HST konstanty. Rozšíření vesmíru. Hubbleův zákon

Pokud někdo myslí, že slovo "běh" má čistě atletický, v extrémních případech "anti-potlačující" charakter, je to mylné. Existují mnohem zajímavější interpretace. Například kosmologický zákon Hubblea svědčí o rozptýlení galaktických galaxií!

Tři typy mlhovin

Představte si: v černém, obrovském bezvzduchovém prostoru hvězdných systémů tiše a pomalu se od sebe odkládají: "Rozloučení! Rozloučení! Sbohem! ". Možná odložíme "lyrické odchylky" a zaměříme se na vědecké informace. V roce 1929, nejvlivnější astronom XX století americký vědec Edwin Hubble (1889-1953), dospěla k závěru, že existuje stabilní expanze vesmíru.

Muž, který věnoval celý svůj vědomý život řešení struktury vesmíru, se narodil v Marshfieldu (Missouri). Zajímalo se o astronomii od raných nehtů, i když nakonec se stal certifikovaným právníkem. Po absolvování Cambridge University pracoval Edwin v Chicagu na York Observatory. V první světové válce (1914-1918) bojovali. Roky přední linky tlačily zjevení pouze včas. Dnes celý učený svět ví, co je konstanta Hubbleu.

Na cestě k objevu

Vracel se zepředu a vědec obrátil pohled na vysokohorskou hvězdárnu Mount Wilson (Kalifornie). Byl přijat k práci tam. V lásce k astronomii strávil mladý muž hodně času při pohledu na objektivy obrovských teleskopů o rozměrech 60 a 100 palců. Tou dobou - největší, skoro fantastická! Vynálezci nad zařízeními pracovali téměř deset let a dosáhli maximálního možného zvýšení a zřetelnosti obrazu.

Připomeňme, viditelná hranice vesmíru se nazývá Metagalaxy. Přichází do stavu v době Velkého třesku (kosmologická singularita). Moderní ustanovení uvádějí, že hodnoty fyzikálních konstant jsou homogenní (tj rychlost světla, základní náboj atd.). Předpokládá se, že Metagalaxy má 80 miliard galaxií (úžasná postava zní takto: 10 sextillionů a 1 septillion hvězd). Forma, hmotnost a velikost - pro vesmír jsou zcela odlišné, než přijaté na Zemi, pojmy.

Tajemné cepidy

Ospravedlnit teorii vysvětlující expanzi vesmíru trvalo dlouhé, hloubkové studie, komplexní srovnání a výpočty. Na počátku dvacátých let 20. století byl včerejší voják konečně schopen třídit mlhoviny pozorované odděleně od Mléčné dráhy. Podle jeho objevu jsou to spirálové, eliptické a nepravidelné (tři druhy).

V nejbližším hvězdném systému, nikoliv však v nejbližší spirále mlhovina Andromeda, Edwin viděl cepheidy (třída pulzujících hvězd). Hubbleův zákon se více než kdy jindy blížil k jeho konečnému formování. Astronom vypočítal vzdálenost těchto majáků a velikost největší galaxie místní skupiny. Podle jeho závěrů obsahuje Andromeda přibližně jeden bilion hvězd (2,5-5 násobek velikosti Mléčné dráhy).

Konstantní

Někteří vědci, kteří vysvětlují povahu cefeidů, je srovnávají s nafukovacími pryžovými kuličkami. Pak se zvětšují, pak se snižují, pak se přibližují, pak se odkládají. Radiální rychlost se v tomto případě liší. Během komprese se zvyšuje teplota "cestujících" (i když povrch klesá). Pulzující hvězdy jsou neobvyklé kyvadlo, které se brzy nebo později zastaví.

Stejně jako jiné mlhoviny, Andromeda je charakterizován vědcem jako vesmírným vesmírným vesmírem, připomínajícím naši galaxii. V roce 1929 objevil Edwin: radiální rychlosti galaxií a jejich vzdálenosti jsou vzájemně propojené, lineárně závislé. Byl stanoven koeficient, vyjádřený v km / s na megaparsec (MPS). Jedná se o tzv. Hubbleovu konstantu. Vesmír se rozšiřuje - konstanta se mění. Ale ve specifickém okamžiku ve všech bodech systému vesmíru je to stejné. V roce 2016 to bylo 66,93 ± 0,62 (km / s) / Mpc.

Reprezentace o systému vesmíru, pokračující evoluce, rozšiřování, pak získaly pozorovací základ. Proces byl akromerem aktivní studován až do samého počátku druhé světové války. V roce 1942 vedl oddělení externí balistiky na zkušebním místě v Aberdeenu (USA). Byl to společník snad nejhrozivější vědy na světě? Ne, chtěl "rozluštit" zákony skrytých zákoutů vzdálených galaxií! Pokud jde o politické názory, astronom otevřeně odsoudil vůdce třetí říše Adolfa Hitlera. Na konci svého života byl Hubble znám jako silný oponent použití zbraní hromadného ničení. Vraťme se však do mlhovin.

Velký Edwin

Mnoho astronomických konstant je opraveno časem, objevují se nové objevy. Ale všichni nepřišli ve srovnání s expanzí Zákona o vesmíru. Slavný astronom Hubble XX století (od doby Copernicus jeho vrstevníci nebyl!), Postaveny na roveň s zakladatel experimentální fyziky Galileo a autor inovativní výstupu existenci hvězdných soustav William Herschel.

Dokonce ještě předtím, než byl zákon Hubbleu otevřen, jeho autor se stal členem Národní akademie věd Spojených států amerických, později akademií v různých zemích, má mnoho ocenění. Mnoho z nich pravděpodobně slyšelo o tom, že před více než deseti lety se dostala na oběžnou dráhu a úspěšně provozovala Hubbleův vesmírný dalekohled. Toto jméno nese kráter na Měsíci, Jedna z malých planet, která se otáčí mezi oběžnými dráhy Marsu a Jupitera (asteroid).

Není úplně správné říkat, že astronom jen snil o tom, že bude své jméno trvat, ale existují nepřímé důkazy, že Edwin měl rád přilákat pozornost. Tam jsou fotografie, kde pozitivně představuje vedle filmových hvězd. O něco později budeme hovořit o jeho snahách "opravit" úspěch na úrovni laureáta, a tak také vstoupit do historie kosmologie.

Metoda Henrietty Leavittové

Slavný britský astrofyzik Stephen Hawking ve své knize „Stručná historie času“, napsal, že „zjištění, že se vesmír rozpíná, se stala největší intelektuální revoluce XX století“ .Habbl měl to štěstí být na správném místě ve správný čas. Mount Wilson observatoře byl centrem pozorování práce, který je základem nové astrofyzika (později nazvaný kosmologie). Nejmocnější teleskop Hooker na Zemi pak vstoupil do provozu.

Hubbleova konstanta však pravděpodobně nebyla objevena jen na základě štěstí. Potřebovali jsme trpělivost, vytrvalost, schopnost porazit vědecké soupeře. Takže americký astronom Harlow Shapley navrhl svůj model Galaxie. Byl už známý jako vědec, který určil rozměry Mléčné dráhy. On široce používal techniku ​​pro určení vzdáleností cefeidy, používat techniku ​​sestavenou v 1908 Henrietta Swan Leavitt. Nastavuje vzdálenost od objektu, spoléhá se na standardní změny světla z jasných hvězd (proměnné cepheidu).

Ne prach a plyn, ale jiné galaxie

Harlow Shapleyova věřil, že šířka galaktických 300.000 světelných let (asi desetkrát vyšší, než je přípustná hodnota). Nicméně Shapley, stejně jako většina astronomů v té době, byl si jistý, že Mléčná dráha - to je celý vesmír. Navzdory návrh nejprve ze strany William Herschel v XVIII století, sdílel společné přesvědčení, že všechny mlhoviny relativně blízké objekty - jen bodové prachu a plynu na obloze.

Kolik hořká, chladné noci strávil Hubblea sedí ve výkonné dalekohledu Hookera dřív, než by se mohlo ukázat, že Shapleyova špatně. V říjnu 1923, Edwin všiml v mlhovině M31 (Andromeda) „vypukla“ téma a naznačil, že nepatří do Mléčné dráhy. Po pečlivém prozkoumání fotografické desky, který byl zachycen na stejnou oblast dříve vyšetřovány jiných astronomů, včetně Shapley, Edwin si uvědomil, že Cepheid.

Zjištěný prostor

Hubble použil metodu Shapley k měření vzdálenosti k proměnné hvězdě. Ukázalo se, že se odhaduje na miliony světelných let od Země, což je daleko za Mléčnou dráhu. Samotná galaxie obsahuje miliony hvězd. Slavný vesmír se tento den dramaticky rozšířil a v jistém smyslu byl objeven samotný Kosmos!

Noviny „New York Times“ napsal: „Objev mlhovin spirály jsou hvězdných systémů Dr. Hubbel (sic) podporuje názor, že jsou podobné.“ Ostrov vesmíry „podobné té naší.“ Objev byl velmi důležitý pro astronomickém světě, ale největší moment z HST bylo teprve přijít.

Žádné statické

Jak jsme již řekli, vítězství „Koperníka №2» přišel v roce 1929, když se zařazují všechny známé mlhoviny a měřit jejich rychlosti ze spekter vyzařovaného světla. Jeho překvapivý objev, že všechny galaxie ustupují od nás s rychlostí rostoucí v poměru k jejich vzdálenosti od Mléčné dráhy, šokovaly svět. Hubbleův zákon zrušil tradiční pohled na statický vesmír a ukázal, že sám je plný dynamiky. Einstein sám uklonil hlavu před takovým ohromujícím pozorováním.

Vybuchlé a rozptýlené

Když je konstantní v 2016 roce rovných 66,93 ± 0,62 (km / s) / MPC, rozšiřující se nyní vyznačuje následujícími čísly: (4,61 ± 0,05) middot-10^{17. místo} s nebo (14,610 ± 0,016) middot-10^9. roky. A opět trochu humor. Optimisté říkají: je dobré, že galaxie "vyběhnou". Pokud si dokážeme představit, že se shromáždí, brzy nebo později se objeví Velký třesk. Ale s ním začínalo narození vesmíru.

Galaxie "trpěly" (začaly se pohybovat) v různých směrech současně. Pokud by rychlost odstraňování nebyla úměrná vzdálenosti - teorie výbuchu je bezvýznamná. Dalším derivátem konstanty je Hubbleova vzdálenost - produkt času a rychlost světla: D_H = ct_H = c / H. V současné době - ​​(1.382 ± 0.015) middot-10²⁶ m nebo (14,610 ± 0,016) middot-10^9. světelných let.

A opět o nafukovací míč. Existuje názor, že ani astronomové ne vždy správně interpretují expanzi vesmíru. Někteří odborníci se domnívají, že se nabobtná, jako gumová koule, aniž by věděla o nějakých fyzických omezeních. V takovém případě se samotné galaxie nejen odkloní od nás, ale i chaotický "rozruch" uvnitř pevných clusterů. Někteří tvrdí, že vzdálené galaxie "plavat" se šrapnelem Velkého třesku, ale dělají to klidně.

Mohl by se stát laureátem Nobelovy ceny

Hubble se snažil získat Nobelovu cenu. V pozdních čtyřicátých letech dokonce najal reklamní agentuře (nyní by byl jmenován PR manažerem) na podporu případu. Ale úsilí bylo marné: pro astronomy nebyla žádná kategorie. Edwin zemřel v roce 1953, v průběhu vědeckého výzkumu. Několik nocí pozoroval extragalaktické objekty.

Jeho poslední ambiciózní sen zůstal nenaplněný. Ale vědec by byl jistě rád, že na jeho počest byl jmenován kosmický dalekohled. A generace bratří v mysli i nadále zkoumají obrovský a nádherný prostor. Má ještě mnoho tajemství. Kolik objevů stojí před námi! A konstantní deriváty Hubble jistě pomohou některým mladým vědcům být Copernicus č. 3.

Soupeřící Aristotle

Co bude dokázáno nebo vyvráceno, jako kdyby teorie nekonečnosti, věčnosti a neměnnosti prostoru kolem Země, kterou Aristotle sám podporoval, letěl na kousky? Přisuzoval symetrii a dokonalost vesmíru. Kosmologický princip potvrdil: všechno proudí, všechno se mění.

Existuje názor, že za miliardy let bude nebesa prázdná a temná. Rozšíření "vezme" galaxii za kosmický horizont, odkud světlo nemůže dosáhnout. Bude konstantní Hubble pro prázdný vesmír skutečný? Co se stane kozmologií s vědou? Zmizí? To vše jsou předpoklady.

Redshift

Hubbleovu dalekohledu se objevil obraz, který ukazuje, že dokud není univerzální prázdnota pro nás daleko. V profesionálním prostředí v průběhu názoru, že hodnota objevu Edwin Hubble, ale ne jeho zákon. Nicméně, on byl ten, který byl téměř okamžitě rozpoznán ve vědeckých kruzích té doby. Pozorování "červeného posunu" nejen získala právo na existenci, ale je také relevantní ve století XXI.

A dnes, když určuje vzdálenost k galaxímům, spoléhají na vědeckou věznici. Optimisté říkají, že i kdyby naše galaxie zůstala jediná, nebudeme muset "chybět". Budou zde miliardy hvězd trpaslíků a planet. Takže vedle nás budou stále "paralelní světy", které budou muset být vyšetřovány.