多普勒频移被定义为物体靠近或远离观察者时光或声音频率的变化。埃德温·哈勃在1929年观察到,平均而言,星系似乎正在远离我们(见上图),这可能表明宇宙正在膨胀,这一效应后来被称为哈勃定律。
由于物体远离而增加的光的波长表现为向光谱的红端移动,因此被天文学家称为“红移”。
在标准宇宙学中,直接由于哈勃定律,红移也被认为是一个距离指示器。
最近对宇宙微波背景的精确测量被标准模型解释为宇宙中最古老的光和另一种方法(最亮的恒星)标准蜡烛,以支持宇宙膨胀比天文学家最初预期的要快的想法,基于对宇宙初始条件和随后演化的标准模型的理解。
这种进化的许多方面还没有被完全理解。这包括哈勃参数的实际值,由于这个假定的常数是标准宇宙学的基础,关于它的值的大量和持续的争论被它的支持者委婉地称为哈勃张力。另一方面,另类宇宙学家摆脱了这种不必要的、自我强加的难题。
其他科学家不同意宇宙膨胀的概念,部分原因是由于多次发现星系外物体表现出红移周期性,也称为红移量子化,其特征是遥远物体,特别是星系和类星体,倾向于围绕某些特定红移值的线性或对数倍数聚集。
在标准的暴胀宇宙学模型中,宇宙天体的红移归因于宇宙的膨胀,更大的红移表明离地球的宇宙距离更大(哈勃定律),被称为“宇宙学”红移。
宇宙物体的量子化红移要么表明它们在物理上以量子化的方式排列,要么表明存在一种未知的红移机制,这种机制与宇宙膨胀无关,而是被称为“内在的”或“非宇宙的”。
威廉·g·蒂夫特观察到星系红移的周期性,根据哈尔顿·阿尔普和杰弗里·伯比奇的说法,类星体的红移差异是由于进化过程中固有的固有成分造成的。
自1966年以来,一些科学家声称红移不仅仅是由于多普勒频移。Hoyle和Narlikar(1966)观察到类星体和星系之间存在明显的物理联系,但红移不同,例如一个z = 2.114的类星体非常靠近z = 0.022的NGC 7319星系的核心。
正如我们发表在《天文学和天体物理学研究》上的论文所指出的那样,Halton Arp观测到了许多这样的对子情况,其中有一个值得注意的例子是Lopez-Corredoira和Gutierrez(2004)直接观测到的,两个类星体位于连接两个星系的灯丝上——这四个物体彼此之间都有不同的红移。
另一方面,标准宇宙学使用引力透镜来解释类星体星系对之间明显的物理联系,这是一种来自背景物体的光由于巨大质量的前景物体的引力而弯曲的现象。
最近观测到的GNz7q是一个充满尘埃的星暴星系,其中一个明亮的类星体显然正在出现,这种情况与在高红移的较小质量阶段仍然年轻的中心黑洞的存在不一致。
据估计,GN-z11只有7000万年的历史,但似乎是一个中等质量、无金属的第二代星系。JWST在大爆炸后2亿年观测到一个超大质量黑洞,这就提出了一个问题,即这个超大质量黑洞是如何在宇宙诞生后如此迅速地形成的。许多其他的观测提出了关于星系和类星体的形成和演化的基本问题。
JWST和其他望远镜最近的观测违反了标准宇宙学的基本原则,即宇宙平均均匀且各向同性。同样被违反的还有关于早期宇宙中高红移、高光度、金属丰度和碳演化的标准模型预测,包括大灯丝物体、银河系等星系的存在,以及高红移和低红移物体的意想不到的形态。
Hoyle-Narlikar变质量假说提供了一个框架,在这个框架中,类星体从星系核中喷射出来,从低质量和高红移开始,从周围的系统中提取能量,随着时间的推移,质量增加和红移减少,红移与质量而不是距离有关。
动态多重散射是另一个可以解释依赖于环境特征的红移的理论。在实验室条件下,已经观察到两个静止物体之间的红移,由于进行实验的介质的特性,预计不会出现多普勒频移。
在本文中,我们使用基于奇异值分解的方法进行数据分析。我们在之前的论文中已经描述过,与使用周期图对噪声或准周期数据集进行周期估计的标准方法相比,奇异值分解具有鲁棒性。
我们分析了几种不同类型的红移数据集,单独使用类星体,单独使用星系,或类星体-星系对,所有数据最初来自斯隆数字巡天或二度场(2dF)。我们的分析表明,在某些情况下,红移确实包括一个绝对不是宇宙起源的高固有成分,这与类星体亮度和星系金属丰度、大小、结构和形态的传统解释完全相反。
关于最近对星系外红移的观测,当应用标准宇宙学的规则时,替代宇宙学证实了它的预测,否则会产生差异。
任何模型都必须有观测证据来验证。因此,星系-类星体对红移周期等观测数据对星系外天体观测和大爆炸假说提出了新的挑战。
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Arindam Mal是印度艾哈迈达巴德印度空间研究组织的一名科学家。他的兴趣是宇宙学、精密仪器和数据分析。
罗伊先生是印度班加罗尔国家高级研究所教授和高级霍米·巴巴研究员。他的兴趣是宇宙学、量子物理学、意识和神经科学。