Legea lui Hubble: ce spune, în Enem și exerciții

Legea lui Hubble a fost obținut experimental și stabilește o relație directă între distanța unui galaxie orice până la Pământ și viteza cu care această galaxie se îndepărtează de noi. Conform acestei legi, cu cât este mai departe de Pământ, cu atât galaxiile se îndepărtează mai repede, fapt care sugerează posibilitatea de a trăi într-un univers în continuă expansiune.

Vezi mai mult:Astrofizica - este dedicată studiului Universului prin aplicarea legilor chimiei și fizicii

Ce spune legea lui Hubble?

Legea lui Hubble spune că cu cât este mai mare distanța dintre o galaxie și Pământ, cu atât galaxia se îndepărtează mai repede de noi. Legea lui Hubble a fost descoperită și formulată de fizicianul și astronomul american Edwin P. Hubble (1889-1953). Figura de mai jos o arată:

v –Viteza de retragere (km / s)

H₀ - Constanta Hubble (70 (km / s) / Mpc)

r - distanța dintre Pământ și galaxie (Mpc)

În această lege, constanta H₀, cunoscut ca Constanta Hubble, reprezintă cât de mare este creșterea vitezei galaxiilor la fiecare Mpc (megaparsec). O

Mpc este o măsură a distanțelor astronomice în valoare de aproximativ 3,26 milioane de ani lumină.

Hubble a reușit să ajungă la expresia de mai sus folosind date despre viteza distanței a 24 de galaxii din apropiere, colectate anterior de astronom. Port M. papuc. Slipher a reușit să măsoare cu precizie vitezele de decolare datorită spectroscopie, adică analizând frecvențe de culoare emise de galaxii. Pe măsură ce aceste galaxii s-au îndepărtat de Pământ, frecvențele undele electromagnetice emise de aceștia ar trebui să sufere modificări din cauza efectul Doppler.

Prinsă de telescopul Hubble, imaginea prezintă miliarde de galaxii într-o mică parte din cerul nopții. [1]

O efectul Doppler explică de ce auzim mici modificări de frecvență în sunete care sunt emise de surse care se deplasează în raport cu observatorul. De exemplu: atunci când o ambulanță se apropie sau se îndepărtează de noi, putem observa, respectiv, că sunetul emis de aceasta devine mai mare și apoi mai mic.

Această schimbare aparentă a frecvenței undelor sonore se întâmplă și pentru undele electromagnetice - odată ce galaxiile se îndepărtează, lumina emisă de acestea tinde să se deplaseze la frecvențe mai mici, așa că spunem că, în aceste galaxii, este posibil să observăm o tura roșie (in engleza, tura roșie).

Constanta Hubble

De-a lungul anilor, constanta Hubble și-a actualizat valoarea de mai multe ori. Aceste schimbări s-au datorat preciziei cu care suntem capabili să măsurăm distanțele dintre Pământ și galaxii. Conform măsurătorilor astronomice, constanta Hubble este la fel pentru toate direcțiile pe care le privim - nu există o direcție de plecare preferată. În practică, parcă am fi un punct mic într-un vezica urinară fiind în mod constantumflat.

Universul se extinde în toate direcțiile în mod constant.

În vremea lui Hubble, metoda folosită pentru măsurarea distanțelor astronomice era rudimentară, așa că a dezvoltat un mod mult mai inteligent de a le deduce: comparând luminozitatea dintre ele, cu cât sunt mai departe, cu atât luminozitatea emisă de acestea este mai mică. A fost prin strălucirerelativ printre galaxiile pe care Edwin Hubble a reușit să le determine, cu o precizie și mai mare, valoarea constantei sale.

Vezi și tu: Găuri negre - ce sunt, din ce sunt făcute, descoperiri și curiozități

Extinderea universului

Primele indicii ale unei posibile expansiuni a Universului au fost posibile numai datorită descoperirilor lui Edwin Hubble. In orice caz, încă știm foarte puțin despre cum se extinde Universul, în acest sens, descoperirea legii lui Hubble a produs, în aceeași măsură, noi răspunsuri și noi întrebări.

Încă nu se știe cu adevărat ce cauzează expansiunea Universului, când, din punctul de vedere al fizicii clasice, susținut de legea gravitației universale, tendința Cosmosului ar fi să se micșoreze mai degrabă decât să se extindă. Există un număr mare de teorii care încearcă să explice fenomenul expansiunii, cu toate acestea, niciuna dintre ele nu a putut fi dovedită până în prezent.

În încercarea de a explica expansiunea accelerată a Universului, fizicienii au propus existența materie întunecată. Conform teoriilor moderne, materia întunecată ar trebui să poată explica ceea ce se observă în legea lui Hubble, totuși, acest tip de materie trebuie să aibă proprietăți „exotice” care, până atunci, nu au fost niciodată observate în materie. comun.

Legea lui Hubble în Enem

Legea lui Hubble a fost deja acuzată Si nici, în testul din 2019. Întrebarea se referea direct la utilizarea legii lui Hubble, o vom analiza?

(Si nici) Astronomii măsoară viteza distanței față de galaxiile îndepărtate prin detectarea luminii emise de aceste sisteme. Legea lui Hubble afirmă că viteza de plecare a unei galaxii (în km / s) este proporțională cu distanța sa față de Pământ, măsurată în megaparsec. În această lege, constanta de proporționalitate este constanta hubble (H₀) și valoarea sa cea mai acceptată este de 72 (km / s) / Mpc. Parsecul (pc) este o unitate astronomică de distanță, în valoare de aproximativ 3,10¹⁶ m. Observațiile astronomice au stabilit că viteza de la o anumită galaxie este de 1440 km / s.

Folosind legea lui Hubble, se poate concluziona că distanța până la această galaxie, măsurată în km, este egală cu:

a) 20.10⁰

b) 20.10⁶

c) 6.10²⁰

d) 6.10²³

e) 6.10²⁶

Șablon: Litera C

Rezoluţie:

Pentru a rezolva această problemă, este necesară interpretarea declarației. Prin intermediul acestuia, este posibil să o rezolviți chiar dacă nu cunoașteți expresia legii lui Hubble, totuși, înainte de a începe calculele, trebuie să ajustăm unitățile de măsură, amintind că 1 buc este echivalent la 3.10¹⁶ m sau 3,10¹³ km, nota:

După ce am adaptat corect unitatea de măsură a constantei Hubble, putem face calculul pentru a determina distanța:

Aflați mai multe:Telescoapele radio - ce sunt și pentru ce sunt

Exercițiile de drept ale lui Hubble

Intrebarea 1) Galaxia Andromeda este cea mai apropiată galaxie spirală de Calea Lactee și se află la o distanță de aproximativ 0,77 Mpc. Pe baza legii lui Hubble, viteza cu care galaxia Andromeda se îndepărtează de Calea Lactee este de aproximativ:

Date: 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

Părere: Litera B

Rezoluţie:

Unitățile de măsură furnizate de declarație sunt deja compatibile între ele, așa că folosim doar legea Hubble și înlocuim datele:

Rezultatul indică faptul că galaxia Andromeda se îndepărtează cu o viteză de aproximativ 54 km / s, deci răspunsul corect este litera B.

Intrebarea 2) O galaxie A se află la distanță d de pe Pământ și departe cu viteză v. Știind că galaxia B este de două ori mai departe de Pământ decât galaxia A, se poate spune că viteza sa de plecare:

a) va fi jumătate din viteza de plecare din galaxia A.

b) va fi egală cu viteza de plecare din galaxia A.

c) va fi de patru ori mai mică decât viteza de plecare din galaxia A.

d) va fi de două ori mai rapidă decât viteza galaxiei A.

Șablon: Litera D

Rezoluţie:

Legea lui Hubble stabilește o relație direct proporțională între viteza de plecare și distanță, deci fiind de două ori mai departe, galaxia B se mișcă de două ori mai repede:

Credite de imagine

[1] NASA | comuni

De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică

Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-lei-hubble-expansao-universo.htm