哈勃定律有哪些內(nèi)容?

2022-10-26 03:11

2022-10-26 05:01
哈勃定律:速度和距離均是間接觀測得到的量。速度——距離關系和速度——視星等關系,是建立在觀測紅移——視星等關系及一些理論假設前提上的。哈勃定律原來由對正常星系觀測而得,現(xiàn)已應用到類星體或其他特殊星系上。哈勃定律通常被用來推算遙遠星系的距離。
哈勃定律是物理宇宙論的陳述:來自遙遠星系光線的紅移與他們的距離成正比。這條定律是哈勃和米爾頓·修默生在接近十年的觀測之后,于1929年首先公式化的。它被認為是在擴展空間范例上的第一個觀察依據(jù),和今天經(jīng)常被援引作為支持大爆炸宇宙學的一個重要證據(jù)。這個常數(shù)的最佳數(shù)值是在2003年使用人造衛(wèi)星威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)測得的,數(shù)值為71 ± 4 km s-1 Mpc-1。在2006年的資料,圖中對應的是77 km s-1 Mpc-1。
在宇宙學研究中,哈勃定律成為宇宙膨脹理論的基礎。但哈勃定律中的速度和距離均是間接觀測得到的量。速度——距離關系和速度——視星等關系,是建立在觀測紅移——視星等關系及一些理論假設前提上的。哈勃定律原來由對正常星系觀測而得,現(xiàn)已應用到類星體或其他特殊星系上。哈勃定律通常被用來推算遙遠星系的距離。
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根據(jù)哈勃定律來分析,全部的河外星系都在逐漸遠離我們,并且離我們越遙遠的河外星系,離開得速度也會更快。在哈勃定律所反映的規(guī)律和宇宙膨脹理論正好相符。個別星系的紫移也能夠這樣來說明,本星系團內(nèi)部各星系要圍繞它們的共同重心轉動。所以,一定會有一少部分星系在某些時間內(nèi)向我們的銀河系靠近。不過,此種紫移現(xiàn)象和宇宙整體的膨脹沒有關系。

分析一下就可以知道,哈勃定律在很大程度上支持了弗利德曼的宇宙模型。但是,假如查看一下當年哈勃得出定律時所用的數(shù)據(jù)圖,人們會感到驚訝。在距離與紅移量的關系圖中,哈勃標出的點并不集中在一條直線附近,而是比較分散的。哈勃怎么敢于斷定這些點應該描繪成一條直線呢?一個可能的答案是,哈勃抓住了規(guī)律的本質(zhì),拋開了細節(jié)。另外一個可能性就是,哈勃已經(jīng)知道當時的宇宙膨脹理論,因此大膽認為自己的觀測與該理論一致。以后的觀測數(shù)據(jù)也更加精確,數(shù)據(jù)圖中的點也越來越集中在直線附近,哈勃定律最終被大量實驗觀測所確認。

大爆炸宇宙學有三大觀測支持: 1.哈勃定律:遙遠星系退行速度與距離正比v=Hd ,在觀測宇宙范圍內(nèi),紅移與退行速度保持良好線性關系。即紅移與距離成正比。(扣除天體的本動以后) 2.宇宙微波背景輻射(CMB):隨著宇宙膨脹,光子與物質(zhì)退耦,在最后散射面處形成背景輻射,觀測結果呈高度各向同性的2.7K的黑體譜 3.原初元素豐度:宇宙早期(大約3min)時,原初核合成停止,可從宇宙學模型推測出核合成停止后的元素豐度,并與早期天體的元素豐度的觀測進行對比,吻合得非常好。
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