Некоторые вещи не вызывают удивления, если не задумываться. Например, крупнейшая из планет Солнечной системы названа древними в честь верховного божества средиземноморского пантеона. Логично же, раз крупнейшая? Логично, если знать что Юпитер больше Венеры и Марса. Но визуально он менее ярок и заметен. Тем более, строго на глаз, Луна, отданная греками малозначительной Селене, куда как крупнее почти неразличимого Сатурна, выбранного ими местом ссылки отставного правителя вселенной. То есть, всё просто. Уже греки понимали, что помимо видимой яркости небесного тела есть ещё и абсолютная. Юпитер и Сатурн намного больше Венеры и, подавно, Луны, но видны плохо, потому что слишком далеки. А звёзды - ещё дальше. И, кстати, именно греки первыми попытались понять насколько далеки звёзды. Методом измерения годичного параллакса. Без успеха, правда. Так, несовершенство измерительных инструментов не позволило человечеству преждевременно узнать, что Солнце - вполне заурядное светило, ничем не фоне прочих не выделяющееся...

...Но кстати о параллаксе. Суть метода в измерении угла между лучами, направленными на источник с разницей в полгода. То есть, в моменты, когда наблюдатель вместе с Землёй находится по разные стороны от Солнца. По сути, это тождественно применению обычного дальномера, или просто определению дистанции на глаз, — парные органы зрения фокусируясь на одном объекте, работают, как дальномер. Это хороший метод, надёжный, точный, понятный, однако, работающий лишь на расстояниях по космическим меркам крошечных, — равное двум астрономическим единицам плечо дальномера позволяет определять дистанции в пределах 500 световых лет.

Надёжным метод годичного параллакса делает ограниченность вводных. Нужен лишь точечный источник света, и неважно насколько он ярок. Яркость не входит в уравнение. Измеряется только угол. Прочие методы сложнее, и требуют измерения нескольких величин.

В принципе, грубо оценить расстояние до звезды позволяет уже диаграмма спектр-светимость. Чем массивнее звезда главной последовательности, — то есть, работающая, подобно Солнцу на водороде, — тем она ярче и горячее. Причём, увеличение яркости и смещение спектра в голубую область подчиняется известным законам. Но метод слишком груб, позволяет понять удалённость светила лишь приблизительно, и работает не для всех звёзд.

Для измерения расстояний межгалактических используется метод стандартных свечей, в основе которого лежат свойства цефеид — жёлтых гигантов массой от 3 до 18 солнечных. Примером может служить хорошо известная Полярная звезда, принадлежащая именно к этому классу.

Цефеидой массивная звезда становится на стадии угасания, когда водород в основном израсходован и в ядре начинает гореть гелий. Звезда солнечной массы будет уничтожена гелиевой вспышкой, так как выделившаяся энергия «воспламенит» остатки водорода во внешних слоях, приводя к их расширению и рассеиванию. Тяжелая же звезда выдерживает потрясение и «входит в режим», при котором сжатия, ведущие к нагреву и новой детонации гелия, сменяются расширениями. Звезда пульсирует с частотой от 1 до 200 суток. Причём, масса и абсолютная светимость однозначно связаны с частотой пульсации.

Для определения расстояний до ближайших галактик, таким образом, требуется находить в них цефеиды, определяя их частоту и видимую яркость. Что сопряжено, как минимум, с двумя проблемами. Во-первых, связь между частотой пульсации и массой цефеиды, хотя и однозначна, но значение это множество раз пересматривалось за последние десятилетия. Ибо в пределах досягаемости метода параллакса цефеид слишком мало для подведения статистики. Плюс, существуют ещё и цефеиды битые, неправильные, в силу каких-то обстоятельств (обычно, принадлежности к тесной кратной системе) работающие как попало.

Во-вторых, отдельные звёзды различимы лишь в ближайших галактиках. В более удалённых в качестве «стандартной свечи» приходится использовать вспышки сверхновых I типа. Мощность которых более-менее постоянна и понятна. Но «более-менее» здесь ключевое слово.

Наконец, на самых больших дистанциях применим лишь метод красного смещения, основанный на расширении пространства и «эффекте убегания» — удалении объектов от наблюдателя тем более быстрым, чем они дальше. Это хороший, точный, понятный интуитивно и технически простой метод, основанный на эффекте Доплера. Благодаря которому приближающийся поезд свистит на более высокой ноте, чем удаляющийся. Точно таким же образом и спектр удаляющейся галактики будет смещаться в красную — длинноволновую — область.

...Да. Но, разумеется, и метод красного смещения имеет множество недостатков. Например, доплеровскую шкалу очень трудно привязать к шкале стандартных свечей (как и последнюю трудно увязать с методом параллакса). Красное смещение становится заметных лишь на дистанциях, с которых цефеиды уже практически не видны. Но и там где шкалы пересекаются, понять что-либо сложно, ибо скорость вызванного расширением пространства убегания сравнима со скоростью собственного движения галактик в скоплениях. (Отечественные операционные системы)

Тем не менее, проблемы удалось решить, и об удалённости объектов астрономы давно уже судят с уверенностью. И здесь-то кроется самый важный момент, причём, важный и применимый не только в астрофизике, но и, допустим, в палеонтологии, геологии, — вообще всюду, где учёными что-то, — возраст, допустим, — хитрыми способами определяется. А «хитрыми», значит, ненадёжными. Как в астрономии, где все три основных способа измерения расстояний имеют многочисленные недостатки, ограниченные точность и сферу применимости, да ещё и плохо стыкуются друг с другом.

Как определить, что методы работают? По результатам их применения. Работающие методы дадут разумную, цельную картину. Не работающие же, например, если в определение свойств цефеид вкралась ошибка, или уже на основании шкалы «стандартны свечей» постоянная Хаббла высчитана неверно, картина, полученная благодаря применению этих методов окажется либо хаотической, либо кривой. То есть, например, средние расстояния между объектами в областях применения методов стандартных свечей и доплеровского окажутся разными. И такая разница немедленно укажет на ошибку, ибо случайно возникнуть не может. Да если и могла бы, то ведь области применения методов параллакса и стандартных свечей постоянно расширяются, по мере совершенствования инструментов наблюдения. Если бы ошибка была, она ползла бы по карте вселенной вместе с горизонтами применимости методов.

Аналогией может служить процесс подборки ключа к шифру. Метод расшифровки будет меняться до тех пор, пока знаки не сложатся в осмысленный текст.Источник: "Цитадель адеквата"