедших через высокоскоростные неоднородности в пределах первой зоны Френеля.

Я начал "чесать репу", потому что через среднескоростные и низкоскоростные неоднородности волновой импульс тоже распростаняется, но уже с дополнительными задержками во времени, по сравнению с однородной средой и максимум спектра сейсмического импульса должен сместится в сторону низких частот. Эффекты velocity shift и red shift должны иметь одну причину. Но в волновом поле наблюдались интенсивные рассеянные волны, которые маскировали возможное смещение спектра.

И у меня появился "коварный" план. В группу по обработке сейсмической информации я принял молодого человека, математика и программиста, и попросил его разобраться с пакетом программ для волнового сейсмического моделирования. Опробовали на однородной модели без поглощения и убедились в корректном моделировании. Тогда я попросил коллегу выполнить моделирование случайно неоднородной среды со слабыми пространственными флуктуациями скорости волн для уменьшения влияния рассеянных волн. Но для обнаружения смещения спектра размер модели увеличили в 10 раз. Коллега немного поворчал, потому что ресурсы компьютера ограничены и моделирование займёт много времени. Тем не менее, задание было запущено и выполнялось всю ночь. Эффект смещения спектра наблюдался и чем дальше точка приёма от источника, тем больше смещение спектра. Но ещё наблюдались флуктуации амплитуд и спектра в разных точках приёма. И для чистоты эксперимента я попросил коллегу выполнить моделирование со сверхслабыми скоростными неоднородностями, а размер модели увеличить ещё в 10 раз. Но коллега стал интересоватья целью таких издевательств над компьютером. И я "раскололся", и рассказал ему, что причиной красного смещения спектров удалённых галактик могут быть сверхслабые пространственные флуктуации скорости распространения радиоволн на громадных расстояниях почти прозрачной Вселенной. Коллега всё понял, но резонно заметил, что компьютерные возможности у нас ограничены и смоделировать "в лоб" Вселенную затруднительно. У меня есть даже публикация "Смоделировать Вселенную". Хотя статью в научный журнал можно было готовить и с таким результатом моделирования. Но какой журнал опубликует такую ересь, если вся астрофизическая наука знает, что красное смещение спектров - это эффект Доплера и Вселенная расширяется.

Тем не менее, мы нашли способ обойти затруднение с большим размером модели, в которой отсутствует поглощение, преломление и рассеивание. Наблюдается увеличение красного смещения спектра с увеличением расстояния источник - приёмник. Повторяться не хочу, можно посмотреть публикацию "Сейсмическая томография и красное смещение спектров"(рисунки можно увеличить).
Если бы не талантливый математик Николай Ковалёв, то я бы не "чирикал" здесь про альтернативу красному смещению спектров.

Пространство Вселенной - это фильтры нижних частот, граничная частота которых зависит от частоты волн. Наблюдается имитация эффекта Доплера со смещением всего спектра излучения галактики, состоящего из квантов света разной доминирующей частоты.

Если бы пространство Вселенной было абсолютным вакуумом или однородно заполнено водородом, то ночное небо светилось бы как поверхность Солнца.