Hubbles lov blev opnået eksperimentelt og etablerer et direkte forhold mellem afstanden på a galakse nogen indtil jorden og den hastighed hvormed denne galakse bevæger sig væk fra os. Ifølge denne lov, jo længere væk fra Jorden, jo hurtigere bevæger galakserne sig væk, en kendsgerning, der antyder muligheden for at leve i et univers i konstant ekspansion.
Se mere:Astrofysik - er dedikeret til studiet af universet ved at anvende kemilovgivningen og fysikken
Hvad siger Hubbles lov?
Hubbles lov siger, at jo større afstanden mellem en galakse og jorden er, desto hurtigere bevæger galaksen sig væk fra os. Hubbles lov blev opdaget og formuleret af den amerikanske fysiker og astronom Edwin P. Hubble (1889-1953). Figuren nedenfor viser det:
v –Trækningshastighed (km / s)
H0 - Hubble konstant (70 (km / s) / Mpc)
r - afstand mellem jord og galakse (Mpc)
I denne lov er den konstante H0, kendt som Hubble konstant, repræsenterer hvor stor stigningen i galaksernes hastighed er ved hver Mpc (megaparsek). O Mpc er et mål for astronomiske afstande, der er værd at være ca. 3,26 millioner lysår.
Hubble var i stand til at nå frem til ovennævnte udtryk ved hjælp af data om afstandshastighederne på 24 nærliggende galakser, der tidligere var samlet af astronomen. Jeg bærer M. tøffel. Slipher var i stand til nøjagtigt at måle starthastighederne takket være spektroskopi, det vil sige analysere farvefrekvenser udsendes af galakser. Da disse galakser bevægede sig væk fra Jorden, blev frekvenserne af elektromagnetiske bølger udstedt af dem skal gennemgå ændringer på grund af Doppler-effekt.
![Taget af Hubble-teleskopet viser billedet milliarder af galakser i en lille brøkdel af nattehimlen. [1]](/f/7cf0d759f3fc9e79890e3416c860d6f6.jpg)
O Doppler-effekt forklarer, hvorfor vi hører små frekvensændringer i lyde der udsendes af kilder, der bevæger sig i forhold til observatøren. For eksempel: Når en ambulance nærmer sig eller afgår fra os, bemærker vi henholdsvis, at lyden, der udsendes af den, bliver højere og derefter lavere.
Denne tilsyneladende ændring i frekvensen af lydbølger sker også for elektromagnetiske bølger - når galakser bevæger sig væk, lys, der udsendes af dem, har tendens til at bevæge sig til lavere frekvenser, så vi siger, at det i disse galakser er muligt at observere en rødskift (på engelsk, rød-skift).
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Hubble konstant
Gennem årene har Hubble-konstanten fået sin værdi opdateret flere gange. Disse ændringer skyldtes den præcision, hvormed vi er i stand til at måle afstanden mellem jord og galakser. Ifølge astronomiske målinger er Hubble-konstanten det er det samme for alle retninger, vi ser - der er ingen foretrukken afgangsretning. I praksis er det som om vi var en lille prik i en blære konstantoppustet.
På Hubbles tid var metoden til måling af astronomiske afstande rudimentær, så han udviklede en meget mere intelligent måde at udlede dem på: sammenligne lysstyrken mellem dem, da jo længere væk de er, desto lavere lysstyrke udsender de. Det var gennem skinnei forhold blandt de galakser, som Edwin Hubble var i stand til med endnu større præcision at bestemme værdien af dens konstant.
Se også: Sorte huller - hvad de er, hvad de er lavet af, opdagelser og nysgerrigheder
Universudvidelse
De første indikationer på en mulig udvidelse af universet var kun mulige takket være opdagelserne af Edwin Hubble. Imidlertid, vi ved stadig meget lidt om, hvordan universet udvidesi denne forstand producerede opdagelsen af Hubbles lov i samme mål nye svar og nye spørgsmål.
Det vides stadig ikke rigtigt, hvad der forårsager udvidelsen af universet, når, set fra klassisk fysiks synspunkt, understøttet af lov om universel tyngdekraftville Kosmos tendens være at krympe snarere end at udvide sig. Der er et stort antal teorier, der forsøger at forklare fænomenet ekspansion, men ingen af dem kunne bevises indtil i dag.
I et forsøg på at forklare den accelererede udvidelse af universet foreslog fysikere eksistensen af mørkt stof. Ifølge moderne teorier skal mørkt stof være i stand til at forklare, hvad der observeres i Hubbles lov, denne type stof skal dog have "eksotiske" egenskaber, der indtil da aldrig er blevet observeret i stof. almindelig.
Hubbles lov i fjende
Hubbles lov er allerede anklaget Og enten, i 2019-testen. Spørgsmålet drejede sig direkte om brugen af Hubbles lov, skal vi analysere det?
(Og enten) Astronomer måler afstanden fra fjerne galakser ved at registrere det lys, der udsendes af disse systemer. Hubbles lov siger, at en galakses afgangshastighed (i km / s) er proportional med dens afstand til Jorden målt i megaparsek. I denne lov er proportionalitetskonstanten hubble-konstanten (H0) og dens mest accepterede værdi er 72 (km / s) / Mpc. Parsec (pc) er en astronomisk afstandsenhed, der er cirka 3.10 værd16 m. Astronomiske observationer har bestemt, at hastigheden væk fra en given galakse er 1440 km / s.
Ved hjælp af Hubbles lov kan det konkluderes, at afstanden til denne galakse målt i km er lig med:
a) 20.100
b) 20.106
c) 6.1020
d) 6.1023
e) 6.1026
Skabelon: Bogstav C
Løsning:
For at løse dette problem er det nødvendigt at fortolke erklæringen. Gennem det er det muligt at løse det selv uden at kende udtrykket for Hubbles lov, dog inden vi starter beregningerne, skal vi justere måleenhederne og huske, at 1 stk er ækvivalent til 3.1016 m eller 3.1013 km, bemærk:
Når vi har tilpasset Hubble-konstantens måleenhed korrekt, kan vi beregne afstanden:
Lær mere:Radioteleskoper - hvad de er, og hvad de er beregnet til
Hubbles lovøvelser
Spørgsmål 1) Andromedagalaksen er den nærmeste spiralgalakse til Mælkevejen og ligger i en afstand på ca. 0,77 Mpc. Baseret på Hubbles lov er den hastighed, hvormed Andromeda-galaksen bevæger sig væk fra Mælkevejen, omtrent:
Data: H0 = 72 (km / s) / Mpc
a) 96,5 km / s
b) 55,4 km / s
c) 108,4 km / s
d) 15,7 km / s
Feedback: Bogstav B
Løsning:
Måleenhederne i erklæringen er allerede kompatible med hinanden, så vi bruger bare Hubbles lov og erstatter dataene:
Resultatet indikerer, at Andromeda-galaksen bevæger sig væk med en hastighed på cirka 54 km / s, så det rigtige svar er bogstav B.
Spørgsmål 2) En galakse A er på afstand d fra jorden og væk med hastighed v. At vide, at galakse B er dobbelt så langt fra Jorden end galakse A, kan det siges, at dens afgangshastighed:
a) vil være halvdelen af afgangshastigheden fra galakse A.
b) vil være lig med afgangshastigheden fra galakse A.
c) vil være fire gange mindre end afgangshastigheden fra galakse A.
d) vil være dobbelt så hurtig som galakse A's hastighed væk.
Skabelon: Bogstav D
Løsning:
Hubbles lov etablerer et direkte proportionalt forhold mellem afgangshastigheden og afstanden, så galakse B bevæger sig dobbelt så langt væk, dobbelt så hurtigt:
Billedkreditter
[1] NASA | fælles
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
