Закон Хаббла: що там сказано, в Enem і вправи

Закон Хаббла було отримано експериментально і встановлює пряму залежність між відстанню a галактика будь-який до Земля і швидкість, з якою ця галактика віддаляється від нас. Відповідно до цього закону, чим далі від Землі, тим швидше віддаляються галактики, що свідчить про можливість життя у Всесвіті в постійному розширенні.

Побачити більше:Астрофізика - присвячена вивченню Всесвіту шляхом застосування законів хімії та фізики

Що говорить закон Хаббла?

Закон Хаббла говорить, що чим більша відстань між галактикою і Землею, тим швидше ця галактика віддаляється від нас. Закон Хаббла був відкритий і сформульований американським фізиком і астрономом Едвін П. Хаббл (1889-1953). На малюнку нижче показано це:

v -швидкість втягування (км / с)

H₀ - Постійна Хаббла (70 (км / с) / Мпк)

р - відстань між Землею і галактикою (Mpc)

У цьому законі постійна H₀, відомий як Постійна Хаббла, представляє, наскільки великим є збільшення швидкості галактик на кожному Mpc (мегапарсек). О Мр - міра астрономічних відстаней, яка коштує приблизно 3,26 мільйона світлових років.

instagram story viewer

Хаббл зміг дійти до вищезазначеного виразу, використовуючи дані про швидкості відстані 24 сусідніх галактик, раніше зібрані астрономом. Я ношу М. тапочка. Slipher зумів точно виміряти швидкість зльоту завдяки спектроскопія, тобто аналізуючи кольорові частоти випромінюваних галактиками. Коли ці галактики віддалялися від Землі, частоти електромагнітні хвилі видані ними повинні зазнати змін через Доплерівський ефект.

На знімку, зробленому телескопом Хаббл, на зображенні зображені мільярди галактик у крихітній частині нічного неба. [1]

О Доплерівський ефект пояснює, чому ми чуємо незначні зміни частоти в звуки що випускаються джерелами, що рухаються по відношенню до спостерігача. Наприклад: коли швидка допомога наближається до нас або від’їжджає від нас, ми можемо помітити, відповідно, що випромінюваний ним звук стає вищим, а потім нижчим.

Ця очевидна зміна частоти звукових хвиль трапляється і для електромагнітних хвиль - коли галактики віддаляються, то випромінюване ними світло має тенденцію рухатися до більш низьких частот, тому ми говоримо, що в цих галактиках можна спостерігати червоне зміщення (англійською, червоний-зсув).

Постійна Хаббла

Протягом багатьох років значення константи Хаббла кілька разів оновлювалось. Ці зміни відбулися завдяки точності, з якою ми можемо вимірювати відстань між Землею і галактиками. Згідно з астрономічними вимірами, постійна Хаббла це однаково для всіх напрямків, на які ми дивимось - немає бажаного напрямку відправлення. На практиці це так, ніби ми маленька крапка в сечовий міхур постійнозавищений.

Всесвіт постійно розширюється у всіх напрямках.

За часів Хаббла метод вимірювання астрономічних відстаней був елементарним, тому він розробив набагато розумніший спосіб зробити висновок про них: порівнюючи яскравість між ними, оскільки чим далі вони знаходяться, тим менша яскравість випромінюється ними. Це було через блисквідносний серед галактик, які Едвін Хаббл зумів з ще більшою точністю визначити значення його константи.

Дивіться теж: Чорні діри - що вони собою представляють, з чого вони зроблені, відкриття та цікавинки

Розширення Всесвіту

Перші вказівки на можливе розширення Всесвіту стали можливими лише завдяки відкриттям Едвіна Хаббла. Однак, ми все ще дуже мало знаємо про те, як Всесвіт розширюється, у цьому сенсі відкриття закону Хаббла породило, таким же чином, нові відповіді та нові запитання.

Досі насправді невідомо, що спричиняє розширення Всесвіту, коли, з точки зору класичної фізики, підтримується закон всесвітнього тяжіння, тенденція Космосу полягала б у скороченні, а не в розширенні. Існує велика кількість теорій, які намагаються пояснити явище експансії, однак жодна з них не могла бути доведена до наших днів.

Намагаючись пояснити прискорене розширення Всесвіту, фізики запропонували існування темна матерія. Відповідно до сучасних теорій, темна матерія повинна бути здатна пояснити те, що спостерігається в законі Хаббла, однак цей тип матерії повинен мати «екзотичні» властивості, які до цього часу в матерії ніколи не спостерігались. звичайний.

Закон Хаббла в Енемі

Закон Хаббла вже звинувачений І будь-який, в тесті 2019 року. Питання безпосередньо стосувалось використання закону Хаббла, чи проаналізуємо ми його?

(І будь-який) Астрономи вимірюють швидкість відстані від далеких галактик, виявляючи світло, яке випромінюють ці системи. Закон Хаббла стверджує, що швидкість вильоту галактики (в км / с) пропорційна відстані до Землі, що вимірюється в мегапарсеках. У цьому законі константа пропорційності є константою Хаббла (H₀), а його найбільш прийнятним значенням є 72 (км / с) / Мпк. Парсек (pc) - це астрономічна одиниця відстані, вартість якої становить приблизно 3,10¹⁶ м. Астрономічні спостереження встановили, що швидкість від даної галактики становить 1440 км / с.

Використовуючи закон Хаббла, можна зробити висновок, що відстань до цієї галактики, виміряна в км, дорівнює:

а) 20.10⁰

б) 20.10⁶

в) 6.10²⁰

г) 6.10²³

д) 6.10²⁶

Шаблон: Літера С

Дозвіл:

Для вирішення цього питання необхідно інтерпретувати заяву. За допомогою нього можна його вирішити, навіть якщо ви не знаєте виразу закону Хаббла, однак, перед початком розрахунків нам потрібно відрегулювати одиниці вимірювання, пам’ятаючи, що 1 шт еквівалентний до 3.10¹⁶ м або 3.10¹³ км, примітка:

Після того, як ми правильно адаптували одиницю виміру константи Хаббла, ми можемо зробити розрахунок для визначення відстані:

Дізнайтеся більше:Радіотелескопи - що це таке і для чого вони потрібні

Закони Хаббла

Питання 1) Галактика Андромеда є найближчою спіральною галактикою до Чумацького Шляху і лежить на відстані приблизно 0,77 Мпк. Виходячи із закону Хаббла, швидкість, з якою галактика Андромеда віддаляється від Чумацького Шляху, становить приблизно:

Дані: H₀ = 72 (км / с) / Мпк

а) 96,5 км / с

б) 55,4 км / с

в) 108,4 км / с

г) 15,7 км / с

Зворотній зв'язок: Літера Б

Дозвіл:

Одиниці вимірювання, передбачені твердженням, вже сумісні між собою, тому ми просто використовуємо закон Хаббла і замінюємо дані:

Результат вказує на те, що галактика Андромеда віддаляється зі швидкістю приблизно 54 км / с, тому правильна відповідь така літера Б.

Питання 2) Галактика А знаходиться на відстані d від Землі та далеко зі швидкістю v. Знаючи, що галактика В є вдвічі далі від Землі ніж галактика А, можна сказати, що її швидкість вильоту:

а) становитиме половину швидкості вильоту з галактики А.

б) дорівнюватиме швидкості вильоту з галактики А.

в) буде в чотири рази менше швидкості вильоту з галактики А.

г) буде вдвічі швидшою за швидкість галактики А.

Шаблон: Літера D

Дозвіл:

Закон Хаббла встановлює прямо пропорційну залежність між швидкістю вильоту та відстанню, тому, перебуваючи вдвічі далі, галактика В рухається вдвічі швидше: