Hubble sabiti. Evrenin genişlemesi. Hubble Yasası

Birisi, "koşu" kelimesinin tamamen atletik olduğunu düşünürse, aşırı durumlarda "anti-baskılayıcı" karakteri, yanlış anlamıştır. Çok daha ilginç yorumlar var. Örneğin, Hubble'ın kozmolojik yasası, galaksilerin dağılmakta olduğunu kanıtlıyor!

Üç tür bulutsu

Hayal edin: Siyah, devasa havasız bir alanda, yıldız sistemleri sessizce ve yavaş yavaş birbirlerinden uzaklaşır: "Elveda! Hoşçakal! Elveda! " Belki de, "lirik sahilleri" bir kenara bırakıp bilimsel bilgiye döneceğiz. 1929'da, 20. yüzyılın en etkili gökbilimcisi olan Amerikalı bilim adamı Edwin Powell Hubble (1889-1953), Evrenin giderek genişlediği sonucuna vardı.

Hayatının tamamını kozmosun yapısına çözüm bulmaya adayan adam , Missouri Marshfield'da doğdu . İlk çivilerden beri astronomi ile ilgileniyordu, sonunda sertifikalı bir avukat oldu. Cambridge Üniversitesi'nden mezun olduktan sonra Edwin, Chicago Observatory'da Chicago'da çalıştı. Birinci Dünya Savaşı'nda (1914-1918) savaştı. Ön safta yıllar vahyi yalnızca zaman içinde itti. Bugün, öğrenilen dünyanın tamamı Hubble sabitesinin ne olduğunu bilir.

Keşfi yolunda

Bilim adamı önünden döndüğünde bakışını yüksek dağ gözlemevi Wilson Dağı'na (California) çevirdi. Orada çalışmak üzere götürüldü. Astronomi aşığı genç adam, 60 ve 100 inç boyutlarında büyük teleskop merceklerine bakmak için çok zaman harcıyordu. O dönem için - en büyüğü, neredeyse harika! Mucitler, cihazlar üzerinde neredeyse on yıl çalışarak imajın mümkün olan en yüksek ve berraklığını elde etti.

Unutmayın, evrenin görünür sınırına Metagalaksi denir. Big Bang zamanında (kozmolojik tekillik) devlete gelir. Şu andaki hükümler, fiziksel sabitler değerlerinin tek tip olduğunu söylüyor (ışık hızını, temel şarj vb.). Metagalaksinin 80 milyar galaksiyi içerdiğine inanılıyor (şaşırtıcı bir şekil bu şekilde duyuluyor: 10 sekstıl ilâ ve 1 santil yıldız). Evren için şekil, kütle ve ebat, dünyada kabul görenden tamamen farklıdır.

Gizemli Cepheitler

Evrenin genişlemesini açıklayan teoriyi haklı kılmak için uzun, derinlemesine çalışmalar, karmaşık karşılaştırmalar ve hesaplamalar gerekiyordu. Yirminci yüzyılın başlarında, dün asker, nihayet Samanyolu'ndan ayrı olarak gözlemlenen bulutsuları sınıflandırmayı başardı. Keşifine göre, bunlar spiral, eliptik ve düzensizdir (üç çeşittir).

En yakın yıldız sistemi olan ancak en yakın Andromeda spiral bulutsusu içinde Edwin, cepheidleri (titreyen yıldızlar sınıfı) gördü. Hubble yasası son oluşumuna her zamankinden daha yakın hale geldi. Gökbilimci, bu işaret ışıklarına olan mesafeyi ve Yerel Grubun en büyük galaksisinin büyüklüğünü hesapladı. Sonuçlarına göre, Andromeda yaklaşık bir trilyon yıldız içeriyor (Samanyolu'nun 2,5-5 katı büyüklüğünde).

sabit

Cepheidlerin doğasını açıklayan bazı bilim adamları onları şişirilebilir kauçuk bilyelerle karşılaştırıyorlar. Ardından artar, sonra azalır, sonra yaklaşır, sonra uzaklaşırlar. Böylece radyal hız dalgalanır. Sıkıştırmada, "yolcuların" sıcaklığı artar (yüzey azalmasına rağmen). Darbeli yıldızlar, er ya da geç duracak olan alışılmadık bir sarkaçtır.

Diğer bulutsular gibi, Andromeda da bilim adamını, galaksimizi anımsatan bir ada evren alanı olarak nitelendiriyor. Edwin 1929'da şunu keşfetti: Galaksilerin radyal hızları ve uzaklıkları birbiriyle ilişkili, lineer olarak bağımlı. Kare cinsinden megaparsek (MPS) cinsinden ifade edilen katsayı belirlendi. Bu sözde Hubble sabitidir. Evren genişliyor - bir sabit değişiyor. Ancak evren sisteminin her noktasında belirli bir anda aynıdır. 2016'da 66.93 ± 0.62 (km / s) / Mpc.

Evrenin sistemi hakkında yapılan sunumlar, evrimi sürdürerek, genişlendikten sonra gözlemsel bir temel aldı. Süreci, 2. Dünya Savaşı'nın başlamasına kadar bir gökbilimcisi tarafından aktif olarak çalışıldı. 1942'de Aberdeen Test Sitesinde (ABD) Dış Balistik Bölümüne başkanlık etti. Bu, dünyadaki bir ortak, belki de en gizemli bilim hayalidir mi? Hayır, uzak galaksilerin gizli köşelerindeki kanunları "çözmek" istiyordu! Siyasi görüşlere gelince, gökbilimci açık bir şekilde Üçüncü Reich Adolf Hitler'in liderini kınadı. Hayatının sonunda, Hubble, kitle imha silahlarının kullanımı konusunda güçlü bir rakip olarak biliniyordu. Ama biz bulutlara geri dönelim.

Büyük Edwin

Birçok astronomik sabitler zamanla düzeltilir, yeni keşifler görünür. Fakat hepsi, Evrenin Yayılması Yasası ile karşılaştırıldığında gitmez. Yirminci yüzyılın ünlü astronomu olan Hubble (Copernicus eşit olmadığından!) Deneysel fizik Galileo Galilei'nin kurucusu ve yıldız sistemlerinin varlığı hakkındaki yenilikçi sonucun yazarı William Herschel ile bir araya getirin.

Hubble kanunları keşfedilmeden önce yazarı, Amerika Birleşik Devletleri Bilimler Akademisine üye oldu, daha sonra farklı ülkelerdeki akademiler birçok ödüle layık görüldü. Birçoğu büyük olasılıkla, yaklaşık on yıl önce, Yörüngesine girerek başarıyla Hubble Uzay Teleskobunu çalıştırdığı gerçeğini duymuşlardır. Bu isim, Mars'ın ve Jüpiter'in (bir göktaşı) yörüngeleri arasında dönen küçük gezegenlerden biri olan aya krater taşır.

Gökbilimcinin yalnızca adını sürdürmeyi hayal ettiğini söylemek tamamen adil olmayacak, ancak Edwin'in dikkat çekmek istediğine dair dolaylı kanıtlar var. Film yıldızlarının yanında pozitif pozlar verdiği fotoğraflar var. Biraz sonra, başarıyı ödüllü düzeyde "düzeltmek" için yaptığı girişimlerden bahsedeceğiz ve böylece kozmoloji tarihine de gireceksiniz.

Henrietta Leavitt Yöntemi

Ünlü İngiliz Astrofizikçi Stephen Hawking "Zamanın Kısa Tarihi" kitabında "evrenin genişlediğini keşfi 20. yüzyılın en büyük entelektüel devrimi haline geldi" yazdı. Hubble, doğru zamanda doğru yerde olması için şanslıydı. Mount Wilson Gözlemevi yeni astrofizik (daha sonra kozmoloji olarak adlandırılır) altında yatan gözlemsel çalışmanın merkezi idi. O zaman dünyanın en güçlü Hooker teleskobu yalnızca faaliyete geçti.

Fakat Hubble sabitinin yalnızca şans temelinde keşfedilmesi mümkün olmadı. Sabır, azim ve bilimsel rakiplerini yenme kabiliyete ihtiyaç duyduk. Bu yüzden Amerikalı gökbilimci Harlow Shapley Galaksi modelini önerdi. Samanyolu'nun boyutlarını belirleyen bir bilim adamı olarak zaten biliniyordu. 1908'de Henrietta Swan Leavitt tarafından derlenen bir tekniği kullanarak, Cepheids tarafından mesafeleri belirleme tekniğini yaygın bir şekilde uyguladı. Parlak yıldızlardan gelen standart ışık değişimlerine (cepheid değişkenlerine) dayanarak nesneye olan mesafeyi ayarlar.

Toz ve gaz değil, diğer galaksiler

Harlow Shapley, galaksinin genişliğinin 300.000 ışıkyılı olduğuna inandı (izin verilen değerin yaklaşık on katı). Bununla birlikte, Shapley, o zamanın gökbilimcileri gibi emindi: Samanyolu Evrenin tamamıdır. 18. yüzyılda ilk William Herschel tarafından yapılan varsayıma rağmen, nispeten yakınındaki nesneler için kullanılan tüm bulutsuların sadece gökyüzünde toz ve gaz lekeleri olduğuna dair yaygın bir inanışı paylaştı.

Hubble, Shapley'in yanlış olduğunu ispatlayamadan, kaç hantal teleskop ile oturup geçirdiği acı, soğuk geceyi. Ekim 1923'te Edwin, M31'de bulutsusu (Andromeda'nın takımyıldızı) "çarpılmış" bir nesne fark etti ve Samanyolu'na ait olmadığını ileri sürdü. Aynı alanın daha önce Shapley de dahil olmak üzere diğer gökbilimciler tarafından resimlendiği fotoğraf plakalarını dikkatle inceledikten sonra Edwin bunun bir cepheid olduğunu fark etti.

Kozmosu Keşfetti

Hubble, değişken bir yıldızla olan mesafeyi ölçmek için Shapley yöntemini kullandı. Bunun, Samanyolu'nun ötesinde Dünya'dan milyonlarca ışıkyılı içerisinde tahmin edildiği ortaya çıktı. Galaksideki milyonlarca yıldız var. Ünlü evren aynı gün genişledi ve bir anlamda Kozmos'un kendisi keşfedildi!

New York Times şunları yazdı: "Bulundu sarmal bulutsular yıldız sistemlerdir, Dr. Hubbel (orijinalinde olduğu gibi), kendi benzerlerine benzer" ada evrenleri "ne benzemekte olduklarını teyit ediyor. Bulgu astronomik dünya için büyük önem taşıyordu, ancak Hubble'ın en büyük anı henüz gelmedi.

Statik değil

Dediğimiz gibi Copernicus No. 2'ye verilen zafer, bilinen tüm bulutsuları sınıflandırdığı 1929'da geldi ve hızlarını yayılan ışığın spektrumlarından ölçtü. Tüm galaksilerin Samanyolu'ndan uzaklıklarına oranla bu artışı hızlandırarak bizden geri çekildiğini iddia eden şaşırtıcı keşfi, dünyayı şok etti. Hubble yasası statik evrenin geleneksel görüşünü kaldırdı ve kendisinin dinamiklerle dolu olduğunu gösterdi. Einstein'ın kendisi de çarpıcı gözlem önünde başını eğdi.

Görelilik teorisinin yazarı evrenin genişlemesini haklı çıkaran kendi denklemlerini düzeltti. Şimdi Hubble, Einstein'ın haklı olduğunu gösterdi. Hubble zamanı Hubble sabitinin (t _H = 1 / H) karşılık gelenidir. Bu şu anda evrenin genişleme zamanının karakteristik zamanıdır.

Patlatılmış ve saçılmış

2016'daki sabit 66.93 ± 0.62 (km / s) / Mpc ise, genişleme aşağıdaki şekillerle karakterize edilir: (4.61 ± 0.05) · 10 ¹⁷ s veya (14.610 ± 0.016) · 10 ⁹ yıl. Ve yine küçük bir mizah. İyimser düşünceler, galaksilerin "koştuğu" iyi söylüyor. Bir araya geldiklerini düşünürsek, er ya da geç Big Bang gelirdi. Fakat onunla birlikte, evrenin doğuşunun başladığı da buydu.

Galaksiler aynı anda farklı yönlerde "sarsıldı" (hareket başladı). Eğer kaldırma oranı mesafe ile orantılı değilse - patlama teorisi anlamsızdır. Sabitin bir başka türevi Hubble mesafesidir, zamanın çarpımı ve ışığın hızı: D _H = ct _H = c / H. Şu andaki - (1,382 ± 0,015) · 10 ²⁶ m veya (14,610 ± 0,016) · 10 ⁹ ışık yılı.

Ve yine şişirilebilir top hakkında. Gökbilimcilerin bile evrenin genişlemesini her zaman doğru yorumlamadığına dair bir görüş vardır. Bazı uzmanlar, kauçuk bir top gibi, herhangi bir fiziki sınırlamayı bilmemekle birlikte şiştiğine inanıyorlar. Bu durumda, galaksilerin kendileri bizden uzaklaşmakla kalmaz, aynı zamanda sabit kümeler içinde kaotik "karışıklık" da yaşarlar. Diğerleri, uzak galaksilerin Big Bang'in şarapneliyle "yüzmek" zorunda olduklarını iddia ediyor, ancak bunu sakin bir şekilde yapıyorlar.

Nobel ödüllü biri olabilirdi

Hubble Nobel Ödülünü almaya çalıştı. 1940'ların sonunda, davayı desteklemek için bir reklam ajanı (şimdi bir PR yöneticisi olarak anılacaktı) kiralamıştı. Ancak çabalar boşa çıktı: gökbilimciler için kategori yoktu. Edwin 1953'te bilimsel araştırmalar sırasında öldü. Birkaç gece boşluk dışı nesneleri gözlemledi.

Son hırslı rüyası gerçekleşmemiş olarak kaldı. Fakat bir bilim adamı şerefine bir uzay teleskopunun seçilmesinden mutluluk duyar. Ve zihin üzerindeki kardeş nesiller geniş ve harika alanı keşfetmeye devam ediyorlar. Hâlâ pek çok gizemi gizliyor. Keşke kaç keşif önde! Ve Hubble sabit türevleri, kesinlikle, genç bilim adamlarından birinin "Kopernik No. 3" olması için yardım edecektir.

Aristo'ya karşı çıkmak

Aristoteles'in desteklediği Dünyanın çevresindeki uzayın sonsuzluk, sonsuzluk ve değişmezlik teorisi parçalara ayrıldığında ne gibi kanıtlanacak ya da reddedilecek ne var? Simetriyi ve kusursuzluğu evrene atfetti. Kozmolojik ilke doğruladı: her şey akıyor, her şey değişiyor.

Milyarlarca yıldır göklerin boş ve karanlık olacağı görüşündedir. Genişleme, galaksiyi kozmik ufuktan öteye, ışık bize ulaşamayacağı yere "götürecek". Boş bir evren için Hubble sabiti gerçek mi? Bilim ile kozmoloji ne olacak? Kaybolacak mı Bunların hepsi varsayımlar.

kırmızıya kayma

Bu arada Hubble teleskopu, evrensel boşluk bizim için uzak olana kadar bir resim çekti. Profesyonel bir çevrede görüşünü Edwin Hubble'ın keşfinin değeri ancak onun kanunları değil. Bununla birlikte, o zamanın bilim çevrelerinde hemen hemen tanınan kişi buydu. "Kırmızı kaymanın" gözlemleri sadece var olma hakkını kazanmakla kalmadı, XXI yüzyılda da geçerlidir.

Ve bugün, galaksilere olan uzaklığı belirlerken, bilim adamının üstesinden güvenirler. İyimser düşünceler, galaksimiz tek olmasına rağmen, "özlemek" zorunda kalmayacağımızı söylüyor. Milyarlarca cüce yıldız ve gezegen olacak. Böylece, yanımızda, araştırılması gereken "paralel dünyalar" olacak.