Мы измеряем относительную скорость звезды по направлению к нам или от нас по ее спектру с доплеровским сдвигом. Точно так же мы измеряем расстояние до очень далеких звезд: измерение смещений в спектре говорит нам об их относительной скорости, которую мы интерпретируем как расстояние по закону Хаббла.
Предположим, мы точно знаем относительную скорость звезды и расстояние до нее. Мне кажется, что если бы звезда удалялась от нас чуть меньше, чем можно было бы ожидать от одного только расширения, то это было бы потому, что она двигалась к нам больше, чем окружающее ее вещество: у нее была бы какая-то дополнительная составляющая скорости по направлению к нам. Если бы мы попытались определить расстояние до этой звезды только по расширению, мы бы измерили ее относительную скорость с помощью доплеровского сдвига и пришли бы к выводу, что она ближе, чем есть на самом деле. И наоборот, если бы он удалялся от нас быстрее, чем должен, основываясь только на расширении, мы бы оценили его расстояние дальше, чем оно есть на самом деле.
Есть ли способ распутать это вырождение?
Конрад почти прав. В целом верно, что если Галактика достаточно близка, чтобы снимать спектры отдельных звезд (например, светящихся сверхгигантов), то она недостаточно далека, чтобы считаться частью «потока Хаббла» и, таким образом, применять закон Хаббла к этой звезде, или ее родительская галактика в любом случае не даст надежного расстояния, но будет отражать «пекулярное движение» этой галактики.
Чтобы поставить некоторые цифры на этом. Пекулярные движения галактик обычно составляют несколько сотен км/с, как и индивидуальные скорости звезд по отношению к их галактикам. Приняв постоянную Хаббла 70 км/с на Мпк, мы видим, что нам нужно находиться на расстоянии 15 Мпк, прежде чем скорость удаления Хаббла ( ) становятся большими по сравнению с пекулярными движениями. На этих расстояниях мы не можем наблюдать отдельные звезды — они слишком тусклые и неразрешенные от основной массы галактического света.
Исключение составляют сверхновые звезды . Красное смещение отдельных сверхновых, которые ненадолго затмевают свои галактики, можно измерить по всей Вселенной. Здесь вы правы в том, что измеренное красное смещение представляет собой комбинацию космологического красного смещения из-за расширения Вселенной и скорости звезды относительно хаббловского потока на этом расстоянии. Невозможно различить эти два объекта, если только не могут быть получены измерения скорости для других объектов в той же галактике. Учитывая редкость сверхновых, мы могли бы долго ждать этого.
Но имеет ли это значение? Даже если мы посмотрим на сверхновую с малым красным смещением на , его хаббловская скорость удаления составляет 30 000 км/с и намного превышает вклад любой пекулярной скорости на уровне %.
Мы измеряем совокупное красное смещение галактик, а не отдельных звезд, что усредняет движение звезд внутри галактики. Это оставляет нам дело с собственным движением галактики, которое можно оценить по красному смещению других галактик в той же группе/скоплении/сверхскоплении и их распределению. Но все это спорно при большом красном смещении, поскольку собственные движения становятся малыми по сравнению с хаббловским потоком.
Джеймс К.