Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Космологиядағы қызыл жылжу құбылысы
Phenomenon of redshift in cosmology
Сакс-Волф эффектісі, Райнер К. Сакс және Артур М. Вулфтың есімдерімен аталады, бұл космостық микротолқындық фондық сәулеленудің (КМФС) қасиеті. Онда КМФС фотондары гравитациялық қызыл жылжуға ұшырайды, нәтижесінде КМФС спектрі біркелкі емес болып көрінеді. Бұл эффект шамамен он градустан асатын бұрыштық масштабтарда КМФС-тегі ауытқулардың басты себебі болып табылады.
The Sachs–Wolfe effect, named after Rainer K. Sachs and Arthur M. Wolfe, is a property of the cosmic microwave background radiation (CMB), in which photons from the CMB are gravitationally redshifted, causing the CMB spectrum to appear uneven. This effect is the predominant source of fluctuations in the CMB for angular scales larger than about ten degrees.
Интеграцияланбаған Сакс-Волф эффектісі
Интеграцияланбаған Сакс-Волф эффектісі соңғы шашырау бетінде туындаған гравитациялық қызыл жылжудан болады. Бұл эффект аспанда соңғы шашырау уақытындағы материя/энергия тығыздығының өзгешелігіне байланысты тұрақты емес.
The non integrated Sachs–Wolfe effect is caused by gravitational redshift occurring at the surface of last scattering. The effect is not constant across the sky due to differences in the matter/energy density at the time of last scattering.
Интегралды Сакс-Волф эффектісі
Интегралды Сакс-Волф (ISW) эффектісі де гравитациялық қызыл жылжудан туындайды, бірақ ол соңғы шашырау беті мен Жер арасында пайда болады, сондықтан ол бастапқы КМБ-ның бір бөлігі емес. Бұл Әлемнің энергия тығыздығында материядан өзге нәрсе басым болғанда орын алады. Егер Әлемде материя басым болса, онда ірі масштабтағы гравитациялық потенциалдық энергия шұңқырлары мен төбелері айтарлықтай өзгермейді. Алайда, егер Әлемде сәулелену немесе қара энергия басым болса, онда бұл потенциалдар өзгеріске ұшырайды, олар арқылы өтетін фотондардың энергиясын сәл өзгертеді. ISW эффектісіне екі фактор ықпал етеді. "Алғашқы кездегі" ISW (интегралдалмайтын) Сакс-Волф эффектісі бастапқы КМБ пайда болғаннан кейін, фотондар тығыздық флуктуациялары арқылы өтетін кезде, Әлемнің кеңеюіне әсер ететіндей жеткілікті сәулелену болғанда пайда болады. Физикалық тұрғыдан қарағанда, ол кейінгі кездегі ISW-мен бірдей болғанымен, байқау мақсатында оны көбінесе бастапқы КМБ-мен біріктіреді, себебі оны тудыратын материя флуктуацияларын іс жүзінде анықтау мүмкін емес.
The integrated Sachs–Wolfe (ISW) effect is also caused by gravitational redshift, but it occurs between the surface of last scattering and the Earth, so it is not part of the primordial CMB. It occurs when the Universe is dominated in its energy density by something other than matter. If the Universe is dominated by matter, then large scale gravitational potential energy wells and hills do not evolve significantly. If the Universe is dominated by radiation, or by dark energy, though, those potentials do evolve, subtly changing the energy of photons passing through them. There are two contributions to the ISW effect. The "early time" ISW occurs immediately after the (non integrated) Sachs–Wolfe effect produces the primordial CMB, as photons course through density fluctuations while there is still enough radiation around to affect the Universe's expansion. Although it is physically the same as the late time ISW, for observational purposes it is usually lumped in with the primordial CMB, since the matter fluctuations that cause it are in practice undetectable.
Соңғы уақытта интеграцияланған Сакс-Волф эффектісі
"Соңғы уақыт" ISW эффектісі ғарыш тарихында салыстырмалы түрде жақында пайда болды, қараңғы энергия немесе космологиялық тұрақты Ғайнаттың кеңеюін анықтаған кезде. Өкінішке орай, терминологиясы шатастыруға орайлы. Көп жағдайда "Соңғы уақыт ISW" термині тығыздық бұзылыстарының сызықтық/бірінші реттік ISW эффектісін білдіреді. Эффектің осы сызықтық бөлігі тек материядан ғана тұратын, жалпақ Ғайнатта толығымен жоғалады, бірақ қараңғы энергия бар Ғайнатта эффектің жоғары реттік бөлігінен басым түседі. Толық сызықтық емес (сызықтық + жоғары реттік) соңғы уақыт ISW эффектісі, әсіресе жеке бос кеңістіктер мен кластерлер жағдайында, кейде Риес-Скайма эффектісі деп аталады, себебі Мартин Риес және Деннис Скайма төмендегі физикалық суретті түсіндірді. Қараңғы энергияның әсерінен болатын үдемелі кеңею, тіпті үлкен масштабтағы күшті гравитациялық ұңғымаларды (суперкластерлерді) және төбелерді (бос кеңістіктерді) фотон олардың ішінде жүріп өтуге жұмсайтын уақыт ішінде ыдыратады. Фотон гравитациялық ұңғымаға (суперкластерге) кіргенде энергияны сіңіріп алады және ұңғыма созылып, тереңдігі азайғаннан кейін одан шыққаннан кейін осы энергияның бір бөлігін сақтайды. Сол сияқты, фотон супербос кеңістікке кіргенде энергия жұмсауы керек, бірақ аздап төмендеген төбеден шыққанда оны толығымен қайтарып алмайды. Соңғы уақыт ISW эффектісінің белгісі – галактика тығыздығы (бір шаршы градусқа шаққандағы галактикалар саны) мен КМБ температурасы арасындағы нөлдік емес корреляциялық функция, себебі суперкластерлер фотондарды жұмсақ қыздырады, ал супербос кеңістіктер оларды жұмсақ суытады. Бұл корреляция орташадан жоғары деңгейде анықталды. 2008 жылдың мамырында Гранетт, Нейринк және Сапуди соңғы уақыт ISW эффектісін SDSS Luminous Red Galaxy каталогында анықталған дискретті супербос кеңістіктер мен суперкластерлерге байланыстыруға болатынын көрсетті. Олардың ISW анықтауы супербос кеңістіктер мен суперкластерлердің КМБ-ға тигізетін жергілікті ISW эффектін қадағалайды. Дегенмен, осы жергілікті анықтаманың амплитудасы күмәнді, себебі ол күтілгеннен әлдеқайда үлкен және талдаудың бірнеше болжамдарына байланысты.
The "late time" ISW effect arises quite recently in cosmic history, as dark energy, or the cosmological constant, starts to govern the Universe's expansion. Unfortunately, the nomenclature is a bit confusing. Often, "late time ISW" implicitly refers to the late time ISW effect to linear/first order in density perturbations. This linear part of the effect entirely vanishes in a flat universe with only matter, but dominates over the higher order part of the effect in a universe with dark energy. The full nonlinear (linear + higher order) late time ISW effect, especially in the case of individual voids and clusters, is sometimes known as the Rees–Sciama effect, since Martin Rees and Dennis Sciama elucidated the following physical picture. Accelerated expansion due to dark energy causes even strong large scale potential wells (superclusters) and hills (voids) to decay over the time it takes a photon to travel through them. A photon gets a kick of energy going into a potential well (a supercluster), and it keeps some of that energy after it exits, after the well has been stretched out and shallowed. Similarly, a photon has to expend energy entering a supervoid, but will not get all of it back upon exiting the slightly reduced potential hill. A signature of the late time ISW is a non zero cross correlation function between the galaxy density (the number of galaxies per square degree) and the temperature of the CMB, because superclusters gently heat photons, while supervoids gently cool them. This correlation has been detected at moderate to high significance. In May 2008, Granett, Neyrinck & Szapudi showed that the late time ISW can be pinned to discrete supervoids and superclusters identified in the SDSS Luminous Red Galaxy catalog. Their ISW detection traces the localised ISW effect produced by supervoids and superclusters have on the CMB. However, the amplitude of this localised detection is controversial, as it is significantly larger than the expectations and depends on several assumptions of the analysis.