Международная группа астрофизиков представила расчеты, показывающие, как собственное движение наблюдателей влияет на измеряемое космологическое красное смещение. В работе, опубликованной в архиве препринтов arXiv, исследователи использовали ковариантный формализм 1+3 для анализа эффекта, который обычно не учитывается при интерпретации данных.
Красное смещение — это изменение длины волны света от далеких объектов, связанное с расширением Вселенной. Его дрейф, то есть изменение со временем, считается одним из ключевых тестов для космологических моделей. Однако стандартные вычисления предполагают, что наблюдатели неподвижны относительно космологического фона, в то время как реальные наблюдения проводятся с движущихся телескопов или планет.
Авторы работы вывели точное выражение для дрейфа красного смещения в системе отсчета, связанной с наблюдателем, который имеет ненулевую пекулярную скорость. Оказалось, что общий сигнал складывается из вклада фоновой модели Вселенной (FLRW) и поправки, зависящей от направления. Эта поправка определяется пекулярным расширением, сдвиговой деформацией и ускорением вдоль луча зрения.
Для проверки эффекта ученые сначала рассмотрели модель Эйнштейна — де Ситтера, где нет ускоренного расширения. В этом случае все изменения дрейфа обусловлены только кинематикой самого наблюдателя. Затем расчет был расширен на стандартную модель ?CDM, чтобы оценить, как анизотропные поправки деформируют привычный сигнал.
Результаты показали, что для наблюдателей с реалистичными пекулярными скоростями, например, как у Земли относительно космического микроволнового фона, поправки могут достигать нескольких процентов от основного сигнала. Это необходимо учитывать при планировании будущих высокоточных экспериментов по измерению дрейфа красного смещения, таких как проекты с использованием спектрографов нового поколения.
Работа подчеркивает важность учета относительного движения при интерпретации космологических данных. Пренебрежение этим эффектом может приводить к систематическим ошибкам при проверке моделей темной энергии и ускоренного расширения Вселенной.