Pemalar Hubble. Pengembangan alam semesta. Akta Hubble

Jika seseorang berfikir bahawa perkataan "berlari" mempunyai semata-mata olahraga, dalam kes-kes ekstrem, "watak anti-menindas", adalah salah. Terdapat tafsiran yang lebih menarik. Sebagai contoh, undang-undang kosmologi Hubble memberi keterangan bahawa galaksi menyebar!

Tiga jenis nebula

Bayangkan: dalam ruang hitam yang besar, tanpa kelembutan, sistem bintang diam-diam dan perlahan-lahan bergerak dari satu sama lain: "Selamat tinggal! Selamat tinggal! Selamat tinggal! ". Mungkin, kami akan mengetepikan "penggera lirik" dan beralih kepada maklumat saintifik. Pada tahun 1929, astronomi paling berpengaruh pada abad ke-20, saintis Amerika Edwin Powell Hubble (1889-1953) menyimpulkan bahawa Alam Semesta semakin berkembang.

Lelaki yang mengabdikan seluruh hidupnya kepada penyelesaian struktur kosmos dilahirkan di Marshfield , Missouri. Dia tertarik pada astronomi sejak kuku awal, walaupun pada akhirnya dia menjadi peguam yang disahkan. Selepas menamatkan pengajian dari Cambridge University, Edwin bekerja di Chicago, di Balai Cerap York. Dalam Perang Dunia Pertama (1914-1918) bertempur. Tahun-tahun barisan hadapan hanya menolak wahyu dalam masa. Hari ini seluruh dunia yang tahu tahu apa yang berterusan Hubble.

Dalam perjalanan ke penemuan

Kembali dari hadapan, saintis memandang pandangannya ke gunung tinggi Mount Wilson (California). Dia dibawa bekerja di sana. Suka cinta dengan astronomi, lelaki muda menghabiskan banyak masa melihat lensa teleskop besar yang berukuran 60 dan 100 inci. Untuk masa itu - yang terbesar, hampir hebat! Lebih dari peranti, pencipta bekerja hampir sedekad, mencapai peningkatan maksimum dan kejelasan imej.

Ingatlah, sempadan alam semesta yang jelas dipanggil Metagalaxy. Ia datang ke negeri pada masa Big Bang (singulariti kosmologi). Peruntukan semasa mengatakan bahawa nilai-nilai pemalar fizikal adalah seragam (kita maksudkan kelajuan cahaya, caj asas, dll.). Adalah dipercayai bahawa Metagalaxy memegang 80 bilion galaksi (angka yang menakjubkan seperti ini: 10 jenis dan 1 bintang septillion). Bentuk, jisim dan saiz - untuk alam semesta adalah sama sekali berbeza daripada diterima di Bumi, konsep-konsep.

Cepheid misterius

Untuk mewajarkan teori yang menerangkan pengembangan alam semesta, ia mengambil masa yang panjang, kajian mendalam, perbandingan yang kompleks dan pengiraan. Pada awal dua puluhan abad ke-20, askar semalam akhirnya dapat mengklasifikasikan nebula yang diamati secara berasingan dari Bima Sakti. Menurut penemuannya, ia adalah lingkaran, eliptik dan tidak teratur (tiga jenis).

Dalam sistem bintang terdekat, tetapi bukan Nebula spiral Andromeda yang terdekat , Edwin melihat Cepheids (kelas bintang berdenyut). Undang-undang Hubble semakin dekat dengan pembentukan akhir. Ahli astronomi mengira jarak kepada suar dan saiz galaksi terbesar Kumpulan Tempatan. Menurut kesimpulannya, Andromeda mengandung kira-kira satu triliun bintang (2.5-5 kali ukuran Bima Sakti).

Berterusan

Sesetengah saintis, menjelaskan sifat cepheid, bandingkan dengan bola karet getah. Mereka kemudian meningkat, kemudian turun, kemudian mendekati, kemudian bergerak. Halaju jejarian itu berubah-ubah. Pada pemampatan, suhu "pelancong" meningkat (walaupun permukaan berkurang). Bintang berdenyut adalah pendulum yang tidak biasa, yang, lambat laun, akan berhenti.

Seperti nebula lain, Andromeda dicirikan oleh saintis sebagai ruang semesta pulau, mengingatkan galaksi kita. Pada tahun 1929, Edwin menemui: halaju radial galaksi dan jaraknya saling berkaitan, bergantung secara linear. Pekali, dinyatakan dalam km / s per megaparsec (MPS), ditentukan. Ini adalah kononnya kononnya Hubble. Alam semesta berkembang - pemalar berubah. Tetapi pada masa tertentu dalam semua titik sistem alam semesta adalah sama. Pada 2016, 66.93 ± 0.62 (km / s) / Mpc.

Merepresentasikan sistem alam semesta, evolusi berterusan, berkembang, kemudian menerima pemerhatian. Proses ini dikaji secara aktif oleh ahli astronomi sehingga pecahnya Perang Dunia II. Pada tahun 1942 beliau mengetuai Jabatan Bola Sepak Luaran di Tapak Ujian Aberdeen (AS). Adakah ini mimpi seorang sekutu, mungkin ilmu pengetahuan paling misteri di dunia? Tidak, dia mahu "mentakrifkan" undang-undang sudut-sudut galaksi yang jauh tersembunyi! Bagi pandangan politik, ahli astronomi secara terbuka mengutuk pemimpin Reich Ketiga Adolf Hitler. Pada akhir hayatnya, Hubble dikenali sebagai lawan kuat penggunaan senjata pemusnah besar-besaran. Tetapi marilah kita kembali ke nebula.

The Great Edwin

Banyak pemalar astronomi diperbetulkan dengan masa, penemuan baru muncul. Tetapi mereka semua tidak pergi berbanding dengan perkembangan Dunia Hukum. Ahli astronomi yang terkenal pada abad ke-20, Hubble (sejak Copernicus tidak sama!) Berturut-turut dengan pengasas fizik eksperimen Galileo Galilei dan pengarang kesimpulan inovatif mengenai kewujudan sistem bintang, William Herschel.

Malah sebelum undang-undang Hubble ditemui, pengarangnya menjadi ahli Akademi Sains Negara Amerika Syarikat, kemudian akademi di berbagai negara, mempunyai banyak anugerah. Ramai yang mungkin pernah mendengar tentang fakta bahawa lebih sedekad yang lalu, diletakkan di orbit dan berjaya mengendalikan Teleskop Angkasa Hubble. Nama ini membawa kawah di bulan, salah satu planet kecil yang berputar di antara orbit Mars dan Musytari (asteroid).

Ia tidak akan adil untuk mengatakan bahawa ahli astronomi hanya bermimpi untuk mengekalkan namanya, tetapi ada bukti tidak langsung bahawa Edwin suka menarik perhatian. Terdapat gambar, di mana dia menonjol positif di sebelah bintang filem. Tidak lama kemudian, kita akan membincangkan percubaannya untuk "memperbaiki" pencapaian di peringkat pemenang, dan dengan itu juga masuk ke dalam sejarah kosmologi.

Kaedah Henrietta Leavitt

Ahli astrofisikawan Britain yang terkenal Stephen Hawking dalam bukunya "A Brief History of Time" menulis bahawa "penemuan bahawa alam semesta sedang berkembang telah menjadi revolusi intelektual terbesar abad ke-20". Hubble cukup bernasib baik untuk berada di tempat yang betul pada masa yang tepat. Balai Cerap Mount Wilson adalah pusat kerja pemerhatian yang mendasari astrofizik baru (kemudian dipanggil kosmologi). Teleskop Hooker yang paling kuat di Bumi kemudiannya mula beroperasi.

Tetapi pemalar Hubble tidak mungkin ditemui hanya atas dasar nasib. Kami memerlukan kesabaran, ketekunan, dan keupayaan untuk mengalahkan pesaing saintifik. Jadi ahli astronomi Amerika Harlow Shapley mencadangkan model Galaxy itu. Dia sudah dikenali sebagai seorang saintis yang menentukan dimensi Bima Sakti. Beliau secara meluas menggunakan teknik menentukan jarak dengan Cepheids, menggunakan teknik yang disusun pada tahun 1908 oleh Henrietta Swan Leavitt. Ia menetapkan jarak ke objek, bergantung pada variasi standard cahaya dari bintang terang (variabel cepheid).

Bukan habuk dan gas, tetapi galaksi lain

Harlow Shapley percaya bahawa lebar galaksi adalah 300,000 tahun cahaya (kira-kira sepuluh kali nilai yang dibenarkan). Walau bagaimanapun, Shapley, seperti kebanyakan ahli astronomi masa itu, pasti: Bima Sakti adalah seluruh Alam Semesta. Walaupun anggapan yang dibuat oleh William Herschel pada abad ke-18, beliau menyebarkan kepercayaan yang meluas bahawa semua nebula untuk benda-benda yang berdekatan adalah hanya debu dan gas di langit.

Berapa banyak pahit, malam sejuk Hubble dibelanjakan duduk oleh teleskop Hooker yang kuat sebelum dia dapat membuktikan bahawa Shapley salah. Pada bulan Oktober 1923, Edwin melihat pada M31 nebula (buruj Andromeda) objek yang "tersentuh" dan mencadangkan bahawa ia tidak tergolong dalam Bima Sakti. Selepas kajian yang teliti mengenai plat fotografi di mana kawasan yang sama telah diawasi oleh ahli astronomi lain, termasuk Shapley, Edwin sedar bahawa ia adalah cepheid.

Menemui Kosmos

Hubble menggunakan kaedah Shapley untuk mengukur jarak kepada bintang berubah. Ternyata dianggarkan berjuta-juta tahun cahaya dari Bumi, yang jauh melampaui Bima Sakti. Galaksi itu sendiri mengandungi jutaan bintang. Alam semesta terkenal berkembang secara mendadak pada hari yang sama dan, dalam erti kata, Cosmos sendiri telah ditemui!

The New York Times menulis: "Nebulae spiral yang ditemui adalah sistem bintang, Dr. Hubbel (seperti yang asal) mengesahkan pandangan bahawa mereka serupa dengan" alam semesta pulau "yang serupa dengan kita sendiri." Penemuan ini sangat penting untuk dunia astronomi, tetapi masa paling besar Hubble belum datang.

Tiada statik

Seperti yang kita katakan, kemenangan kepada Copernicus No. 2 datang pada tahun 1929, apabila dia mengelaskan semua nebula yang diketahui dan mengukur halaju mereka dari spektrum cahaya yang dipancarkan. Penemuannya yang mengejutkan bahawa semua galaksi berundur dari kami pada kelajuan yang meningkat berkadaran dengan jarak mereka dari Bima Sakti yang mengejutkan dunia. Undang-undang Hubble menghapus pandangan tradisional alam semesta statik dan menunjukkan bahawa ia sendiri penuh dengan dinamika. Einstein sendiri menundukkan kepalanya di depan pemerhatian yang menakjubkan itu.

Penulis teori relativiti membetulkan persamaannya sendiri, yang membenarkan perkembangan alam semesta. Sekarang Hubble menunjukkan bahawa Einstein betul. Masa Hubble adalah kebalikan dari pemalar Hubble (t _H = 1 / H). Inilah masa perkembangan perkembangan alam semesta pada masa ini.

Meletup dan bertaburan

Jika pemalar pada tahun 2016 adalah 66.93 ± 0.62 (km / s) / Mpc, pengembangannya dicirikan oleh angka berikut: (4.61 ± 0.05) · 10 ¹⁷ s atau (14.610 ± 0.016) · 10 ⁹ tahun. Dan lagi sedikit humor. Optimis berkata: baiklah galaksi "lari". Jika kita membayangkan bahawa mereka akan datang bersama, cepat atau lambat Big Bang akan datang. Tetapi ia bersamanya bahawa kelahiran alam semesta bermula.

Galaxies "jerked" (mula bergerak) dalam arah yang berbeza pada masa yang sama. Jika kadar penyingkiran tidak berkadar dengan jarak - teori letupan tidak bermakna. Satu lagi derivatif pemalar ialah jarak Hubble, produk masa dan kelajuan cahaya: D _H = ct _H = c / H. Pada saat sekarang - (1,382 ± 0,015) · 10 ²⁶ m atau (14,610 ± 0,016) · 10 ⁹ tahun cahaya.

Dan lagi tentang bola tiup. Terdapat pendapat bahawa walaupun ahli astronomi tidak selalu mentafsirkan perkembangan alam semesta. Sesetengah pakar percaya bahawa ia membengkak, seperti bola getah, tidak mengetahui batasan fizikal. Dalam kes ini, galaksi itu sendiri bukan sahaja berpindah dari kita, tetapi juga "kekecohan" yang huru-hara di dalam kelompok tetap. Orang lain mendakwa bahawa galaksi jauh "melarikan diri" dengan serpihan Big Bang, tetapi mereka melakukannya dengan cara yang tenang.

Boleh jadi seorang pemenang Hadiah Nobel

Hubble cuba mendapatkan Hadiah Nobel. Pada akhir 1940-an, dia juga mengupah ejen pengiklanan (dia kini akan dipanggil pengurus PR) untuk mempromosikan kes itu. Tetapi usaha itu sia-sia: tidak ada kategori untuk ahli astronomi. Edwin meninggal dunia pada tahun 1953, semasa penyelidikan saintifik. Untuk beberapa malam, dia melihat obyek extragalactic.

Mimpi bercita-cita terakhirnya masih belum tercapai. Tetapi seorang saintis pasti akan gembira bahawa teleskop angkasa dinamakan sebagai penghormatannya. Dan generasi saudara di dalam minda terus meneroka ruang yang luas dan indah. Ia masih menyembunyikan banyak misteri. Berapa banyak penemuan terletak di hadapan! Dan derivatif konstan Hubble, pasti, akan membantu salah seorang saintis muda menjadi "Copernicus No. 3".

Pertandingan Aristotle

Apa yang akan dibuktikan atau ditolak, seperti ketika teori infiniti, keabadian dan kebolehpuluhan ruang di sekeliling Bumi, yang mana Aristotle sendiri disokong, terbang ke kepingan? Dia mengaitkan simetri dan kesempurnaan kepada alam semesta. Prinsip kosmologi disahkan: semuanya mengalir, semuanya berubah.

Terdapat pendapat bahawa dalam berbilion tahun langit akan kosong dan gelap. Perkembangan itu akan "mengambil" galaksi di luar cakrawala kosmik, dari mana cahaya tidak dapat sampai kepada kita. Adakah pemalar Hubble untuk alam semesta kosong sebenarnya? Apa yang akan menjadi kosmologi dengan sains? Adakah ia akan hilang? Semua ini adalah andaian.

Redshift

Sementara itu, teleskop Hubble mengambil gambar, yang menunjukkan bahawa kekosongan sejagat adalah jauh untuk kita. Dalam persekitaran profesional semasa berpendapat bahawa nilai penemuan Edwin Hubble, tetapi bukan undang-undangnya. Walau bagaimanapun, ia adalah orang yang hampir dengan serta merta diiktiraf dalam kalangan saintifik pada masa itu. Pemerhatian "peralihan merah" bukan sahaja memenangi hak untuk wujud, ia juga relevan dalam abad XXI.

Dan hari ini, menentukan jarak ke galaksi, mereka bergantung kepada ahli sains. Optimis mengatakan bahawa walaupun galaksi kita tetap satu-satunya, kita tidak perlu "terlepas". Akan ada berbilion bintang bintang dan kerdil. Jadi, di sebelah kami masih ada "dunia sejajar", yang perlu disiasat.