Законът на Хъбъл: какво пише в Enem и упражнения

Законът на Хъбъл е получена експериментално и установява пряка връзка между разстоянието на a галактика всеки до Земята и скоростта, с която тази галактика се отдалечава от нас. Според този закон, колкото по-далеч от Земята, толкова по-бързо се отдалечават галактиките, факт, който предполага възможността за живот във вселена в постоянно разширяване.

Виж повече:Астрофизика - посветена е на изучаването на Вселената чрез прилагане на законите на химията и физиката

Какво казва законът на Хъбъл?

Законът на Хъбъл казва, че колкото по-голямо е разстоянието между галактика и Земята, толкова по-бързо се отдалечава галактиката от нас. Законът на Хъбъл е открит и формулиран от американския физик и астроном Едуин П. Хъбъл (1889-1953). Фигурата по-долу го показва:

v скорост на изтегляне (km / s)

З.₀ - Константа на Хъбъл (70 (km / s) / Mpc)

r - разстояние между Земята и галактиката (Mpc)

В този закон константата H₀, познат като Константа на Хъбъл, представлява колко голямо е увеличаването на скоростта на галактиките при всеки Mpc (мегапарсек). О

Мр е мярка за астрономически разстояния на стойност приблизително 3,26 милиона светлинни години.

Хъбъл успя да достигне до горния израз, използвайки данни за скоростта на разстоянието на 24 близки галактики, събрани преди това от астронома. Нося М. чехъл. Slipher успя да измери прецизно скоростите на излитане благодарение на спектроскопия, т.е. анализиране на цветни честоти излъчвани от галактики. Когато тези галактики се отдалечават от Земята, честотите на електромагнитни вълни издадени от тях трябва да претърпят промени поради Доплер ефект.

Снимано от телескопа Хъбъл, изображението показва милиарди галактики в малка част от нощното небе. [1]

О Доплер ефект обяснява защо чуваме малки промени в честотата в звуци които се излъчват от източници, които се движат по отношение на наблюдателя. Например: когато линейка се приближи или тръгне от нас, можем да забележим, съответно, че звукът, излъчен от нея, става по-висок и след това по-нисък.

Тази очевидна промяна в честотата на звуковите вълни се случва и при електромагнитните вълни - след като галактиките се отдалечат, светлината, която се излъчва от тях, има тенденция да се движи към по-ниски честоти, така че ние казваме, че в тези галактики е възможно да се наблюдава червено изместване (на английски, червена смяна).

Константа на Хъбъл

През годините константата на Хъбъл е актуализирала стойността си няколко пъти. Тези промени се дължат на прецизността, с която можем да измерваме разстоянията между Земята и галактиките. Според астрономическите измервания константата на Хъбъл това е еднакво за всички посоки, които търсим - няма предпочитана посока на тръгване. На практика все едно сме малка точка в a пикочния мехур е постояннонадут.

Вселената се разширява във всички посоки постоянно.

По времето на Хъбъл методът, използван за измерване на астрономическите разстояния, е бил елементарен, така че той е разработил много по-интелигентен начин за извод: сравняване на яркостта между тях, тъй като колкото са по-далеч, толкова по-ниска яркост се излъчва от тях. Беше през блясъкроднина сред галактиките, които Едуин Хъбъл успя да определи с още по-голяма точност стойността на неговата константа.

Вижте също: Черни дупки - какви са те, от какво са направени, открития и любопитства

Разширение на Вселената

Първите индикации за възможно разширяване на Вселената бяха възможни само благодарение на откритията на Едуин Хъбъл. Въпреки това, все още знаем много малко за това как Вселената се разширява, в този смисъл откриването на закона на Хъбъл породи в същата мярка нови отговори и нови въпроси.

Все още не е наистина известно какво причинява разширяването на Вселената, когато от гледна точка на класическата физика, подкрепена от закон на всеобщата гравитация, тенденцията на Космоса би била да се свива, а не да се разширява. Съществуват голям брой теории, които се опитват да обяснят феномена на разширяване, но никоя от тях не може да бъде доказана до наши дни.

В опит да обяснят ускореното разширяване на Вселената, физиците предложиха съществуването на тъмна материя. Според съвременните теории тъмната материя трябва да може да обясни какво се наблюдава в закона на Хъбъл, този вид материя обаче трябва да има „екзотични“ свойства, които дотогава никога не са били наблюдавани в материята. обикновен.

Законът на Хъбъл в Енем

Законът на Хъбъл вече е приложен в И двете, в теста за 2019г. Въпросът се отнасяше пряко до използването на закона на Хъбъл, ще го анализираме ли?

(И или) Астрономите измерват скоростта на разстоянието от далечни галактики, като откриват светлината, излъчвана от тези системи. Законът на Хъбъл гласи, че скоростта на излитане на галактика (в км / сек) е пропорционална на разстоянието й до Земята, измерена в мегапарсек. В този закон константата на пропорционалност е константата на хъбъл (H₀) и най-приетата му стойност е 72 (km / s) / Mpc. Парсекът (pc) е астрономическа единица за разстояние, на стойност приблизително 3,10¹⁶ м. Астрономическите наблюдения са установили, че скоростта от дадена галактика е 1440 км / сек.

Използвайки закона на Хъбъл, може да се заключи, че разстоянието до тази галактика, измерено в км, е равно на:

а) 20.10⁰

б) 20.10⁶

в) 6.10²⁰

г) 6.10²³

д) 6.10²⁶

Шаблон: Буква В

Резолюция:

За да разрешите този проблем, е необходимо да се тълкува изявлението. Чрез него е възможно да го разрешите, дори ако не знаете израза на закона на Хъбъл, обаче, преди да започнем изчисленията, трябва да настроим мерните единици, като не забравяме, че 1 бр е еквивалентно до 3.10¹⁶ m или 3.10¹³ км, забележка:

След като правилно сме адаптирали мерната единица на константата на Хъбъл, можем да направим изчислението, за да определим разстоянието:

Знам повече:Радио телескопи - какви са те и за какво са

Законни упражнения на Хъбъл

Въпрос 1) Галактиката Андромеда е най-близката спирална галактика до Млечния път и се намира на разстояние приблизително 0,77 Mpc. Въз основа на закона на Хъбъл, скоростта, с която галактиката Андромеда се отдалечава от Млечния път, е приблизително:

Данни: H₀ = 72 (km / s) / Mpc

а) 96,5 km / s

б) 55,4 км / сек

в) 108,4 km / s

г) 15,7 km / s

Обратна връзка: Буква Б

Резолюция:

Мерните единици, предоставени от изявлението, вече са съвместими помежду си, така че ние просто използваме закона на Хъбъл и заместваме данните:

Резултатът показва, че галактиката Андромеда се отдалечава със скорост приблизително 54 км / сек, така че верният отговор е буква Б.

Въпрос 2) Галактика А е на разстояние д от Земята и далеч със скорост v. Знаейки, че галактика В е два пъти по-далеч от Земята отколкото галактика А, може да се каже, че нейната скорост на излитане:

а) ще бъде половината от скоростта на излитане от галактика А.

б) ще бъде равна на скоростта на излитане от галактика А.

в) ще бъде четири пъти по-малка от скоростта на излитане от галактика А.

г) ще бъде два пъти по-бързо от скоростта на галактика А далеч.

Шаблон: Буква Г

Резолюция:

Законът на Хъбъл установява пряко пропорционална връзка между скоростта на излитане и разстоянието, така че като е два пъти по-далеч, галактика В се движи два пъти по-бързо:

Кредити за изображения

[1] НАСА | общи неща

От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-lei-hubble-expansao-universo.htm