Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

Другой причиной асимметрии кривой блеска цефеид могут быть эффекты взаимодействия света подвижной звезды со средой. Как было показано Фоксом, свет, проходя через межзвёздный газ, в ходе переизлучения атомами, постепенно теряет дополнительную скорость, приданную звездой (§ 1.13). Это тормозящее действие среды оказывается разным для лучей света, испущенных с разной частотой и скоростью в моменты приближения и отдаления звезды. Поэтому, преобразование кривой лучевых скоростей усложняется в сравнении с Рис. 67, становясь нелинейным, что и создаёт добавочную асимметрию кривых блеска и лучевых скоростей цефеид, тем ярче выраженную, чем выше амплитуда колебаний лучевой скорости и блеска. Вот почему, яркость цефеид нарастает быстро, а спадает медленно: гребни световых волн (колебаний интенсивности) не только нарастают по мере движения, но и укручают передний фронт, подобно волнам морского прибоя, становящимся, по мере движения, резко асимметричными, из-за нелинейных эффектов при трении о дно (§ 2.11). Подобное торможение средой света цефеид надо учитывать ещё и потому, что оно ведёт к сокращению эффективного расстояния L, на котором идёт преобразование света по эффекту Ритца. Временная фокусировка света происходит не на всём пути, а лишь на начальном его участке, на эффективном расстоянии L (составляющем по оценкам Дж. Фокса порядка светового года [2]), по прохождении которого скорость света приводится средой почти к значению c, и колебания яркости практически перестают нарастать. Этот эффект особенно существенен для определения расстояний до цефеид по эффекту Ритца (§ 2.13).

Итак, принцип работы мигающих звёзд, — этих "маяков Вселенной", как их порой называют, состоит в чисто механическом сложении скорости света со скоростью испустившей его звезды. Изучим попристальней эти мигающие, пульсирующие звёзды-маяки. Кроме цефеид, к ним относят ещё звёзды типов RR Лиры, RV Тельца и Миры Кита [158]. Пульсирующими все эти звёзды назвали потому, что периодичные спады-нарастания их яркости и температуры принято связывать с пульсацией (расширением-сжатием) этих звёзд. Но теория пульсаций (ТП), разработанная уже упоминавшимся астрофизиком А. Эддингтоном и необоснованно сместившая теорию цефеид Белопольского [51], имеет массу нестыковок. К примеру, если бы звезда пульсировала, то наибольшей температурой и яркостью она б обладала в момент предельного сжатия. Реально же, звезда ярче всего в момент расширения с максимальной скоростью, если судить по эффекту Доплера (Рис. 75).

Рис. 75. Синхронные колебания яркости, лучевой скорости и температуры цефеид, сходные по форме и не объяснимые по теории пульсаций, прямо следуют из БТР.

Впрочем, теоретики, во главе с известным махинатором Эддингтоном, быстро подогнали факты к теории формальным приёмом: посчитали, что внешние и внутренние слои звезды пульсируют по-разному. Другое несоответствие их тоже не остановило. Выяснилось, что пульсации звёзд, как любые свободные колебания, должны довольно быстро затухать, чего реально никто не наблюдал. Пришлось выдумать весьма сложный и надуманный механизм поддержания автоколебаний звезды. В ходе таких формальных подгонок и возникла современная теория звёздных пульсаций, при всей своей сложности и искусственности способная объяснить лишь очень немногие особенности цефеид.

Совсем иная картина складывается в БТР, где из гипотезы А. Белопольского, считавшего цефеиды двойными звёздами, сразу вытекают все их свойства. Напомним, что Ритц предсказал эффект влияния лучевого ускорения ar

источника на его частоту f и яркость, меняющихся пропорционально множителю f'/f=T

/T'=1/(1+La_r/c²

), где L — расстояние до источника, а c — скорость света. Как показано выше, у цефеид с периодом в десятки дней этот эффект изменения частоты намного превосходит доплеровский. Поэтому, движение двойных звёзд по орбите с переменным лучевым ускорением должно вызвать сильные колебания (с периодом равным орбитальному) их видимой яркости и синхронные смещения спектральных линий, дающих по эффекту Доплера "скорость" звезды (Рис. 76). Не случайно, кривые "блеска" и "лучевых скоростей" (реально же ускорений) — это зеркальные копии друг друга (Рис. 75). Кстати, ТП их сходства объяснить не может, поскольку в случае пульсаций кривая блеска должна формой повторять колебания радиуса звезды, а не её скорости.

Рис. 76. Звезда, крутящаяся по орбите, словно прожектор маяка, создаёт ускорением a_r колебания блеска и частоты f пропорциональные f'/f.