Hubbleova konstanta. Proširenje svemira. Hubbleov zakon

Ako netko misli da riječ "run up" ima čisto atletsko, u ekstremnim slučajevima, "anti-suppressive" karakter, to je pogrešno. Postoje mnogo zanimljivijih interpretacija. Na primjer, kozmološki zakon Hubble svjedoči da galaktike galaksije raštrkane!

Tri vrste maglica

Zamislite: u crnom, ogromnom prostoru bez zraka zvjezdanih sustava tiho i polako se udaljiti jedni od drugih: "Zbogom! Zbogom! Zbogom! ". Možda ćemo ostaviti na stranu "lirske digresije" i okrenuti se znanstvenim informacijama. Godine 1929., najutjecajniji astronom Američki znanstvenik XX stoljeća Edwin Hubble (1889-1953) je došao do zaključka da postoji stalan širenje svemira.

Čovjek koji je posvetio svoj svjesni život rješenju strukture svemira, rođen je u Marshfieldu (Missouri). Bio je zainteresiran za astronomiju od ranih noktiju, iako je na kraju postao ovlašteni odvjetnik. Nakon što je diplomirao na Sveučilištu Cambridge, Edwin je radio u Chicagu, u zvjezdarnici York. U Prvom svjetskom ratu (1914-1918) borio se. Vanjske linije samo su gurnule objavu na vrijeme. Danas cijeli učeni svijet zna što je Hubbleova konstanta.

Na putu do otkrića

Vrativši se s prednje strane, znanstvenik se okrenuo pogledom na planinsku zvjezdarnicu Mount Wilson (Kalifornija). Tamo je odveden da radi. Zaljubljen u astronomiju, mladić je proveo mnogo vremena gledajući leće velikih teleskopa od 60 i 100 inča. Za to vrijeme - najveći, gotovo fantastičan! Iznad uređaja, izumitelji su radili gotovo desetljeće, postižući maksimalno moguće povećanje i jasnoću slike.

Podsjetimo, vidljiva granica svemira naziva se Metagalaxy. Dolazi do države u vrijeme Big Banga (kozmološka singularnost). Suvremene odredbe navode da su vrijednosti fizičkih konstanti homogene (značenje brzina svjetlosti, osnovna naboja, itd.). Smatra se da je Mliječni put sa svim osalim galaksijama broji 80 milijardi galaksija (nevjerojatna brojka zvuči više kao što je ovaj: 10 sextillion i 1 bilijardi zvijezde). Oblik, masa i veličina - za svemir potpuno su drugačiji od prihvaćenih na Zemlji, pojmovi.

Tajanstvene Cepheids

Da bi opravdali teoriju koja objašnjava širenje svemira, trebalo je dugo, dublje istraživanje, složene usporedbe i izračuni. Početkom dvadesetih godina dvadesetog stoljeća jučerašnji vojnik konačno je mogao klasificirati nebule promatrane odvojeno od Mliječnog puta. Prema njegovu otkriću, oni su spiralno, eliptično i nepravilno (tri vrste).

U najbližem zvjezdanom sustavu, ali ne i najbližoj spirali maglica Andromede, Edwin je vidio cepheide (klasu pulsiranih zvijezda). Hubbleov zakon postao je više nego ikad blizu završne formacije. Astronom je izračunao udaljenost od ovih svjetionika i veličine najveće galaksije lokalne skupine. Prema njegovim zaključcima, Andromeda sadrži oko trilijuna zvijezda (2,5-5 puta veća od Mliječnog puta).

konstanta

Neki znanstvenici, objašnjavajući prirodu cepheida, uspoređuju ih s gumenim kuglicama na napuhavanje. Zatim se povećavaju, zatim se smanjuju, a zatim se približe, a zatim se odmaknu. Radijalna brzina u ovom slučaju varira. Tijekom kompresije temperatura "putnika" raste (iako se površina smanjuje). Pulsirajuće zvijezde su neobični pendulum, koji će se prije ili kasnije zaustaviti.

Kao i druge maglice, Andromeda karakterizira znanstvenik kao prostor otoka svemira koji podsjeća na našu galaksiju. Godine 1929. Edwin je otkrio: radijalne brzine galaksija i njihove udaljenosti međusobno su povezane, linearno ovisne. Određen je koeficijent, izražen u km / s po megaparču (MPS). Ovo je takozvana Hubbleova konstanta. Svemir se širi - stalno se mijenja. Ali u određenom trenutku u svim točkama sustava svemira to je isto. U 2016. godini bilo je 66,93 ± 0,62 (km / s) / Mpc.

Zastupstva o sustavu svemira, nastavak evolucije, širenja, zatim primila promatračku osnovu. Proces je aktivno proučavao astronom do samog početka Drugog svjetskog rata. Godine 1942. vodio je Odjel za vanjske balistike na Aberdeen test mjestu (USA). Je li to bio suradnik možda najtajnovitijih znanosti na svijetu? Ne, htio je "dešifrirati" zakone skrivenih kutova udaljenih galaksija! Što se tiče političkih stavova, astronom je otvoreno osudio vođu Trećeg Reicha Adolfa Hitlera. Na kraju svog života, Hubble je bio poznat kao snažan protivnik uporabe oružja za masovno uništenje. Ali vratimo se u maglicu.

Veliki Edwin

Mnoge astronomske konstante korigiraju se s vremenom, pojavljuju se nova otkrića. Ali svi oni ne idu u usporedbi sa zakonom širenja svemira. Poznati astronom Hubble XX stoljeća (još od vremena Kopernika njegovi vršnjaci nije bilo!) Stavite u rangu s osnivačem eksperimentalnu fiziku strane Galileo i autor inoviranju postojanja zvjezdanih sustava William Herschel.

Čak i prije nego Hubbleov zakon je otkrivena, njegov autor je postao član Nacionalne akademije znanosti SAD-a, a kasnije akademija u različitim zemljama, ima mnoge nagrade. Mnogi su vjerojatno čuli za činjenicu da je prije više od deset godina stavljeno u orbitu i uspješno upravlja Hubbleovim svemirskim teleskopom. Ovo ime nosi krater na Mjesecu, Jedan od malih planeta koji se izmjenjuju između orbita Marsa i Jupitera (asteroid).

To ne bi bilo sasvim fer reći da je jedini astronom i htjeli ovjekovječiti svoje ime, ali postoji neizravnih dokaza da je Edwin volio da privuku pažnju. Postoje fotografije, gdje se pozira uz filmske zvijezde. Malo kasnije, razgovarat ćemo o njegovim pokušajima da "popravimo" postignuća na razini laureatora i tako ušli u povijest kozmologije.

Henrietta Leavittova metoda

Poznati britanski astrofizičar Stephen Hawking u svojoj knjizi „Kratka povijest vremena”, napisao je da je „otkriće da se svemir širi, ona je postala najveći intelektualni revolucija XX stoljeća” .Habbl bio dovoljno sretan da se na pravom mjestu u pravo vrijeme. Zvjezdarnici Mount Wilson je bio središte promatranja rada koji je temelj novih astrofiziku (kasnije nazvanog kozmologije). Najmoćniji teleskop Hooker na Zemlji tada je samo stupio na snagu.

Ali Hubbleova konstanta vjerojatno nije bila otkrivena samo na temelju sreće. Trebali smo strpljenje, ustrajnost, sposobnost poraza znanstvenih konkurenata. Tako je američki astronom Harlow Shapley predložio svoj model galaksije. Već je bio poznat kao znanstvenik koji je odredio dimenzije Mliječnog puta. On je široko primijenio tehniku ​​za određivanje udaljenosti cepheids, koristeći tehniku ​​sastavljenu u 1908 Henrietta Swan Leavitt. Postavila je udaljenost do objekta, oslanjajući se na standardne varijacije svjetlosti svijetlih zvijezda (cefeidne varijable).

Ne prašina i plina, već i druge galaksije

Harlow Shapley je smatrao da je širina galaksije 300.000 svjetlosnih godina (oko deset puta veća od dopuštene vrijednosti). Međutim, Shapley je, kao i većina astronoma tog vremena, bio je siguran da je Mliječni put - to je sav svemir. Unatoč prijedlog prvi put vodili William Herschel u XVIII stoljeću, on je dijelio zajedničko uvjerenje da su svi maglice relativno obližnje objekte - samo licu prašine i plina u nebo.

Koliko gorak, hladne noći proveo Hubble je sjedio u moćan teleskop Hooker prije nego je mogao dokazati da Shapley krivu. U listopadu 1923, Edwin primjetili u maglici M31 (Andromeda) „izbila” temu i predložio da on ne pripada Mliječnoj stazi. Nakon pažljivog pregleda fotografskih ploča, koji je ulovljen na istom području prethodno istražena od strane drugih astronoma, uključujući i Shapley, Edwin shvatio da Cepheid.

Otkriven prostor

Hubble je upotrijebio metodu Shapley kako bi izmjerio udaljenost promjenjive zvijezde. Pokazalo se da se procjenjuje da su milijuni svjetlosnih godina od Zemlje, što je daleko od Mliječnog puta. Galaksija sama sadrži milijune zvijezda. Poznati svemir dramatično se proširio tog dana i, u određenom smislu, sam kozmos je otkrio!

List „New York Times” piše: „Otkriće spiralnih maglica zvjezdanih sustava dr Hubbel (sic) podržava stav da su kao.” Otok svemira „slične našima.” Otkriće je bilo od velike važnosti za astronomski svijet, ali Hubbleov najveći trenutak tek treba doći.

Nema statičkog

Kao što smo rekli, pobjeda „Copernicus №2» došao 1929. godine, kada je klasificiran sve poznate maglicu i mjere svoje brzine iz spektra svjetlosti emitirane. Njegovo iznenađujuće otkriće da se sve galaksije povlače od nas, a brzine koje se povećavaju proporcionalno njihovoj udaljenosti od Mliječnog puta šokiralo je svijet. Hubbleov zakon ukinuo je tradicionalni pogled na statički svemir i pokazao da je sam pun dinamike. Einstein je sam pognuo glavu ispred takvog zadivljujućeg promatranja.

Eksplodirala i raspršena

Kada je konstanta u 2016 godini jednake 66,93 ± 0,62 (km / s) / MPC, ekspanzija sada karakteriziran slijedećim podacima: (4,61 ± 0,05) middot-10¹⁷ s ili (14,610 ± 0,016) middot-10⁹ godine. I opet malo humora. Optimisti kažu: dobro je da se galaksije "pokreću". Ako zamislimo da se okupljaju, prije ili kasnije će doći do Velikog praska. Ali s njim je počeo rođenje svemira.

Galaksije "trzaju" (kreću se) u različitim smjerovima istovremeno. Ako brzina uklanjanja nije proporcionalna udaljenosti - teorija eksplozije je besmislena. Drugi derivat konstante je Hubbleova udaljenost - proizvod vremena i brzine svjetlosti: D_H = ct_H = c / H. U trenutnom trenutku - (1,382 ± 0,015) middot-10²⁶ m ili (14,610 ± 0,016) middot-10⁹ svjetlosnih godina.

I opet o kuglici na napuhavanje. Postoji mišljenje da čak i astronomi ne uvijek ispravno tumače ekspanziju svemira. Neki stručnjaci vjeruju da se bubre, poput gumene lopte, ne znajući kakva fizička ograničenja. U ovom slučaju, galaksije ne samo da se odmaknu od nas, nego i kaotična "buka" unutar čvrstih klastera. Neki tvrde da udaljene galaksije "plivaju" sa šrapnama Velikog praska, ali to rade na miran način.

Mogao je postati nobelovac

Hubble je pokušavao dobiti Nobelovu nagradu. Krajem četrdesetih godina prošlog stoljeća čak je angažirao agenta za oglašavanje (sada bi se zvali PR menadžer) kako bi promicao slučaj. Ali napor je bio uzaludan: za astronome nije bilo kategorije. Edwin je umro 1953. godine tijekom znanstvenih istraživanja. Već nekoliko noći promatrao je extragalaktne predmete.

Posljednji ambiciozni san ostaje neispunjen. No, znanstvenik će zasigurno biti drago što je u njegovu čast imenovan kozmički teleskop. I generacije braće na umu i dalje istražuju prostran i prekrasan prostor. Ima još mnogo misterija. Koliko otkrića leže! A Hubbleov konstantni derivati ​​sigurno će pomoći nekima od mladih znanstvenika da postanu Copernicus broj 3.

Natjecanje Aristotelu

Što će biti dokazano ili opovrgnuto, kao kada je teorija o beskonačnosti, vječnosti i nepromjenjivosti prostora oko Zemlje, koju je Aristotel bio podržao, prepolovio? On je pripisao simetriju i savršenstvo u svemir. Kozmološki princip je potvrdio: sve teče, sve se mijenja.

Postoji mišljenje da će milijarde godina neba biti prazna i tamna. Ekspanzija će "uzeti" galaksiju izvan kozmičkog horizonta, odakle nam svjetlo ne može doći do nas. Hoće li Hubbleova konstanta za prazan svemir biti aktualna? Što će postati kozmologija sa znanostima? Hoće li nestati? Sve su to pretpostavke.

crveni pomak

U međuvremenu, Hubbleov teleskop je fotografirao, što pokazuje da sve dok nam univerzalna praznina nije daleko za nas. U profesionalnom okruženju tijekom tvrdnje da je vrijednost otkrića Edwina Hubblea, ali ne i njegovog zakona. Međutim, on je bio gotovo odmah prepoznat u znanstvenim krugovima tog vremena. Promatranje "crvene smjene" ne samo da je osvojio pravo postojanja, već je relevantan iu XXI. Stoljeću.

I danas, određujući udaljenost od galaksija, oni se oslanjaju na vrh znanstvenika. Optimisti kažu da čak i ako naša galaksija ostaje jedina, nećemo morati "propustiti". Bit će milijuni zvijezda i planeta patuljaka. Dakle, pored nas će i dalje biti "paralelni svjetovi", koji će morati biti istraženi.