De wet van Hubble werd experimenteel verkregen en stelt een directe relatie vast tussen de afstand van a heelal elke tot de Aarde en de snelheid waarmee dit sterrenstelsel van ons weg beweegt. Volgens deze wet, hoe verder weg van de aarde, hoe sneller de sterrenstelsels weggaan, een feit dat de mogelijkheid suggereert om in een universum te leven dat constant uitdijt.
Bekijk meer:Astrofysica - is gewijd aan de studie van het heelal door de wetten van scheikunde en natuurkunde toe te passen
Wat zegt de wet van Hubble?
De wet van Hubble zegt dat hoe groter de afstand tussen een melkwegstelsel en de aarde, hoe sneller dat melkwegstelsel van ons af beweegt. De wet van Hubble werd ontdekt en geformuleerd door de Amerikaanse natuurkundige en astronoom Edwin P. Hubble (1889-1953). Onderstaande figuur laat het zien:
v -terugtreksnelheid (km/s)
H0 – Hubble-constante (70 (km/s)/Mpc)
r – afstand tussen de aarde en de melkweg (Mpc)
In deze wet is de constante H0, bekend als Hubble-constante, geeft aan hoe groot de toename is in de snelheid van de sterrenstelsels bij elke Mpc (megaparsec). O
Mpc is een maat voor astronomische afstanden ter waarde van ongeveer 3,26 miljoen lichtjaar.Hubble was in staat om tot de bovenstaande uitdrukking te komen met behulp van gegevens over de afstandssnelheden van 24 nabijgelegen sterrenstelsels, eerder verzameld door de astronoom. Ik draag m. pantoffel. Slipher kon de startsnelheden nauwkeurig meten dankzij de spectroscopie, dat wil zeggen, het analyseren van de kleur frequenties uitgezonden door sterrenstelsels. Terwijl deze sterrenstelsels zich van de aarde verwijderden, werden de frequenties van de elektromagnetische golven die door hen zijn uitgegeven, wijzigingen moeten ondergaan als gevolg van de Doppler effect.
![De afbeelding, gemaakt door de Hubble-telescoop, toont miljarden sterrenstelsels in een klein deel van de nachtelijke hemel. [1]](/f/7cf0d759f3fc9e79890e3416c860d6f6.jpg)
O Doppler effect verklaart waarom we kleine frequentieveranderingen horen in klinkt die worden uitgezonden door bronnen die ten opzichte van de waarnemer bewegen. Bijvoorbeeld: wanneer een ambulance ons nadert of verlaat, kunnen we respectievelijk merken dat het geluid dat deze uitstraalt hoger en dan lager wordt.
Deze schijnbare verandering in de frequentie van geluidsgolven gebeurt ook voor elektromagnetische golven - zodra sterrenstelsels weggaan, zullen de licht dat door hen wordt uitgezonden, heeft de neiging om naar lagere frequenties te gaan, dus we zeggen dat het in deze sterrenstelsels mogelijk is om een roodverschuiving (in Engels, roodverschuiving).
Hubble-constante
In de loop der jaren is de waarde van de Hubble-constante verschillende keren bijgewerkt. Deze veranderingen waren te danken aan de precisie waarmee we de afstanden tussen de aarde en sterrenstelsels kunnen meten. Volgens astronomische metingen is de Hubble-constante het is hetzelfde voor alle richtingen waarin we kijken — er is geen gewenste vertrekrichting. In de praktijk is het alsof we een klein puntje in een blaas is constantopgeblazen.
In de tijd van Hubble was de methode die werd gebruikt om astronomische afstanden te meten rudimentair, dus ontwikkelde hij een veel intelligentere manier om ze af te leiden: het vergelijken van de helderheid tussen hen, want hoe verder weg ze zijn, hoe lager de helderheid die ze uitstralen. Het was door de schijnenfamilielid van de sterrenstelsels die Edwin Hubble met nog grotere precisie de waarde van zijn constante kon bepalen.
Zie ook: Zwarte gaten - wat ze zijn, waar ze van gemaakt zijn, ontdekkingen en curiosa
Uitbreiding van het universum
De eerste aanwijzingen voor een mogelijke uitdijing van het heelal waren alleen mogelijk dankzij de ontdekkingen van Edwin Hubble. Echter, we weten nog steeds heel weinig over hoe het heelal uitdijt, in die zin leverde de ontdekking van de wet van Hubble in dezelfde mate nieuwe antwoorden en nieuwe vragen op.
Het is nog steeds niet echt bekend wat de uitdijing van het heelal veroorzaakt, wanneer, vanuit het oogpunt van de klassieke fysica, ondersteund door de wet van universele zwaartekracht, zou de neiging van de kosmos zijn om eerder te krimpen dan uit te breiden. Er zijn een groot aantal theorieën die het fenomeen van expansie proberen te verklaren, maar geen van hen kon tot op de dag van vandaag worden bewezen.
In een poging om de versnelde uitdijing van het heelal te verklaren, stelden natuurkundigen het bestaan voor van: donkere materie. Volgens moderne theorieën zou donkere materie in staat moeten zijn om te verklaren wat wordt waargenomen in de wet van Hubble, dit soort materie moet echter "exotische" eigenschappen hebben die tot dan toe nooit in materie zijn waargenomen. gewoon.
De wet van Hubble in Enem
De wet van Hubble is al in rekening gebracht En ook, in de 2019-test. De vraag ging direct over het gebruik van de wet van Hubble, zullen we die analyseren?
(En ook) Astronomen meten de afstandssnelheid van verre sterrenstelsels door het licht te detecteren dat door deze systemen wordt uitgezonden. De wet van Hubble stelt dat de vertreksnelheid van een melkwegstelsel (in km/s) evenredig is met de afstand tot de aarde, gemeten in megaparsec. In deze wet is de evenredigheidsconstante de hubble-constante (H0) en de meest geaccepteerde waarde is 72 (km/s)/Mpc. De parsec (pc) is een astronomische eenheid van afstand, ter waarde van ongeveer 3,1016 m. Astronomische waarnemingen hebben vastgesteld dat de snelheid weg van een bepaald sterrenstelsel 1440 km/s is.
Met behulp van de wet van Hubble kan worden geconcludeerd dat de afstand tot dit sterrenstelsel, gemeten in km, gelijk is aan:
a) 20.100
b) 20.106
c) 6.1020
d) 6.1023
e) 6.1026
Sjabloon: Letter C
Resolutie:
Om dit probleem op te lossen, is het noodzakelijk om de verklaring te interpreteren. Hierdoor is het mogelijk om het op te lossen, zelfs als je de uitdrukking van de wet van Hubble niet kent, voordat we met de berekeningen beginnen, moeten we de meeteenheden aanpassen, rekening houdend met het feit dat 1 pc equivalent is tot 3.1016 m of 3.1013 km, let op:
Nadat we de meeteenheid van de Hubble-constante correct hebben aangepast, kunnen we de berekening uitvoeren om de afstand te bepalen:
Meer weten:Radiotelescopen - wat ze zijn en waarvoor ze dienen
Oefeningen van de wet van Hubble
Vraag 1) Het Andromedastelsel is het dichtstbijzijnde spiraalstelsel van de Melkweg en bevindt zich op een afstand van ongeveer 0,77 Mpc. Op basis van de wet van Hubble is de snelheid waarmee het Andromeda-sterrenstelsel zich van de Melkweg verwijdert ongeveer:
Gegevens: 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: Letter B
Resolutie:
De meeteenheden die door de verklaring worden geleverd, zijn al compatibel met elkaar, dus we gebruiken gewoon de wet van Hubble en vervangen de gegevens:
Het resultaat geeft aan dat het Andromeda-sterrenstelsel met een snelheid van ongeveer 54 km/s weg beweegt, dus het juiste antwoord is: letter B.
Vraag 2) Een sterrenstelsel A is op afstand d van de aarde en weg met snelheid v. Wetende dat sterrenstelsel B is twee keer zo ver van de aarde dan melkweg A, kan worden gezegd dat zijn vertreksnelheid:
a) zal de helft van de vertreksnelheid zijn van melkweg A.
b) gelijk is aan de vertreksnelheid uit melkweg A.
c) zal vier keer kleiner zijn dan de vertreksnelheid uit melkweg A.
d) zal twee keer zo snel zijn als de snelheid van melkweg A.
Sjabloon: Letter D
Resolutie:
De wet van Hubble stelt een direct evenredig verband vast tussen de vertreksnelheid en de afstand, dus twee keer zo ver weg, beweegt melkweg B twee keer zo snel:
Afbeeldingscredits
[1] NASA | commons
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-lei-hubble-expansao-universo.htm
