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哈勃定律表明 什么是哈勃定律?

2024-05-02 07:55

文章目录:

  1. 哈勃常数是什么?怎么计算
  2. 什么是哈勃定律?

一、哈勃常数是什么?怎么计算

科普中国·科学百科:哈勃常数

哈勃常数是什么?

哈勃常数,也称哈勃定律,是关于物理宇宙论的陈述,这条定律是哈勃和米尔顿·修默生在接近十年的观测之后,于1929年首先公式化,被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据,经常被援引作为支持大爆炸的一个重要证据。随着哈勃定律的提出,宇宙膨胀的观念逐渐确立。

哈勃定律的方程式是V=Hr,V是星球向外飞离的速度,r是星球离地球的距离,而H是哈勃常数。

根据这个定理,我们可以计算宇宙膨胀了多久,“因为星球的光波强弱,和它离开地球的距离有直接关系,因此,科学家便可计算星球离开地球的距离,从而得知哈勃常数的数字,进一步更计算出宇宙的年龄。”

而哈勃常数也可以称为宇宙膨胀系数。最近,哈勃望远镜的研究人员,透过遥远的星系里的造父变星来决定星系的距离,并且统计出哈勃常数约为:每增加百万秒差距的距离,膨胀秒速增加70公里(70km/sec/mpc),误差10%,换算成宇宙年龄为120亿年。

二、什么是哈勃定律?

在物理宇宙学里,哈勃定律(Hubble's law)表明,来自遥远星系光线的红移与它们的距离成正比。这条定律是因证实者哈勃而命名。它被认为是空间尺度扩展的第一个观察依据,和今天经常被援引作为支持大爆炸的一个重要证据。 在宇宙学研究中,哈勃定律成为宇宙膨胀理论的基础,以方程表示正在加载; 其中,正在加载是由红移现象测得的星系远离速率,正在加载是哈勃常数,正在加载是星系与观察者之间的距离。 2012年12月20日,美国国家航空航天局的威尔金森微波各向异性探测器实验团队宣布,哈勃常数为69.32 ± 0.80 (km/s)/Mpc。 2013年3月21日,从普朗克卫星观测获得的数据,哈勃常数为67.80 ± 0.77 千米每秒每百万秒差距(67.80 ± 0.77 km/s/Mpc)。 2018年7月,利用哈勃望远镜和盖亚任务,测得哈勃常数值为 73.52 ± 1.62 km s−1Mpc−1。

在1929年的时候,美国天文学家哈勃(EdwinPowellHubble,1889~1953)了解到星系退行的速度和离人类的距离是成正比的,也就是说距离越远,退行速度也越快。人们把这个规律称作“哈勃定律”。

而第三个事实就是,天文学家们得出结论,在各不相同的天体上,氦的含量都很大,比例也差不多一样,大概占30%。如果单靠恒星本身的核反应机制是不足以说明为什么会有这么多氦的,而“大爆炸”早期的高温,却可以很好地解释这一点。

另外一点,大爆炸理论的提出人之一,原苏联科学家伽莫夫(1909~1968)曾经预言,今天的宇宙很冷,只有绝对温度几度。在1965年的时候,这个预言被证明了,美国的科学家发现了漫布于整个空间的“微波背景辐射”,它的温度大概是3K,它们研究得出的这个结果在定性上和定量上都和大爆炸宇宙理论相符合。

但是,大爆炸理论也是有局限性的,宇宙中还有很多疑问解答不了。如,让天文学家们着迷了17年之久的宇宙膨胀。这种“砰”然一声后的自我膨胀将会有一个什么结果呢?是膨胀到一定程度时,天体间的引力使它停止,然后收缩、升温又回到“原始火球”,再爆炸?还是出现一个在扩张和崩溃之间实现临界平衡的宇宙?或者最终导致一个具有“负曲线”和无限未来的宇宙呢?又如,上面理论的提出和观测到的事实都是建立在“我们看到的宇宙”,也就是“总星系”中的,这就是所谓狭义的宇宙,是“我们的宇宙”。

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