Hubble törvénye kísérleti úton nyertük, és közvetlen kapcsolatot létesít az a távolsága között galaxis bármelyik a föld és milyen sebességgel távolodik el tőlünk ez a galaxis. E törvény szerint minél távolabb van a Földtől, annál gyorsabban távolodnak el a galaxisok, ami arra utal, hogy egy univerzumban állandóan tágulva éljünk.
Többet látni:Asztrofizika - az univerzum tanulmányozásának szenteli a kémia és a fizika törvényeinek alkalmazásával
Mit mond Hubble törvénye?
Hubble törvénye szerint minél nagyobb a távolság egy galaxis és a Föld között, annál gyorsabban távolodik el tőlünk ez a galaxis. Hubble törvényét az amerikai fizikus és csillagász fedezte fel és fogalmazta meg Edwin P. Hubble (1889-1953). Az alábbi ábra mutatja:
v - visszahúzási sebesség (km / s)
H0 - Hubble-állandó (70 (km / s) / Mpc)
r - a Föld és a galaxis közötti távolság (Mpc)
Ebben a törvényben az állandó H0, ismert, mint Hubble állandó, azt mutatja, hogy mekkora a galaxisok sebességének növekedése az egyes Mpc-knél (megaparszek). O Mpc a csillagászati távolságok kb 3,26 millió fényév.
Hubble képes volt elérni a fenti kifejezést 24 közeli galaxis távolságsebességére vonatkozó adatok felhasználásával, amelyeket a csillagász korábban gyűjtött. M-et viselek. papucs. A Slipher pontosan meg tudta mérni a felszállási sebességet a spektroszkópia, vagyis a színfrekvenciák galaxisok bocsátják ki. Amint ezek a galaxisok eltávolodtak a Földtől, a elektromágneses hullámok általuk kiadott változásokon kell átesniük a Doppler effektus.
![A Hubble teleszkóp által készített képen galaxisok milliárdjai láthatók az éjszakai égbolt apró töredékében. [1]](/f/7cf0d759f3fc9e79890e3416c860d6f6.jpg)
O Doppler effektus elmagyarázza, miért hallunk kicsi frekvenciaváltozásokat hangok amelyeket a megfigyelőhöz képest mozgó források bocsátanak ki. Például: amikor egy mentőautó közeledik vagy elindul tőlünk, észrevehetjük, hogy az általa kibocsátott hang magasabb, majd alacsonyabb lesz.
Ez a látszólagos változás a hanghullámok frekvenciájában elektromágneses hullámok esetében is bekövetkezik - ha a galaxisok eltávolodnak, a az általuk kibocsátott fény hajlamos alacsonyabb frekvenciákra mozogni, ezért azt mondjuk, hogy ezekben a galaxisokban megfigyelhető egy vöröseltolódás (angolul, vörös váltás).
Hubble állandó
Az évek során a Hubble-állandó értékét többször frissítették. Ezek a változások annak a pontosságnak köszönhetők, amellyel képesek vagyunk mérni a Föld és a galaxisok közötti távolságot. Csillagászati mérések szerint a Hubble-állandó ugyanaz minden irányban, amit nézünk - nincs preferált indulási irány. A gyakorlatban mintha egy kis pont lennénk az a-ban hólyag állandóanfelfújt.
Hubble idejében a csillagászati távolságok mérésére használt módszer kezdetleges volt, ezért sokkal intelligensebb módszert dolgozott ki következtetésükre: összehasonlítva a köztük lévő fényerőt, mivel minél távolabb vannak, annál alacsonyabb az általuk kibocsátott fényerő. A ragyogrelatív a galaxisok között, amelyeket Edwin Hubble még nagyobb pontossággal tudott meghatározni állandójának értékét.
Lásd még: Fekete lyukak - mik ezek, miből állnak, felfedezések és érdekességek
Univerzum tágulás
Az Univerzum lehetséges terjeszkedésének első jelei csak Edwin Hubble felfedezéseinek köszönhetően voltak lehetségesek. Azonban, még mindig nagyon keveset tudunk arról, hogy az Univerzum hogyan tágulebben az értelemben a Hubble-törvény felfedezése ugyanolyan mértékben új válaszokat és új kérdéseket eredményezett.
Még mindig nem igazán tudjuk, mi okozza az Univerzum tágulását, amikor a klasszikus fizika szempontjából a az univerzális gravitáció törvénye, a Kozmosz tendenciája inkább zsugorodás, mint tágulás lenne. Számos olyan elmélet létezik, amelyek megpróbálják megmagyarázni a terjeszkedés jelenségét, azonban egyikük sem volt bizonyítható mind a mai napig.
Az Univerzum felgyorsult terjeszkedésének magyarázatára a fizikusok felvetették a létezését sötét anyag. A modern elméletek szerint a sötét anyagnak képesnek kell lennie megmagyarázni a Hubble-törvényben megfigyelteket, ennek a fajta anyagnak azonban olyan „egzotikus” tulajdonságokkal kell rendelkeznie, amelyeket addig soha nem figyeltek meg az anyagban. rendes.
Hubble-törvény az Enem-ben
Hubble törvényét már a És akár, a 2019-es teszten. A kérdés közvetlenül a Hubble-törvény használatával foglalkozott, elemezzük-e?
(És akár) A csillagászok mérik a távoli galaxisoktól való távolság sebességét azáltal, hogy érzékelik a rendszerek által kibocsátott fényt. Hubble törvénye kimondja, hogy egy galaxis indulási sebessége (km / s-ban) arányos a Földtől mért megaparszekben mért távolságával. Ebben a törvényben az arányossági állandó a hubble konstans (H0) és legelfogadottabb értéke 72 (km / s) / Mpc. A parsec (pc) csillagászati távolsági egység, körülbelül 3,10 értékű16 m. A csillagászati megfigyelések megállapították, hogy az adott galaxistól való távolság 1440 km / s.
A Hubble-törvény alapján arra lehet következtetni, hogy a galaxis távolsága km-ben mérve egyenlő:
a) 20.100
b) 20.106
c) 6.1020
d) 6.1023
e) 6.1026
Sablon: C betű
Felbontás:
A probléma megoldásához értelmezni kell az állítást. Ezzel meg lehet oldani akkor is, ha nem ismeri a Hubble-törvény kifejezését, azonban a számítások megkezdése előtt ki kell igazítanunk a mértékegységeket, emlékeztetve arra, hogy 1 pc egyenértékű 3.10-ig16 m vagy 3,1013 km, megjegyzés:
Miután helyesen adaptáltuk a Hubble-állandó mértékegységét, elvégezhetjük a számítást a távolság meghatározásához:
Többet tud:Rádióteleszkópok - mik ezek és mire szolgálnak
Hubble törvénygyakorlatai
1. kérdés) Az Androméda-galaxis a Tejúthoz legközelebb eső spirálgalaxis, és körülbelül 0,77 Mpc távolságra fekszik. Hubble törvénye alapján az Androméda-galaxis eltávolodási sebessége a Tejútról megközelítőleg:
Adat: 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
Visszacsatolás: B betű
Felbontás:
Az utasítás által megadott mértékegységek már kompatibilisek egymással, ezért csak a Hubble törvényét alkalmazzuk, és kicseréljük az adatokat:
Az eredmény azt jelzi, hogy az Andromeda galaxis megközelítőleg 54 km / s sebességgel távolodik el, így a helyes válasz az B betű.
2. kérdés) Az A galaxis egy távolságra van d a Földről és távolabb a sebességgel v. Tudva, hogy a B galaxis az kétszer olyan messze a Földtől mint az A galaxis, elmondható, hogy indulási sebessége:
a) az A-galaxisból való indulási sebesség fele lesz.
b) megegyezik az A galaxisból való indulási sebességgel.
c) négyszer kisebb lesz, mint az A galaxisból való indulás sebessége.
d) kétszer olyan gyors lesz, mint az A galaxis sebessége.
Sablon: D betű
Felbontás:
Hubble törvénye egyenesen arányos kapcsolatot állapít meg az indulási sebesség és a távolság között, így kétszer olyan távol, a B galaxis kétszer olyan gyorsan mozog:
Kép jóváírások
[1] NASA | közönséges
Írta: Rafael Hellerbrock
Fizikatanár
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-lei-hubble-expansao-universo.htm