Hubblova konstanta. Razširitev vesolja. Hublov zakon

Če nekdo misli, da ima beseda "potegni" povsem atletska, v ekstremnih primerih "protisubvencijski" značaj, je napačna. Obstaja veliko zanimivih interpretacij. Na primer, kozmološki zakon Hubblova priča, da so galaktične galaksije razpršene!

Tri vrste meglic

Predstavljajte si: v črnem, velikem zračnem prostoru zvezdnih sistemov tiho in počasi odmaknejo drug od drugega: "Zbogom! Zbogom! Zbogom! ". Morda bomo pustili stranske "lirske odmeve" in se obrnili na znanstvene informacije. Leta 1929 je najbolj vplivni astronom 20. stoletja ameriški znanstvenik Edwin Powell Hubble (1889-1953) prišel do zaključka, da se vesolje stalno širi.

Človek, ki je celotno zavestno življenje posvetil rešitvi strukture kozmosa, se je rodil v Marshfieldu (Missouri). Zanimalo ga je za astronomijo že od zgodnjih žebljev, čeprav je na koncu postal potrjeni pravnik. Po diplomi na Univerzi v Cambridgeu je Edwin delal v Chicagu, na Observatoriju York. V prvi svetovni vojni (1914-1918) se je borilo. Pred leti so samo čas potegnile razkritje. Danes ves učen svet ve, kaj je Hubblova konstanta.

Na poti do odkritja

Ko se je vrnil s sprednje strani, se je znanstvenik obrnil na visokogorski observatorij Mount Wilson (Kalifornija). Odločen je bil, da tam dela. Zaljubljen v astronomijo je mladenič preživel veliko časa, ko je gledal leče velikih teleskopov, ki so merili 60 in 100 cm. Za tisti čas - največji, skoraj fantastičen! Nadgrajene naprave so izumitelji delali že skoraj desetletje in dosegli največje možno povečanje in jasnost slike.

Recimo, vidna meja vesolja se imenuje Metagalaxy. Prihaja do države v času Big Banga (kozmološka singularnost). Sodobne določbe navajajo, da so vrednosti fizikalnih konstant homogeno (kar pomeni hitrost svetlobe, osnovne dajatve itd.). Verjamemo, da ima Metagalaxy v lasti 80 milijard galaksij (neverjetna številka se sliši takole: 10 sextillions in 1 septiliona zvezd). Oblika, masa in velikost - za vesolje so popolnoma drugačne od sprejetih na Zemlji, koncepti.

Skrivnostni cepheidi

Za utemeljitev teorije, ki pojasnjuje širitev vesolja, so potrebovali dolge, poglobljene študije, kompleksne primerjave in izračune. V zgodnjih dvajsetih letih 20. stoletja je včerajšnji vojak končno uspel klasificirati meglice, opažene ločeno od Mlečne poti. Po njegovem odkritju so spiralne, eliptične in nepravilne (tri vrste).

V najbližjem zvezdnem sistemu, ne pa najbližji spirali meglica Andromeda, Edwin je videl cepheide (razred pulsirajočih zvezd). Hubblov zakon je postal bolj kot kdajkoli blizu njegovemu zadnjemu oblikovanju. Astronom je izračunal razdaljo do teh svetilnikov in velikost največje galaksije lokalne skupine. Po njegovih zaključkih ima Andromeda približno en bilijon zvezd (2,5-5 krat večja od Mlečne poti).

Konstantno

Nekateri znanstveniki, ki pojasnjujejo naravo cepheidov, jih primerjajo z napihljivimi gumijastimi kroglicami. Nato se povečajo, nato zmanjšajo, nato pristopijo in se nato odmaknejo. Radialna hitrost v tem primeru se spreminja. Med stiskanjem se temperatura "potnikov" poveča (čeprav se površina zmanjša). Pulzirajoče zvezde so nenavadno nihalo, ki se bo prej ali slej ustavilo.

Kot druge meglice, je Andromeda značilen tudi kot vesoljski vesoljski prostor, ki spominja na našo galaksijo. Leta 1929 je Edwin odkril: radialne hitrosti galaksij in njihove razdalje so med seboj povezane, linearno odvisne. Določen je bil koeficient, izražen v km / s na megaparse (MPS). To je tako imenovana Hubblova konstanta. Vesolje se širi - konstanta se spreminja. Toda v določenem trenutku v vseh točkah sistema vesolja je enako. Leta 2016 je bilo 66,93 ± 0,62 (km / s) / Mpc.

Predstavitve o sistemu vesolja, nenehni evoluciji, širjenju, nato pa so prejele opazovalno osnovo. Proces je aktivno proučeval astronom do začetka druge svetovne vojne. Leta 1942 je vodil Oddelek za zunanjo balistiko na testnem mestu Aberdeen (ZDA). Je bil to sodelavec morda najbolj skrivnostne znanosti na svetu? Ne, hotel je "dešifrirati" zakone skritih kotov oddaljenih galaksij! Kar se tiče političnih stališč, je astronom odkrito obsodil vodjo tretjega rajha Adolfa Hitlera. Ob koncu svojega življenja je bil Hubble znan kot močan nasprotnik uporabe orožja za množično uničevanje. Ampak naj se vrnemo v meglice.

Veliki Edwin

Veliko Astronomske konstante so se sčasoma prilagodile, da so nova odkritja. Vendar pa ni mogoče primerjati z zakonom širjenja vesolja. Slavni astronom Hubble XX stoletja (od časa Kopernika njegovi vrstniki ni bilo!) Izenačiti z ustanoviteljem eksperimentalne fizike, ki ga Galileo in avtor inovativno proizvodnje obstoja zvezdnih sistemov William Herschel.

Še preden je bil odprti zakon Hubbleja, je njegov avtor postal član Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike, kasneje akademije v različnih državah, ima številne nagrade. Mnogi so verjetno slišali o dejstvu, da je pred desetletjem v orbito in uspešno vodil vesoljski teleskop Hubble. To ime nosi krater na Luni, Eden od majhnih planetov, ki se vrtita med orbite Mars in Jupiter (asteroid).

Ne bo povsem pošteno reči, da je astronom samo sanjal o ohranjanju njegovega imena, vendar obstajajo indirektni dokazi, da je Edwinu želel pritegniti pozornost. Obstajajo fotografije, kjer je pozitiven ob filmskih zvezdah. Malo kasneje se bomo pogovarjali o njegovih poskusih, da bi "dosegli" dosežke na ravni nagrajenca in tako vstopili v zgodovino kozmologije.

Metoda Henrietta Leavitt`s

Slavni britanski astrofizik Stephen Hawking V svoji knjigi "Kratka zgodovina časa", je zapisal, da je "odkritje, da se vesolje širi, je postalo največji intelektualni revolucija XX stoletja" .Habbl je srečo, da je na pravem mestu ob pravem času. Mount Wilson Observatory je središče opazovanja dela, ki je osnova za nove astrofizika (kasneje imenovan kozmologija). Najmočnejši teleskop na Zemlji Hooker je pravkar začela obratovati.

Toda Hubblova konstanta je verjetno ne bila odkrita samo na podlagi sreče. Potrebovali smo potrpljenje, vztrajnost, sposobnost premagati znanstvene tekmece. Tako je ameriški astronom Harlow Shapley predlagal svoj model Galaksije. Bil je znan kot znanstvenik, ki je določil dimenzije Mlečne poti. Široko je uporabil tehniko za določanje razdalj s cepheidi, s pomočjo tehnike, ki jo je leta 1908 pripravila Henrietta Swan Leavitt. Določal je razdaljo do objekta, pri čemer se opira na standardne razlike svetlobe od svetle zvezde (cepheid spremenljivke).

Ne prah in plin, ampak druge galaksije

Harlow Shapley verjeli, da je širina galaksije 300.000 svetlobnih let (približno desetkrat višja od dovoljene vrednosti). Vendar Shapley, kot večina astronomov v času, je bil prepričan, da je Rimska cesta - to je celotno vesolje. Kljub predlogom prva, ki jo je William Herschel v XVIII stoletju, je delil skupno prepričanje, da je vse meglice relativno bližnje predmete - samo na kraju samem prahu in plina na nebu.

Koliko grenkih in hladnih noči je Hubble preživel s silnim Hookerjevim teleskopom, preden je lahko dokazal, da je Shapley napačen. Oktobra 1923 je Edwin v M31 opazil meglico (konstelacijo Andromede) "razgrnjeni" predmet in predlagal, da ne pripada Mlečni poti. Po skrbnem preučevanju fotografskih plošč, na katerih so na istem področju že posnemali drugi astronomi, vključno s Shapleyjem, je Edwin ugotovil, da gre za cepheid.

Detektirani prostor

Hubble je uporabil metodo Shapley za merjenje razdalje do spremenljive zvezde. Izkazalo se je, da je ocenjeno, da je milijona svetlobnih let od Zemlje, ki je daleč preko Mlečne poti. Galaksija vsebuje milijone zvezd. Slavni vesolje se je ta dan močno razširil in v določenem smislu je bil odkrit sam Cosmos!

Časopis "New York Times" je zapisal: "odkritje spiralne meglice so sistemi zvezdic dr Hubbel (sic) podpira stališče, da so ti všeč." Otok svetov ", ki so podobni našim." Odkritje je bilo izrednega pomena za astronomski svetu, vendar pa je največji trenutek Hubble je bil vedno, da pridejo.

Ni statičnega

Kot smo rekli, je zmaga Kopernika št. 2 prišla leta 1929, ko je klasificiral vse znane meglice in izmeril njihove hitrosti iz spektrov oddajane svetlobe. Njegovo presenetljivo odkritje, da se vse galaksije odtekajo od nas s hitrostjo, ki narašča sorazmerno z njihovo oddaljenostjo od Mlečne poti, je šokirala svet. Hubblov zakon je ukinil tradicionalni pogled na statično vesolje in pokazal, da je sama polna dinamike. Einstein se je pred takšnim očarljivim opazovanjem sklonil z glavo.

Eksplodirana in raztresena

Ko je konstanta v 2016 letu enakega 66,93 ± 0,62 (km / s) / Mpc, širitev je sedaj označen z naslednjimi številkami: (4,61 ± 0,05) middot-10¹⁷ s ali (14,610 ± 0,016) middot-10⁹ let. In še enkrat malo humorja. Optimisti pravijo: dobro je, da se galaksije "dvignejo". Če si predstavljamo, da pridejo skupaj, bo prej ali slej prišel Big Bang. Toda z njim je začelo rojstvo vesolja.

Galaksije so "potopile" (začele se gibati) v različnih smereh hkrati. Če stopnja odstranitve ni bila sorazmerna z razdaljo - teorija eksplozije ni smiselna. Še en derivat konstante je razdalja Hubble - produkt časa in hitrosti svetlobe: D_H = ct_H = c / H. V trenutnem trenutku - (1.382 ± 0,015) middot-10²⁶ m ali (14,610 ± 0,016) middot-10⁹ svetlobnih let.

In spet o napihljivi krogli. Obstaja mnenje, da tudi astronomi vedno ne razlagajo ekspanzije vesolja. Nekateri strokovnjaki verjamejo, da nabrekne, kot gumijasta kroglica, ne da bi vedeli o kakršnihkoli fizičnih omejitvah. V tem primeru se galaksije ne samo odmaknejo od nas, temveč tudi kaotične "napetosti" znotraj fiksnih grozdov. Nekateri trdijo, da oddaljene galaksije "plavajo" s šrapnelom Velikega praga, vendar to počnejo na sedate način.

Lahko bi postal dobitnica Nobelove nagrade

Hubble je poskušal dobiti Nobelovo nagrado. V poznih 40-ih letih je celo najel oglaševalca (zdaj ga bo poklical manager za odnose z javnostmi), da bi pospešil primer. Toda trud je bil zaman: za astronome ni bilo nobene kategorije. Edwin je umrl leta 1953 v času znanstvenih raziskav. Več noči je opazoval zunajgalaktične predmete.

Njegova zadnja ambiciozna sanja je ostala neizpolnjena. Toda znanstvenik bi bil vesel, da je bil v njegovem čast imenovan kozmični teleskop. In generacije bratov v duhu še naprej raziskujejo velik in čudovit prostor. Še vedno ima veliko skrivnosti. Koliko odkritij je pred nami! In Hubbleovi stalni derivati ​​bodo zagotovo pomagali nekaterim mladim znanstvenikom postati Kopernik št. 3.

Natečaj Aristotel

Kaj bo dokazano ali ovrženo, kot ko bi teorija neskončnosti, večnosti in nespremenljivosti prostora okoli Zemlje, ki jo je Aristotel podpiral, letel na koščke? Simetriji in popolnosti je pripisal vesolju. Kozmološko načelo je potrdilo: vse teče, vse se spreminja.

Obstaja mnenje, da bo v milijardah letih nebesa prazna in temna. Razširitev bo "vzela" galaksijo izven kozmičnega obzorja, od koder nas svetloba ne more doseči. Ali bo konstanta Hubbla za prazno vesolje dejanska? Kaj se bo zgodilo s kozmologijo z znanostjo? Ali bo izginil? Vse to so predpostavke.

Redshift

Medtem je Hubblovski teleskop posnel sliko, ki kaže, da nam vsekakor ne gre za univerzalno praznino. V poklicnem okolju je menilo, da je vrednost odkritja Edwin Hubbleja, ne pa njegovega prava. Vendar je bil tisti, ki je bil takrat znan v tistem času skoraj takoj znan. Opazovanja "rdečega premika" niso dobila le pravice do obstoja, temveč tudi v XXI. Stoletju.

In danes, ki določajo razdaljo do galaksij, se zanašajo na supernaturo znanstvenika. Optimisti pravijo, da tudi če naša galaksija ostane edina, ne bomo morali "zamuditi". Bile bodo milijarde zvezd in planetov. Torej, poleg nas še vedno obstajajo "vzporedni svetovi", ki jih bo treba raziskati.