Сущность закона Хаббла
Закон Хаббла – это понятие означает физико–математическую формулу, которая доказывает, что Вселенная, в которой мы живем, расширяется постоянно.
Космическое пространство, в котором мы находимся, в том числе и наша галактика Млечный путь характеризуется однородным расширением и изотропией.
Таким образом, во Вселенной происходит постоянный процесс расширения одинаковый во всех направлениях.
Согласно закону Хаббла устанавливается зависимость между расстоянием до некой галактики $D$ и лучевой скоростью этой галактики $Vr$. При этом лучевая скорость определяется при помощи эффекта Доплера. В итоге получаем:
$D = Vr / H$, где $H$ - постоянная Хаббла.
Отметим, что постоянная Хаббла равна приближенному значению примерно 60-80 км/с/Мпк.
Лучевая скорость – так именуют скорость, с которой изменяется расстояние между определенным объектом и наблюдателем.
В свою очередь метод определения лучевой скорости различных небесных тел основан на применении так называемого эффекта Доплера. То есть лучевая скорость определяется по характеру смещений линий (излучения или поглощения) в спектре нужного источника. Также лучевую скорость, возможно, определить при помощи анализа изменений частоты отраженного сигнала при применении радиолокации.
Закон Хаббла был выведен американским астрономом Эдвином Хабблом в 1929 году. Разработанный им закон является отражением происходящего расширения Вселенной, в которой мы находимся.
Исследователи, используя закон Хаббла, могут вычислить расстояние до галактик или систем галактик при помощи измерения красного смещения или лучевой скорости.
В тоже время отмечается, что если расстояние до галактик относительно невелико и равняется нескольким Мпк, то в результате закон Хаббла способен дать лишь очень приблизительную, грубую оценку, или же может вообще не исполняться. В таком случае измерение расстояния до галактик осуществляют при помощи иных методов.
Порою закон Хаббла называют «законом расширения Вселенной», но это не значит, что в соответствии с данным законом происходит расширение всех без какого-либо исключения предметов или же космических систем.
Наоборот, следует сказать, что небесные тела (такие как звезды, планеты и т.п.), связанные между собою гравитационными силами или же системы таких небесных тел (Солнечная система, Галактика или скопление галактик) не расширяются согласно закону, созданному Хабблом.
Это связано со следующими моментами. Дело в том, что в процессе расширения, галактики и их скопления из-за взаимного притяжения постепенно способствуют уменьшению скорости удаления друг от друга. В результате увеличение расстояния между галактиками и их скоплениями и уменьшение скорости разлета галактик ведет к изменению со временем значения постоянной Хаббла.
А это означает, что постоянную Хаббла нельзя считать некой мировой неизменной константой. Примером таких мировых констант служит в частности постоянная тяготения, а также заряд и масса электрона.
В итоге постоянную Хаббла, вычисленную в наше время, отмечают индексом "ноль" у величины $H_0$.
Закон Хаббла универсален. Эта универсальность определяется тем, что закон будет одинаково верен и справедлив для любого наблюдателя в какой бы он галактике не находился и проводящего измерения в том или ином направлении. Таким образом закон Хаббла показывает, что наша Вселенная расширяется однородно и изотропно.
В научной литературе наиболее часто закон Хаббла можно встретить в такой формулировке:
$v = H_0r$
Рисунок 1. Закон Хаббла. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В данной формуле $v$ обозначает скорость галактики, $H_0$ является коэффициентом пропорциональности или же постоянной Хаббла, о которой мы уже упоминали. Отметим также, что эта постоянная помогает связать расстояние от Земли до астрономического объекта со скоростью удаления его. $r$– здесь это обозначение расстояния до той или иной галактики.
В иных работах можно также встретить и иную формулировку закона Хаббла:
$cz = H_0r$
Открытие закона и его значение
К открытию закона Хаббла были ряд предпосылок в развитии научной мысли начала ХХ века, в частности были проведены ряд астрономических исследований. Следует сказать, что в начале прошлого века официально считалась, что существует одна огромная галактика – Млечный путь, а все остальные видимые объекты являются её частью.
Так, одной из предпосылок разработке Эдвином Хабблом закона послужили следующие обстоятельства.
В 1913 году другой американский астрофизик Вейл Слайдер пришел к выводу, что туманность Андромеды и некоторые иные огромные космические области перемещаются относительно нашей Солнечной системы с большой скоростью.
В результате специалист пришел к предположению, что туманности, являются не звездными системами, которые формируются в нашей галактике, а образованиями звезд, которые зарождаются за границами нашей галактики.
В дальнейшем исследования показали, что туманности являются иными галактическими мирами, которые постоянно удаляются от нашей галактики. Такой факт сделал возможным предположение о том, что Вселенная расширяется постоянно.
В 1927 году Жорж Леметр ученый - астроном из Бельгии доказал при помощи экспериментов, что галактики в наблюдаемой Вселенной удаляются друг от друга.
В 1920 году уже американский астроном Эдвин Хаббл на основе астрономических наблюдений пришел к выводу, что Вселенная, в которой мы все живем, расширяется, и галактики взаимно удаляются в космическом гигантском пространстве. И уже на основе своих наблюдений Эдвин Хаббл и сформулировал свой знаменитый закон и вывел его формулу.
Закон Хаббла имеет очень большое значение для астрономии как в практической, так и в теоретической её части. Важность его состоит в том, что с помощью него подтверждается постулат о том, что Вселенная неуклонно и беспрерывно расширяется.
Также закон Хаббла является ещё одним подтверждением теории Большого взрыва, который по мнению современных исследователей и стал тем отправным толчком, что привел к возникновению и расширению нашей Вселенной.
