NOVÝ TYP ČERVENÉHO POSUVU

Ivan Ľ. Baják

Abstrakt: Tento krátky článok   prináša elementárnu úvahu o červenom posuve ktorý môže byť dôsledkom interferencie dvoch rovinných vĺn, ktorých  vlnové vektory  sú od seba mierne odchýlené.

 

          V ostatných desaťročiach bol vypracovaný obraz vesmíru tzv. štandardný model, ktorý predstavuje vesmír ako roj expandujúcich galaxií, ktorých pohyb začal tzv. big  bengom, čiže veľkým treskom asi pred 20 000 miliónmi rokmi. Presvedčenie o expanzii vesmíru je podporované pozorovaním červeného posuvu vo svetle, ktoré k nám prichádza zo vzdialených hviezd a ktorý je interpretovaný ako dôsledok Dopplerovho  javu. Štandardný model získal veľký rešpekt a preto je trochu odvážne tvrdiť, že červený posuv vo svetle prichádzajúcom z vesmíru nemusí byť výsledkom Dopplerovho javu.

          Teraz ukážeme že červený posuv môže byť vytvorený tiež interferenciou dvoch rovinných vĺn, ktoré majú uhlovú frekvenciu ω a ktorých vlnové vektory k₁   a    k₂   zvierajú malý uhol 2α.

          Predpokladajme  že vlny

                                    u₁=u₀ e^{(iωt – k}₁^r)    a  u₂=u₀ e^{(iωt – k}₂^r)                                         (1)   

                                                                

sa šíria v rovine (x,y), pričom ich vlnové vektory sú  k₁   =  (k_x , k_y ) a   k₂   =  (k_x ,− k_y ),            | k₁ | = | k₂  | = k , kde          k_y = k sin α  ,    k_x = k cos α.  Potom  

                                        u = u₁+u₂ = u₀ 2cosk_yy e^{i(ωt – k}_x^r)                                                             (2)

je rovinná vlna šíriaca sa v smere k_x   t.j. v smere  x. ( Symboly použité v reláciach (1) a (2) majú obvyklý fyzikálny význam ).

          V súhlase s (2) výsledná rovinná vlna má vlnovú dlĺžku

                                                    λ_x=λ⁄cosα                                                                (3) 

Keďže  λ_x ≥ λ môžeme predpokladať, že sa jedná o dopplerovský červený posuv a tak usúdiť, že sa jedná o vlnenie generované pohybujúcim sa zdrojom. Amplitúda vlny  (2) je modulovaná.. Keďže  α je veľmi malé, dĺžka modulácie     λ_y=λ ⁄sinα  je dostatočne veľká a neovplyvňuje výsledky merania  λ_x.

          Tejto elementárnej úvahe by mala byť venovaná pozornosť vždy, keď študujeme svetlo vzdialených galaxií. Je predsa dosť pravdepodobné, že takéto svetlo sa nešíri ako  rovinné vlnenie, ktorého vlnové vektory sú prísne rovnobežné. Toto vlnenie môže mať mierne divergujúce vektory a môže spĺňať podmienku pre kreáciu vlnenia prejavujúceho sa červeným posuvom v dôsledku interferencie. Experimentálna verifikácia predchádzajúcej úvahy ba nemala byť zložitá a môže priniesť prekvapujúce výsledky podporujúce  ďalší rozvoj kozmológie.