Техника - молодёжи 2010-08, страница 14
Смелые гипотезы I 2D1Q N 'DB ТМ Серия Бальмера (видимый свет} Серия Пфунда (MQ -п=6-- ОЁразование спектральных серий в излучении атома водорода при переходе электрона с высоких стационарных орбит на более низкие. Линии серии Лаймана образуются при переходе электрона на самую первую, невозйуждённую орбиту © уш \ * П=1 'п-2 $' (1=2 Ядро Эффект Комптона на связанном электроне: а). Холодный атом водорода в невозбуждённом ■ состоянии. Электрон е находится на первой (воровской) орбите (п=1) около ядра атома (протона). На атом набегает фотон у1 с длиной волны л,, энергия которого больше тон, что необходима для перехода на следующую орбиту (п=2). б). Поглотив фотон, электрон получает энергию, превышающую ту, которая соответствует второй орбите (л=2) и «поднимается выше» неё. в). Практически мгновенно электрон «спускается» на вторую орбиту, излучая излишек энергии (АЕ) в виде фотона рассеяния у, с длиной волны ),г большей, чем у исходного набегающего фотона (л2>^,) Причина этого как раз в поглощении резонансных фотонов атомами, только что покинувшими зону разряда, успевшими остыть, но не успевшими улететь далеко; так что излучение разряда проходит сквозь них и частично ими поглощается. Эффект ослабления интенсивности излучения в центре эмиссионных линий спектроскописты называют самообращением. Присмотревшись к форме светлой полоски, можно заметить, что она несимметрична — заметно «размыта» в сторону более коротких волн. Причина асимметрии полоски — как раз в эффекте Комптона на связанном электроне: остывшими атомами поглощаются не только резонансные фотоны, но и часть фотонов с большей (избыточной для холодных атомов) энергией. Если атомы, поглотившие такой свет, не связаны, то избавиться от избытка энергии они могут только его излучением. Как раз такие условия реализованы в космосе. Излучение звёзд, состоящих в основном из водорода, содержит его уширенные спектральные линии. Основным компонентом холодного межзвёздною газа также является свободный водород. Убедимся, что в этих условиях эффект Комптона на связанном электроне атома водорода может формировать МФИ. Из основного (иевозбуждёшюго) состояния водород поглощае т только излучение линий серии Лаймана. Из пихлинияедлинойволныв 121,5нм — самообращаемая, т.е. хорошо поглощается. Средняя скорость движения атомов в звездах, от которой зависит величина доплеровского уширепия линии, даётся формулой Больпмана. Если в качестве температуры звёзд подставить в эту формулу температуру поверхности Солнца — 6000 К, то наиболее вероятное значение скорости будет около 10s см/с. Для этой скорости формула Доплера даёт уширение — величину смещения от резонансного значения частоты — примерно в 10м гц. Эта частота и переизлучается в виде отдельной линии, максимум которой соответствует длине волны около 3 мм. Чт о почти точно совпадает с максимумом интенсивности МФИ! Вторая особенность МФИ — его вы сокая интенсивность — определяется практическим отсутствием поглощения длинноволнового излучения межзвёздной средой. Генерируется МФИ всем объёмом межзвёздного водорода, облучаемого звёздами всё время, пока они светят; а безвозвратно поглощается, в основном, массивными телами, суммарное поперечное сечение которых более чем в 109 раз меньше сечения всех генераторов МФИ — атомов межзвёздного водорода. Слабое поглощение МФИ позволяет предполагать возможность его происхождения от источников столь далёких, что их собственное излучение поглощается межзвёздной средой полностью и до нас не доходит. А изотропность интенсивности МФИ, нарушения которой обусловлены наблюдаемыми, т.е. относительно близкими неоднородностями звёздного неба, говорит о том, что далёкие невидимые источники имеются со всех сторон. * * * Итак, мы предложили варианты объяснения красного смещения, а также существования МФИ и его свойств, не требующих ни разбегания галактик, ни Большого взрыва как механизма возникновения Вселенной. Что же остаётся? Какие ещё есть основания для принятия модели расширяющейся конечной Вселенной? Таким основанием является вывод из общей теории относительности о нестабильности Вселенной бесконечной. Однако... Вспомним, что в основе этого вывода лежит предположение об универсальности константы тяготения Ньютона, что сейчас оспаривается. Даже Физическая энциклопедия содержит фразу: «опыт показывает, что в реальной Вселенной тяготение определяется в основном близкими массами, и гравитационное влияние далёких масс пренебрежимо мало». Сомнения в универсальности константы гравитации вызываются также, статистическим характером результатов её измерений: При достигнутой точности измерений в пять значащих цифр постоянно воспроизводятся только первые три... Так, может быть, она всё-таки не расширяется? ЕЗ Виталий ФРОЛОВ жутся быстро, и потому, из-за эффекта Доплера, линии излучения заметно смещены в обе стороны — уширены: атомы-то движутся в разных направлениях. Поглощается же свет холодными телами, тут атомы движутся медленно и поглощают, в норме, только резонансные фотоны — узкую полоску в центре уширенной линии. Например, при фоторегистрации спектра обычного электрического разряда (дугового или искрового) в центре изображения некоторых уширенных линий видны светлые полоски (фотоэмульсия там засвечена слабее): 12 |
