чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения

Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной

1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский

астрофизик Хаббл, исходя из наблюдений, опубликовал закон расширения

Вселенной: Vвзаимн.удаления = H * r

Скорость взаимного удаления галактик друг от друга во Вселенной

пропорциональна r – расстоянию между галактиками, выраженного в Мегапарсеках

(миллионах парсек). Парсек = 3,26 Световых года. Световой год – это

расстояние, которое свет проходит за год, двигаясь со скоростью С = 300 000

км/сек., т.е. = 365дней * 24часа * 3600сек * 300 000 км/сек = 9 460 800 000

000 км. – почти 9,5 триллиона километров.

H – постоянный коэффициент, названный коэффициентом Хаббла.

H = 75(км/сек)/ мегапарсек – точное значение ещё не установлено. Означает, что

скорость взаимного удаления двух галактик находящихся на расстоянии

1мегапарсек (миллиона парсек) друг от друга составляет 75 км/сек. Например,

скорость удаления галактик находящихся на расстоянии 10 мегапарсек будет

равна: Vудаления = 75 (км/сек)/ мегапарсек * 10 мегапарсек = 750 км/сек.

Исходя из формулы Хаббла нетрудно догадаться, что на большом расстоянии r,

скорость взаимного удаления галактик станет равной С – скорости света.

Вычислим это расстояние: r = 300 000км/сек : 75 (км/сек)/ мегапарсек = 4000

мегапарсек. 4000 мегапарсек * 3,26 = 13040 миллиона световых лет или 13,04

миллиарда световых лет. Следовательно, объекты, находящиеся на расстоянии

больше 13 млрд. св. лет удаляются друг от друга во Вселенной со скоростями

большими скорости света и свет от них мы никогда не увидим. Эти объекты для

нас являются принципиально невидимыми и потому расстояние = 13 млрд. св. лет

называется горизонтом видимости. И действительно, американский телескоп Хаббл,

находящийся на околоземной орбите, не обнаружил ни одного объекта

находящегося за пределами горизонта видимости.

Однако, это парадокс. Из СТО – Специальной Теории Относительности

Эйнштейна следует, что ни один объект обладающий массой покоя не может

перемещаться в пространстве (относительно пространства) со скоростью равной и

большей скорости света. Отсюда делается вывод, что расширяется, а точнее

раздувается само пространство (физический вакуум), вместилище в котором

скоростями большими скорости света, но относительно пространства они не

Раздувается само пространство, расталкивая галактики со сверхсветовыми

Источник

Хаббла закон

Закон Хаббла (закон всеобщего разбегания галактик) — правило физической космологии, согласно которому красное смещение удалённых объектов пропорционально их расстоянию от наблюдателя. Таким образом, чем дальше от нас галактика, тем быстрее она от нас удаляется.

Другими словами, между расстояниями D до галактик и скоростями их удаления Vr (разбегания) наблюдается линейная зависимость:

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. f860d509556092a5647460a60ba41b9e. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-f860d509556092a5647460a60ba41b9e. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка f860d509556092a5647460a60ba41b9e. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский.

Чем дальше от наблюдателя космический объект (галактика, квазар), тем быстрее он удаляется.

На каждый миллион парсек расстояния до объекта его скорость убегания увеличивается приблизительно на 75 км/с.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 485ac541bec4e150c43d28d35af5e281. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-485ac541bec4e150c43d28d35af5e281. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 485ac541bec4e150c43d28d35af5e281. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 47fcf8eb2049e7cfad2216f39fcb1054. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-47fcf8eb2049e7cfad2216f39fcb1054. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 47fcf8eb2049e7cfad2216f39fcb1054. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 2b8b977e679e9d608fab1e6b68784e10. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-2b8b977e679e9d608fab1e6b68784e10. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 2b8b977e679e9d608fab1e6b68784e10. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский,

С помощью этого закона можно рассчитать так называемый Хаббловский возраст Вселенной (в предположении, что «разбегание» галактик действительное):

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 6acdc804bfb73843e09930c81eb3d3e7. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-6acdc804bfb73843e09930c81eb3d3e7. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 6acdc804bfb73843e09930c81eb3d3e7. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский,

этот возраст лишь по порядку соответствует возрасту Вселенной, рассчитываемому по стандартной космологической модели Фридмана.

Содержание

Суть закона Хаббла

С точки зрения классической механики, закон Хаббла можно наглядно объяснить следующим образом. Когда-то давно Вселенная образовалась в результате Большого взрыва. В момент взрыва различные частицы материи (осколки) получили различные скорости. Те из них, которые получили бо́льшие скорости — соответственно успели к настоящему моменту улететь дальше, чем те, которые получили меньшие скорости. Если провести численный расчёт, то окажется, что зависимость расстояния от скорости оказывается линейной. Кроме того, получается, что эта зависимость одна и та же для всех точек пространства, то есть, по наблюдениям за разлетающимися осколками нельзя найти точку взрыва: с точки зрения каждого осколка, именно он находится в центре. Однако, несмотря на такую наглядность, следует помнить, что расширение Вселенной должно описываться не классической механикой, а общей теорией относительности.

Первое замечание касается того, учитывается ли при наблюдениях тот факт, что из-за того, что свет идёт от галактик миллионы лет, мы наблюдаем их в прошлом. В результате, поскольку они удаляются от нас, в настоящий момент они должны находиться уже дальше. Вопрос: для какого из двух расстояний определена зависимость Хаббла? Ответ: до середины прошлого века это не имело значения. Из графика Хаббла видно, что наибольшие скорости галактик, рассмотренных Хабблом, составили до 1000 км/с. В принципе это большая скорость, но за время движения света от них до Земли, они всё равно успели сдвинуться на незначительный процент общего расстояния.

Экспериментальное открытие

Закон Хаббла установлен экспериментально Э. Хабблом в 1929 для галактик, до которых было определено расстояние по ярчайшим звёздам. Исходное наблюдение состояло в том, что красные линии в спектрах внегалактических туманностей смещаются пропорционально расстоянию до них. Позднее закон был подтверждён по наблюдениям большого количества галактик.

Теоретическая интерпретация

За несколько лет до экспериментального открытия Александром Фридманом были теоретически решены уравнения Эйнштейна для всей Вселенной и в результате было получено, что если распределение вещества в ней в среднем равномерно, то она должна или сжиматься или расширяться, причём в последнем случае должен наблюдаться линейный закон между расстоянием и скоростью убегания. Эта особенность решений Фридмана была сразу же отождествлена с явлением, открытым Хабблом.

В соответствии с этой (общепринятой) моделью космологическое красное смещение нельзя интерпретировать как Эффект Доплера, так как получаемая из наблюдаемого z по формулам этого эффекта скорость не соответствует (лишь приближенно равна) никакой скорости в смысле изменения космологического расстояния между галактиками. Галактики неподвижны (за исключением пекулярных собственных скоростей), а расширяется пространство, что и вызывает расширение волнового пакета. (См. в статье Космологическое красное смещение). Так соотношение

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. d785bf363339c3c28264666477e29343. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-d785bf363339c3c28264666477e29343. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка d785bf363339c3c28264666477e29343. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский

является приближённым, в то время как равенство

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. af1786b584ad0147087b17ddfea96ec3. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-af1786b584ad0147087b17ddfea96ec3. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка af1786b584ad0147087b17ddfea96ec3. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский

Оценка постоянной Хаббла и её физический смысл

В процессе расширения, если оно происходит равномерно, постоянная Хаббла должна уменьшаться, и индекс «0» при её обозначении указывает на то, что величина Н0 относится к современной эпохе. Величина, обратная постоянной Хаббла должна быть в таком случае равна времени, прошедшему с момента начала расширения, то есть, возрасту Вселенной.

Значение Н0 определяется по наблюдениям галактик, расстояния до которых измерены без помощи красного смещения (прежде всего, по ярчайшим звёздам или цефеидам). Большинство независимых оценок Н0 дают для этого параметра значение 70—80 км/с на мегапарсек. Это означает, что галактики, находящиеся на расстоянии 100 мегапарсек, удаляются от нас со скоростью 7000—8000 км/с. В настоящее время (2009) наиболее надёжной (хотя и модельно зависимой) считается оценка Н0=(74,2 ± 3,6) км/с/Мпк.

Проблема оценки Н0 осложняется тем, что, помимо космологических скоростей, обусловленных расширением Вселенной, галактики ещё обладают собственными (пекулярными) скоростями, которые могут составлять несколько сотен км/с (для членов массивных скоплений галактик — более 1000 км/с). Это приводит к тому, что закон Хаббла плохо выполняется или совсем не выполняется для объектов, находящихся на расстоянии ближе 10-15 млн св. лет, то есть как раз для тех галактик, расстояния до которых наиболее надёжно определяются без красного смещения.

Закон Хаббла плохо выполняется и для галактик на очень больших расстояниях (в миллиарды св. лет), которым соответствует величина z > 1. Расстояния до объектов с таким большим красным смещением теряют однозначность, поскольку зависят от принимаемой модели Вселенной и от того, к какому моменту времени они отнесены. В качестве меры расстояния в этом случае обычно используется только красное смещение.

Возможная нелинейность закона

В наше время наблюдениями, говорящими в пользу существования тёмной энергии, были, по-видимому, обнаружены отклонения от линейного закона Хаббла (как связи красного смещения с расстоянием). Было обнаружено, по-видимому, что наша Вселенная расширяется с ускорением. Этот факт не отменяет закона Хаббла, так как последний действует на более близких расстояниях, чем эти новые эффекты.

Источник

Закон Хаббла

Кажущаяся скорость удаления галактики от нас прямо пропорциональна расстоянию до нее.

Вернувшись с первой мировой войны, Эдвин Хаббл устроился на работу в высокогорную астрономическую обсерваторию Маунт-Вилсон в Южной Калифорнии, которая в те годы была лучшей в мире по оснащенности. Используя ее новейший телескоп-рефлектор с диаметром главного зеркала 2,5 м, он провел серию любопытных измерений, навсегда перевернувших наши представления о Вселенной.

Вообще-то, Хаббл намеревался исследовать одну застаревшую астрономическую проблему — природу туманностей. Эти загадочные объекты, начиная с XVIII века, волновали ученых таинственностью своего происхождения. К XX веку некоторые из этих туманностей разродились звездами и рассосались, однако большинство облаков так и остались туманными — и по своей природе, в частности. Тут ученые и задались вопросом: а где, собственно, эти туманные образования находятся — в нашей Галактике? или часть из них представляют собой иные «островки Вселенной», если выражаться изощренным языком той эпохи? До ввода в действие телескопа на горе Уилсон в 1917 году этот вопрос стоял чисто теоретически, поскольку для измерения расстояний до этих туманностей технических средств не имелось.

Начал свои исследования Хаббл с самой, пожалуй, популярной с незапамятных времен туманности Андромеды. К 1923 году ему удалось рассмотреть, что окраины этой туманности представляют собой скопления отдельных звезд, некоторые из которых принадлежат к классу переменных цефеид (согласно астрономической классификации). Наблюдая за переменной цефеидой на протяжении достаточно длительного времени, астрономы измеряют период изменения ее светимости, а затем по зависимости период—светимость определяют и количество испускаемого ею света.

Чтобы лучше понять, в чем заключается следующий шаг, приведем такую аналогию. Представьте, что вы стоите в беспросветно темной ночи, и тут вдалеке кто-то включает электрическую лампу. Поскольку ничего, кроме этой далекой лампочки, вы вокруг себя не видите, определить расстояние до нее вам практически невозможно. Может, она очень яркая и светится далеко, а может, тусклая и светится неподалеку. Как это определить? А теперь представьте, что вам каким-то образом удалось узнать мощность лампы — скажем, 60, 100 или 150 ватт. Задача сразу упрощается, поскольку по видимой светимости вы уже сможете примерно оценить геометрическое расстояние до нее. Так вот: измеряя период изменения светимости цефеиды, астроном находится примерно в той же ситуации, как и вы, рассчитывая расстояние до удаленной лампы, зная ее светосилу (мощность излучения).

Первое, что сделал Хаббл, — рассчитал расстояние до цефеид на окраинах туманности Андромеды, а значит, и до самой туманности: 900 000 световых лет (более точно рассчитанное на сегодняшний день расстояние до галактики Андромеды, как ее теперь называют, составляет 2,3 миллиона световых лет. — Прим. автора) — то есть туманность находится далеко за пределами Млечного Пути — нашей галактики. Пронаблюдав эту и другие туманности, Хаббл пришел к базовому выводу о структуре Вселенной: она состоит из набора огромных звездных скоплений — галактик. Именно они и представляются нам в небе далекими туманными «облаками», поскольку отдельных звезд на столь огромном удалении мы рассмотреть попросту не можем. Одного этого открытия, вообще-то, хватило бы Хабблу для всемирного признания его заслуг перед наукой.

Ученый, однако, этим не ограничился и подметил еще один важный аспект в полученных данных, который астрономы наблюдали и прежде, но интерпретировать затруднялись. А именно: наблюдаемая длина спектральных световых волн, излучаемых атомами удаленных галактик, несколько ниже длины спектральных волн, излучаемых теми же атомами в условиях земных лабораторий. То есть в спектре излучения соседних галактик квант света, излучаемый атомом при скачке электрона с орбиты на орбиту, смещен по частоте в направлении красной части спектра по сравнению с аналогичным квантом, испущенным таким же атомом на Земле. Хаббл взял на себя смелость интерпретировать это наблюдение как проявление эффекта Доплера, а это означает, что все наблюдаемые соседние галактики удаляются от Земли, поскольку практически у всех галактических объектов за пределами Млечного Пути наблюдается именно красное спектральное смещение, пропорциональное скорости их удаления.

Самое главное, Хабблу удалось сопоставить результаты своих измерений расстояний до соседних галактик (по наблюдениям переменных цефеид) с измерениями скоростей их удаления (по красному смещению). И Хаббл выяснил, что чем дальше от нас находится галактика, тем с большей скоростью она удаляется. Это самое явление центростремительного «разбегания» видимой Вселенной с нарастающей скоростью по мере удаления от локальной точки наблюдения и получило название закона Хаббла. Математически он формулируется очень просто:

где v — скорость удаления галактики от нас, r — расстояние до нее, а H — так называемая постоянная Хаббла. Последняя определяется экспериментально, и на сегодняшний день оценивается как равная примерно 70 км/(с·Мпк) (километров в секунду на мегапарсек; 1 Мпк приблизительно равен 3,3 миллионам световых лет). А это означает, что галактика, удаленная от нас на расстояние 10 мегапарсек, убегает от нас со скоростью 700 км/с, галактика, удаленная на 100 Мпк, — со скоростью 7000 км/с, и т. д. И, хотя изначально Хаббл пришел к этому закону по результатом наблюдения всего нескольких ближайших к нам галактик, ни одна из множества открытых с тех пор новых, всё более удаленных от Млечного Пути галактик видимой Вселенной из-под действия этого закона не выпадает.

Итак, главное и — казалось бы — невероятное следствие закона Хаббла: Вселенная расширяется! Мне этот образ нагляднее всего представляется так: галактики — изюмины в быстро всходящем дрожжевом тесте. Представьте себя микроскопическим существом на одной из изюмин, тесто для которого представляется прозрачным: и что вы увидите? Поскольку тесто поднимается, все прочие изюмины от вас удаляются, причем чем дальше изюмина, тем быстрее она удаляется от вас (поскольку между вами и далекими изюминами больше расширяющегося теста, чем между вами и ближайшими изюминами). В то же время, вам будет представляться, что это именно вы находитесь в самом центре расширяющегося вселенского теста, и в этом нет ничего странного — если бы вы оказались на другой изюмине, вам всё представлялось бы в точности так же. Так и галактики разбегаются по одной простой причине: расширяется сама ткань мирового пространства. Все наблюдатели (и мы с вами не исключение) считают себя находящимися в центре Вселенной. Лучше всего это сформулировал мыслитель XV века Николай Кузанский: «Любая точка есть центр безграничной Вселенной».

Однако закон Хаббла подсказывает нам и еще кое-что о природе Вселенной — и это «кое-что» является вещью просто-таки экстраординарной. У Вселенной было начало во времени. И это весьма несложное умозаключение: достаточно взять и мысленно «прокрутить назад» условную кинокартину наблюдаемого нами расширения Вселенной — и мы дойдем до точки, когда всё вещество мироздания было сжато в плотный комок протоматерии, заключенный в совсем небольшом в сопоставлении с нынешними масштабами Вселенной объеме. Представление о Вселенной, родившейся из сверхплотного сгустка сверхгорячего вещества и с тех пор расширяющейся и остывающей, получило название теории Большого взрыва, и более удачной космологической модели происхождения и эволюции Вселенной на сегодня не имеется. Закон Хаббла, кстати, помогает также оценить возраст Вселенной (конечно, весьма упрощенно и приблизительно). Предположим, что все галактики с самого начала удалялись от нас с той же скоростью v, которую мы наблюдаем сегодня. Пусть t — время, прошедшее с начала их разлета. Это и будет возраст Вселенной, и определяется он соотношениями:

Но ведь из закона Хаббла следует, что

Источник

Сюрприз: постоянная Хаббла на самом деле непостоянна

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. image loader. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-image loader. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка image loader. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Часть изображения, полученного в рамках наблюдения Hubble eXtreme Deep Field, в комбинированном ультрафиолете, видимом свете и инфракрасном излучении – самого глубокого взгляда во Вселенную из всех, что мы предпринимали. Различные видимые здесь галактики находятся на разных расстояниях и имеют разное красное смещение, что позволяет нам вывести закон Хаббла.

Вселенная огромна, и на миллиарды световых лет во всех направлениях заполнена звёздами и галактиками. С самого Большого взрыва свет путешествует, отправляясь с каждого создавшего его источника, и совсем малая часть этого света доходит до наших глаз. Но свет не просто перемещается через пространство из точки испускания и до того места, где мы находимся сегодня; кроме этого, расширяется сама ткань пространства.

Чем дальше от нас находится галактика, тем больше пространство между нами растягивает – и смещает в красную часть спектра – тот свет, что в итоге прибудет к нашим глазам. Заглядывая на всё более далёкие расстояния, мы видим увеличение красного смещения. Если построить график того, как видимая скорость удаления зависит от расстояния, мы получим красивое, прямолинейное взаимоотношение: закон Хаббла. Но наклон этой линии, постоянная Хаббла, на самом деле совсем не постоянен. И это одно из наиболее сильных заблуждений во всей астрономии.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 6091b66f5883ded7da9414332e4954d0. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-6091b66f5883ded7da9414332e4954d0. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 6091b66f5883ded7da9414332e4954d0. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Зависимость красного смещения от расстояния для удалённых галактик. Не попадающие на линию точки смещены из-за разности пекулярных скоростей, но они лишь немного отклоняются от наблюдаемой общей картины. Изначальные данные, полученные самим Эдвином Хабблом, и впервые использованные для демонстрации расширения Вселенной, умещаются в небольшой красный прямоугольник в левом нижнем углу.

Расширение Вселенной мы понимаем двояко: теоретически и через наблюдения. Наблюдая за Вселенной, мы видим несколько важных фактов, связанных с расширением:

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. cb70de61474f1825f8dedd79577bec25. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-cb70de61474f1825f8dedd79577bec25. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка cb70de61474f1825f8dedd79577bec25. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Двумерный срез ближайших к нам участков Вселенной, плотность которых выше (красное) и ниже (синее/чёрное) среднего значения. Линии и стрелки показывают направления пекулярных скоростей, но вся эта картина включена в ткань расширяющегося пространства.

Но эта проблема не является непреодолимой. Во Вселенной есть не просто несколько галактик, расстояние и красное смещение которых мы можем измерить; мы провели такие измерения буквально для миллионов галактик. Огромное количество галактик мы можем сгруппировать так, чтобы каждая группа находилась на определённом среднем расстоянии от нас, и мы могли бы подсчитать их среднее красное смещение. После такой процедуры мы обнаруживаем прямолинейную зависимость, определяющую закон Хаббла.

Но вот, в чём сюрприз. Если заглянуть на достаточно большие расстояния, становится видно, что скорость расширения уже не подчиняется прямолинейному закону, и начинает закругляться.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 3cb9f9def94d009012c48cf7fdc5c92e. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-3cb9f9def94d009012c48cf7fdc5c92e. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 3cb9f9def94d009012c48cf7fdc5c92e. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Зависимость скорости видимого расширения (ось у) от расстояния (ось х) соответствует тому, что Вселенная в прошлом расширялась быстрее, однако расширяется и сегодня. Это современная (2014 год) версия работы Хаббла, распространяющаяся на расстояния в тысячи раз большие. Заметим, что точки не формируют прямую линию, а значит, скорость расширения со временем меняется.

Используя термин «постоянная Хаббла», мы имеем в виду наклон этой линии. Если это не линия – то есть, если её наклон меняется – это говорит о том, что хаббловская скорость расширения Вселенной не является константой! Мы называем её постоянной Хаббла потому, что Вселенная расширяется с одной и той же скоростью в любой её точке: постоянная Хаббла постоянна в пространстве.

Но скорость расширения, и значение постоянной Хаббла, изменяются со временем. Это не загадка, а то, чего и следовало ожидать. Чтобы это понять, давайте посмотрим на это с другой точки зрения: теоретической.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 9c9a3e8cc25ce945135ac3f8e9a03365. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-9c9a3e8cc25ce945135ac3f8e9a03365. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 9c9a3e8cc25ce945135ac3f8e9a03365. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Итан Сигель на фоне гиперстены Американского астрономического общества в 2017 году, вместе с первым уравнением Фридмана, справа.
#МоёЛюбимоеУравнение
Первое уравнение Фридмана предсказывает скорость расширения Вселенной на основании её содержимого

Первое уравнение Фридмана получается у нас, если начать со Вселенной, равномерно заполненной материей, излучением и всеми остальными формами энергии. Единственные используемые здесь предположения – Вселенная изотропна (одинаковая во всех направлениях), гомогенна (имеет одинаковую плотность повсюду) и подчиняется Общей теории относительности. Приняв это, вы получаете взаимоотношение величины H, скорости Хаббла (слева) и различных форм материи и энергии Вселенной (справа):

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. a6dac623dce63a244cb19cd8c73b9eaf. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-a6dac623dce63a244cb19cd8c73b9eaf. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка a6dac623dce63a244cb19cd8c73b9eaf. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Первое уравнение Фридмана, как его обычно записывают сегодня. Левая часть определяет скорость расширения и эволюцию пространства-времени, а правая включает все различные формы материи и энергии, а также пространственную кривизну

Что интересно, с расширением Вселенной плотности материи, излучения и энергии могут меняться. К примеру, с расширением Вселенной увеличивается её объём, но общее количество частиц остаётся неизменным. Это означает, что в расширяющейся Вселенной:

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. dcb8c49daa52a91c507b48509a084845. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-dcb8c49daa52a91c507b48509a084845. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка dcb8c49daa52a91c507b48509a084845. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Как материя (вверху), излучение (в середине) и космологическая константа (внизу) развиваются со временем в расширяющейся Вселенной

Вселенная с большей плотностью энергии расширяется быстрее. И наоборот, вселенная с меньшей плотностью энергии расширяется медленнее. С возрастом Вселенная расширяется: при расширении материя и излучение становятся менее плотными; с уменьшением плотности уменьшается и скорость расширения. В любой момент времени скорость расширения определяет значение постоянной Хаббла. В далёком прошлом скорость расширения была гораздо больше, а сегодня – наименьшая.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 659a0386b35ed0133eccd8db5fe93528. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-659a0386b35ed0133eccd8db5fe93528. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 659a0386b35ed0133eccd8db5fe93528. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Различные компоненты и вклады в плотность энергии Вселенной, и периоды их доминирования. Если бы космические струны или стены доменов существовали в каком-то значимом количестве, они вносили бы существенный вклад в расширение Вселенной. Могут даже быть и какие-то другие компоненты Вселенной, которых нам уже больше не видно, или которые ещё только собираются проявить себя! К сегодняшнему моменту тёмная энергия доминирует, материя достаточно важна, а излучением можно пренебречь.

Так почему же очень удалённые галактики подчиняются этому прямолинейному соотношению? Потому, что весь свет, прибывающий к нашим глазам, от света, испущенного соседней галактикой, до света, испущенного галактикой, находящейся в миллиардах световых лет от нас, к моменту подхода к нам достигает возраста в 13,8 млрд лет. Ко времени прихода света всё во Вселенной прожило ту же самую постоянно меняющуюся Вселенную, что и мы. Постоянная Хаббла в прошлом, когда была испущена большая часть света, была выше, но на то, чтобы этот свет прибыл к нашим глазам, ушло миллиарды лет.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. image loader. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-image loader. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка image loader. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Свет может быть испущен с разной длиной волны, но расширение Вселенной растянет его в пути. Свет, испущенный галактикой 13,4 млрд лет назад в ультрафиолете, будет сдвинут в инфракрасный диапазон.

Со временем Вселенная расширялась, а значит, длина волны света увеличивалась. Тёмная энергия стала достаточно важной лишь в последние 6 млрд лет, и мы дошли до момента, когда она довольно быстро становится единственным компонентом Вселенной, влияющим на скорость её расширения. Если бы мы вернулись в то время, когда Вселенная была в два раза моложе, то скорость расширения была бы на 80% больше сегодняшней. А когда Вселенной было 10% от текущего возраста, скорость расширения была в 17 раз больше, чем сегодня.

Когда Вселенная станет в десять раз старше, чем сегодня, её скорость расширения составит 18% от сегодняшней.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. 2a7433cab6919947eb4dd6754bc6b402. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-2a7433cab6919947eb4dd6754bc6b402. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка 2a7433cab6919947eb4dd6754bc6b402. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Голубым закрашен диапазон возможных неопределённостей того, как плотность тёмной энергии может отклоняться в прошлом и будущем. Данные указывают на наличие истинной космологической «константы», но другие возможности пока никто не отверг. К сожалению, преобразование материи в излучение не может быть кандидатом на тёмную энергию; в результате его то, что раньше вело себя, как материя, просто ведёт себя, как излучение.

Всё из-за наличия тёмной энергии, ведущей себя, как космологическая константа. В далёком будущем материя и излучение станут относительно неважными по сравнению с тёмной энергией, а значит, плотность энергии Вселенной будет оставаться постоянной. В таких условиях скорость расширения достигнет устойчивой и конечной величины, и таким и останется. В далёком будущем постоянная Хаббла станет постоянной не только в пространстве, но и во времени.

В далёком будущем, измерив скорость и расстояние до всех видимых объектов, мы получим одинаковый наклон этой линии повсюду. Постоянная Хаббла станет истинно постоянной.

чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. fedaad41611b7a45e4e2910ce13775d4. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения фото. чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения-fedaad41611b7a45e4e2910ce13775d4. картинка чем больше расстояние до галактики тем меньше скорость ее движения. картинка fedaad41611b7a45e4e2910ce13775d4. 1. Закон Хаббла или чудо раздувания Вселенной. В 1929 году американский
Относительная важность различных компонентов энергии Вселенной в различное время в прошлом. Когда тёмная энергия приблизится в будущем к отметке в 100%, плотность энергии Вселенной будет оставаться постоянной на сколь угодно большом промежутке времени.

Если бы астрономы точнее обращались со словами, они назвали бы H параметром Хаббла, а не постоянной Хаббла, поскольку она меняется со временем. Но несколько поколений подряд мы могли измерять относительно небольшие расстояния, и H казалась постоянной, поэтому мы не стали её переименовывать. Нам приходится лишь уточнять, что H это функция времени, и только сегодня – когда мы называем её H0 — она постоянна. На самом деле параметр Хаббла изменяется со временем, и остаётся постоянным только по всему пространству. Но если бы мы дожили до далёкого будущего, мы увидели бы, что H в какой-то момент перестаёт меняться. Сегодня мы можем тщательно разделять реальные постоянные величины и те, что меняются со временем, но в далёком будущем благодаря тёмной энергии этой разницы уже не будет.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *