Общая астрономия. Внегалактическая астрономия. Закон Хаббла и красное смещение

На протяжении веков разные космологические модели сменяли друг друга, но считалось абсолютно незыблемым, что Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Звездное небо над головой являлось символом вечности и неизменности.

Закон Хаббла.

• красное смещение,
• реликтовое излучение.

В 1929 году, исходя из наблюдений спектров галактик, американский астроном Эдвин Хаббл сформулировал закон: скорости удаления галактик возрастают пропорционально расстоянию до них: V = H • R. Этот закон получил название закона Хаббла. Постоянная Хаббла в настоящее время принимается равной H = 70 км/(с•Мпк).

Закон Хаббла вовсе не означает, что наша Галактика является центром, от которого и идет расширение. В любой точке Вселенной наблюдатель увидит ту же самую картину: все галактики имеют красное смещение, пропорциональное расстоянию до них. Поэтому иногда говорят, что расширяется само пространство. Это, естественно, следует понимать условно: галактики, звезды, планеты и мы с вами не расширяемся.

В настоящие время принято считать, что разбегание галактик, связанное с общим расширением окружающей нас части Вселенной, есть результат Большого Взрыва.

Наличие красного смещения у галактик позволяет с большой точностью определять расстояния до них. Чем сильнее смещены линии в спектре галактик, тем дальше галактика. Этот метод определения расстояний до галактик основан на хорошо известном в физике эффекте Доплера, впервые внедренном в астрономическую практику известным русским астрономом А. А. Белопольским.

Смещение линий в спектре далекой галактики. Допустим, имеется какой-либо источник электромагнитных колебаний. Если этот источник движется относительно наблюдателя, то частота колебаний в системе координат наблюдателя будет меняться согласно этому принципу на величину, зависящую от отношения скорости движения источника к скорости света. При удалении источника частота его излучения (колебаний) уменьшается, при приближении увеличивается.

Зависимость красного смещения в спектрах галактик от расстояния до них (с учетом релятивистских поправок). Некоторые квазары имеют большое красное смещение: обнаружен даже квазар с z = 5,82. Такие объекты удаляются со скоростью, близкой к скорости света. Обычная формула Доплера здесь уже неприменима.

По уточненным современным данным, численное значение H = 70 км/(с•Мпк). Тогда время расширения Хаббла (вероятно, близкое ко времени расширения нашей Вселенной) T = 1/H = 14 миллиардов лет, а расстояние Хаббла (условный размер Вселенной) R = c/H = 4 300 Мпк. В настоящее время красные смещения измерены у сотен тысяч галактик. Самые далекие из них находятся на расстоянии 12 миллиардов световых лет.

Источник информации: "Открытая Астрономия 2.5", ООО "ФИЗИКОН"

Главная страница раздела