Cтраница 4
Замена евклидова фона каким-то другим нужна еще и потому, что при рассмотрении масс, распределенных в евклидовом пространстве с равномерной в среднем плотностью, возникает известный парадокс Зелигера, который заключается в том, что ньютонов потенциал от равномерного распределения масс не существует. Между тем астрономические наблюдения показывают, что распределение галактик в доступном наблюдению мировом пространстве, вплоть до расстояний порядка миллиарда световых лет, в среднем равномерно. С другой стороны, если ньютонов потенциал не существует, то ясно, что форма решения уравнений Эйнштейна должна существенно отличаться от той, какая соответствует изолированной системе масс и позволяет приближенно выразить потенциалы тяготения gv через ньютонов потенциал. Ввиду изменившегося характера задачи выбор координат также должен быть произведен заново. [46]
Оба подчеркивали, что на относительно малых масштабах распределение галактик является сильно неоднородным. Например, Хаббл [182] заметил, что сделанные в различных областях неба подсчеты туманностей распределены не по закону Пуассона, как это следовало бы ожидать, если бы галактики располагались случайно; повсеместное скучивание галактик привело к тому, что распределение подсчетов стало более широким. Он также обнаружил интересный факт - распределение lg N удивительно близко к закону Гаусса. Однако для Хаббла, безусловно, основным результатом была однородность распределения вещества на больших масштабах, что было обнаружено с помощью очень глубоких подсчетов, усредненных по многим избранным областям неба. Шепли же придавал особое значение огромным неоднородностям в распределении галактик: Эти неоднородности явно слишком резко выражены, чтобы их можно было считать случайными. [47]
Сейчас появились сильные свидетельства того, что скучивание галактик происходит в еще больших масштабах. Статистический анализ показал, что существуют значительные неоднородности в распределении галактик с характерными размерами порядка 30 - 50 Мпс. Эти гигантские образования, содержащие в среднем два богатых скопления галактик, называются сверхскоплениями галактик. [48]
Стандартным объяснением космологического - красного смещения а рамках фридмановских моделей является расширение пространства - зависимость масштабного фактора метрики Робертсона-Уолкера от времени. Линейная связь между гиг (5.4) может быть непосредственно выведена из однородности распределения галактик в пространстве. [49]
Корреляционные функции, используемые в этой главе, описывают скучивание вещества, а не галактик, и, следовательно, мы будем считать, что частицы - это элементы вещества, подобные нуклонам. Некоторые результаты, например уравнения сохранения частиц, непосредственно применимы к распределению галактик, но динамические соотношения применимы к этому распределению только в том случае, если распределение галактик является хорошей мерой общего скучивапия вещества. Как указывалось в разд. Если это так, то этот факт послужит существенному продвижению вперед, поскольку мы получим граничные значения для теории ББГКИ. Тесты для проверки этого предположения обсуждаются в разд. [50]
Уравнение космической энергии описывает эту ситуацию. Из двух последних уравнений цепочки получается сильный результат, справедливый для всех порядков любого возмуше - кя в распределении галактик - как линейного, так и нелинейного. Единст-нное допущение заключается в том, что одночастичная функция распределе-ия галактик / ( 1) остается однородной, так как Вселенная однородна на очень льших масштабах. На таких масштабах скучивание описывают инвариант - 1е в отношении переноса корреляционные функции. [51]
Аналогичный эффект обнаружен у глубоких Даремских каталогов [96, 377], но на меньшем ( в проекции) расстоянии ЗЛ 1 Мпс. Если бы степенная зависимость простиралась значительно дальше гтх, то в каждой группе было бы слишком много галактик, и вся картина распределения галактик выглядела бы слишком клочковатой. Но во всех изученных случаях эффект близок к шуму и его нужно рассматривать осторожно. Возможное теоретическое объяснение этой особенности приводится в гл. [52]
Корреляционные функции, используемые в этой главе, описывают скучивание вещества, а не галактик, и, следовательно, мы будем считать, что частицы - это элементы вещества, подобные нуклонам. Некоторые результаты, например уравнения сохранения частиц, непосредственно применимы к распределению галактик, но динамические соотношения применимы к этому распределению только в том случае, если распределение галактик является хорошей мерой общего скучивапия вещества. Как указывалось в разд. Если это так, то этот факт послужит существенному продвижению вперед, поскольку мы получим граничные значения для теории ББГКИ. Тесты для проверки этого предположения обсуждаются в разд. [53]