ความเร็วในการขยายตัวของฮับเบิลเทียบกับความเร็วสัมพัทธ์
ในการใช้กฎของฮับเบิลเพื่อกำหนดระยะทางสามารถใช้ได้เฉพาะความเร็วเนื่องจากการขยายตัวของเอกภพเท่านั้น เนื่องจากกาแล็กซีที่มีปฏิสัมพันธ์ด้วยความโน้มถ่วงเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กันโดยไม่ขึ้นกับการขยายตัวของเอกภพจึงจำเป็นต้องมีการคำนวณความเร็วสัมพัทธ์เหล่านี้ที่เรียกว่าความเร็วเฉพาะในการใช้กฎของฮับเบิล
เอฟเฟกต์ Finger of God เป็นผลลัพธ์อย่างหนึ่งของปรากฏการณ์นี้ ในระบบ ที่มีแรงโน้มถ่วง เช่นกาแลคซีหรือระบบดาวเคราะห์ของเราการขยายตัวของอวกาศเป็นผลกระทบที่อ่อนแอกว่าแรงโน้มถ่วงที่น่าดึงดูดใจมาก
การพึ่งพาเวลาของพารามิเตอร์ฮับเบิล
พารามิเตอร์ H {\ displaystyle H} โดยทั่วไปเรียกว่า“ ค่าคงที่ของฮับเบิล” แต่นั่นเป็นการเรียกที่ผิดตั้งแต่ มันคงที่ในอวกาศในเวลาที่กำหนดเท่านั้น มันแตกต่างกันไปตามเวลาในแบบจำลองเกี่ยวกับจักรวาลเกือบทั้งหมดและการสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลทั้งหมดก็เป็นการสังเกตการณ์ในอดีตอันไกลโพ้นเมื่อ “ค่าคงที่” มีค่าแตกต่างกัน “ พารามิเตอ ร์ฮับเบิล” เป็นคำที่ถูกต้องกว่าโดยมี H 0 {\ displaystyle H_ {0}} แสดงถึงค่าปัจจุบัน
อีกแหล่งหนึ่งของความสับสนคือเอกภพที่เร่งความเร็วไม่ได้หมายความว่าพารามิเตอร์ของฮับเบิลจะเพิ่มขึ้นตามเวลา ตั้งแต่ H (t) ≡ a ˙ (t) / a (t) {\ displaystyle H (t) \ equiv {\ dot {a}} (t) / a (t)} ในรุ่นเร่งส่วนใหญ่ a {\ displaystyle a} จะเพิ่มขึ้นค่อนข้างเร็วกว่า a ˙ {\ displaystyle {\ dot {a}}} ดังนั้น H จึงลดลง กับเวลา. (ความเร็วถดถอยของกาแลคซีที่เลือกหนึ่งดวงจะเพิ่มขึ้น แต่กาแลคซีต่างกันที่ผ่านทรงกลมที่มีรัศมีคงที่ข้ามทรงกลมช้ากว่าในเวลาต่อมา)
ในการกำหนดพารามิเตอร์การชะลอตัว แบบไร้มิติ
q ≡ – a ¨ aa ˙ 2 {\ displaystyle q \ equiv – {\ frac {{\ ddot {a}} \, a} {{\ dot {a}} ^ {2}}}} , ตามนั้น
d H dt = – H 2 (1 + q) {\ displaystyle {\ frac {dH} {dt}} = – H ^ {2} (1 + q)}
จากนี้ จะเห็นว่าพารามิเตอร์ของฮับเบิลจะลดลงตามเวลาเว้นแต่ q < − 1 {\displaystyle q<-1} ; สิ่งหลังจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเอกภพมี พลังงานผี ซึ่งถือว่าเป็นไปไม่ได้ในทางทฤษฎี
อย่างไรก็ตามในแบบจำลองมาตรฐาน ΛCDM q {\ displaystyle q} จะมีแนวโน้มที่ −1 จากด้านบนในอนาคตอันไกลเป็นค่าคงที่ของจักรวาล มีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อย ๆ ในเรื่อง; หมายความว่า H {\ displaystyle H} จะเข้าใกล้จากด้านบนเป็นค่าคงที่ที่ ≈ 57 {\ displaystyle \ ประมาณ 57} km / s / Mpc และจากนั้นสเกลแฟคเตอร์ของเอกภพจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามกาลเวลา
กฎของฮับเบิลในอุดมคติ
การได้มาทางคณิตศาสตร์ของกฎของฮับเบิลในอุดมคติสำหรับเอกภพที่ขยายตัวสม่ำเสมอเป็นทฤษฎีบทพื้นฐานที่ค่อนข้างเป็นธรรมของเรขาคณิตใน 3 มิติ คาร์ทีเซียน / มุมมองของนิวตันซึ่งถือเป็น ปริภูมิ เป็น ที่เป็นเนื้อเดียวกันและไอโซเรียกปิก ทั้งหมด (คุณสมบัติไม่แตกต่างกัน กันไปตามตำแหน่งหรือผล) ทฤษฎีบทที่ระบุไว้เพียงแค่นี้คือ:
จุดสองจุดใด ๆ ที่ขับออกไปจากจุดต่างๆตามแนวเส้นตรงและด้วยความเร็วตามกับระยะทางจากจุดกำเนิดจะออก จากกันโดยมีความเร็วเป็นช่องกับทางที่ห่างกัน.
อันที่จริงสิ่งนี้ใช้ได้กับช่องว่างที่ไม่ใช่คาร์ทีเซียนหญิงที่มันเป็นเนื้อเดียวกันและไอโซเรียกปิกโดยเฉพาะกับช่องว่างที่โค้งเป็นลบและบวกซึ่งมักจะเป็นแบบของ จักรวาล (ดู รัศมีของจักรวาล )
การสร้างที่เกิดจากทฤษฎีบทนี้คือการมองเห็นระยะห่างจากเราบนโลกไม่ได้เป็นเครื่องชี้ว่าโลกตั้งอยู่ใกล้ซึ่ง การขยายตัวจะเกิดขึ้น แต่ผู้พยายามทุกคนในจักรวาลที่ขยายตัวจะมองเห็นที่ถอยห่างจากพวกเขา
ผู้ใหญ่และข้ามขั้นสูงของจักรวาล
คาง และ ความเสี่ยงทางคดีสูงสุดของจักรวาล สามารถกำหนดได้โดยการวัดค่าคงที่ของฮับเบิลในปัจจุบันและการประเมินค่าด้วยค่าที่ได้ค่าของรำการการตัวซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยค่าของทุกคน ความมั่นใจ (Ω M สำหรับ สสาร และΩ Λ สำหรับความมืด) “จักรวาลปิด” ที่มีΩ M >1 และ Ω Λ = 0 หยุดลงใน Big Crunch และซากน้อยฮับเบิลมาก “จักรวาลเปิด” ที่มีΩ M ≤ 1 และΩ Λ = 0 ขยายตัวตลอดไปและล้ำที่ใกล้เคียงกับฮับเบิลมากขึ้น สำหรับเอกภพที่เร่งความเร็วที่ไม่มีศูนย์Ω Λ ที่เราอยู่อาศัยของเอกภพนั้นใกล้เคียงกับฮับเบิลมากโดยบังเอิญ
ค่าของแรมฮับเบิลจะแจ้งตลอดเวลาไม่ ว่าจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงขึ้นอยู่กับบนค่าของห้องโดยสารที่เรียกว่า deceleration q {\ displaystyle q} ซึ่งกำหนดโดย
q = – (1 + H ˙ H 2) {\ displaystyle q = – \ left (1 + {\ frac {\ dot {H}} {H ^ {2}}} \ right).}
ในจักรวาลที่มีการแฟงตัวศูนย์จะเป็นไป ตามที่นั่น H = 1 / t โดยที่ t คือเวลาตั้งแต่บิ๊กแบงค่าที่ไม่ขึ้นกับเวลาของ q {\ displaystyle q} เพียงแค่ต้องการการรวม ของสมการ Friedmann ย้อนกลับจากช่วงเวลาไปจนถึงเวลาที่ comoving Horizon ขนาดเป็นศูนย์
คิดมานานแล้วว่า q เป็นค่าบวกแสดงว่าการขยายตัวช้าเนื่องจากแรงกดดันของโลก นี่อาจหมายถึงบอกถึงความคืบหน้าของจักรวาลที่น้อยกว่า 1 / H (ซึ่งประมาณ 14 พันล้านปี) ตัวอย่างเช่นค่า q ของ 1/2 (เคยเป็นที่ชื่นชอบของนักคุมส่วนใหญ่) จะให้ข้ามของจักรวาลเป็น 2 / (3H) การค้นพบในปี 1998 ที่เห็นได้ชัดว่า q เป็นลบพาดว่าเอกภพอาจขัดข้อง 1 / H อย่างไรก็ตามการนับสิบ ของเอกภพ นั้นใกล้เคียงกับ 1 / H มาก
ความสัมพันธ์ของโอลเบอร์ส
การขยายตัวของข้าศึกที่สตรีโดยการควบคุมบิ๊กแบงเกี่ยวกับกฎของฮับเบิลที่เกี่ยวข้องกับหนังสือเก่าว่า ความกังวล ของโอเบอร์ส : ถ้าเอกภพเป็น ขนาด ไ หยุด, คงที่ และเต็มไปด้วยการกระจายตัวของดาว อย่างสม่ำเสมอ จากนั้นทุกอย่างของการมองเห็นบนจะว่างที่ดาวและบนจะมีความสว่าง อักษรพื้นผิวของดาวโบราณยามลับแลครึ้มเป็นส่วนใหญ่
ระดับที่ 17 นักวิทยาศาสตร์และนักคิดคนอื่น ๆ ได้วิธีการที่เป็นไปได้มากมายในการแก้ไขปัญหาความขัดแย้ง นี้ แต่การแก้ปัญหาที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบันขึ้นอยู่กับส่วนหนึ่งของโครงสร้างบิ๊กแบงและในส่วนหนึ่งของการขยายตัวของฮับเบิล: ในจักรวาลที่มีอยู่เป็นระยะเวลามีเพียงแสงของ ดวงดาวจำนวน จำกัด ที่มีเวลาไม่เพียงพอที่จะมาถึงเราและความผิดพลาดได้รับการแก้ไขนี้ในจักรวาลที่กำลังขยายตัวที่อยู่ห่างไกลจะถอยห่างออกไปจากเราซึ่งทำให้แสงที่ออกมาจากพวกมัน ถูกเปลี่ยนเป็นสีแดงและลดความสว่างตามเวลาที่เราเห็น
ทั้ฮับเบิลไร้ซึ่ง
แทนในการทำงานกับค่าคงที่ของฮับเบิลแนวทางปฏิบัติทั่วไป คือการแนะนำ ทั้วฮับเบิลแบบหลายไร้ โดยปกติจะแสดงด้วย h และเขียนของฮับเบิล H 0 เป็น h × 100 กม. sMpc ความไม่แน่นอนการรับประกันทั้งหมดของค่าที่แท้จริงของ H 0 จะถูกลดลงเป็น h ในบางครั้งอาจมีการเลือกค่าเฉลี่ยที่ไม่ใช่ 100 ซึ่งในกรณีนี้จะมี การนำเสนอตัวห้อยหลัง h เพื่อหลีกเลี่ยงความยุ่งเหยิงเช่น. h 70 หมายถึง H 0 = 70 ชม. 70 {\ displaystyle H_ {0} = 70 \, h_ {70}} km s Mpc ซึ่งหมายถึง h 70 = h / 0.7 {\ displaystyle h_ {70} = h / 0.7} .
สิ่งนี้ไม่ควรสับสนกับ ค่าไร้เครื่อง ของค่าคงที่ของฮับเบิลโดยปกติจะแสดงใน รูปของ ซูมอาวุธ ได้จากการคูณ H 0 ด้วย 1.75 × 10 (จากคำพูดของลาดตระเวนและ tP) เช่นสำหรับ H 0 = 70 โบลิโบล 1.2 ×ได้รับ 10
การหาค่าคงที่ของฮับเบิล
ค่าของค่าคงที่ของฮับเบิลรวมถึงความไม่แน่นอนในการวัดสำหรับการสำรวจ ล่าสุด
ค่าของค่าคงที่ของฮับเบิลถูกประมาณโดยการวัดการเปลี่ยนสีแดงของกาแลคซีที่อยู่ห่างจากนั้นกำหนดระยะทางด้วยวิธีการอื่นที่ไม่กฎของฮับเบิล นี้เป็นส่วนหนึ่งของ ระยะห่างของจักรวาล สำหรับการวัดระยะทางไปยังสังคมนอกโลกความไม่แน่นอนในการศึกษาทางที่ใช้ในการกำหนดระยะทางเหล่านี้ให้เกิดการค่าคงที่ ของฮับเบิลที่แตกต่างกันไป “สำหรับดาว (จำนวนฉันและรอบ II) การพูดเช่นเดียวกันทำให้เขาพบว่ามีดาวดังแสงเซเฟออยู่สองประโคน ทเขาใช้การค้นพบนี้ขนาดของเอกภพที่ทำความรู้จักโดยเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากการคำนวณก่อนหน้านี้โดย ฮับเบิล ในปีพ. ศ. 2472 เขาประกาศว่าการค้นพบครั้งนี้สร้างความประหลาดใจอย่างมากในการประชุม เกินขีดสากล ในปี พ.ศ. 2495 ในแน่น.
ในเดือนตุลาคม 2018 นักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอวิธีที่สามใหม่ (สองวิธีก่อนหน้านี้วิธีหนึ่งขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนสีแดงและอีกวิธีหนึ่งบนเสาห่างของจักรวาลให้ผลลัพธ์ที่ไม่เห็นด้วย ) โดยใช้ข้อมูลจาก กระแสความประพฤติปฏิบัติ ขัดขืน (โดยเฉพาะบุคคลที่เกี่ยวข้องกับ การรวมตัวของดาวทวิช เช่น GW170817 ) ของการกำหนดค่าคงที่ของฮั บเบิล
ในเดือนกรกฎาคม 2019 นักวิทยาการรายงานว่าสิ่งใหม่วิธีการตรวจสอบค่าคงที่ของฮับเบิลและแก้ไขความผิดพลาดของวิธีการก่อนหน้านี้ได้รับการเสนอการเสนอโดยอาศัยการรวมกัน ของคู่ของ ดาวทวิช ชนะการตรวจจับการรวมดาวคู่ขนานของ GW170817 การวัดค่าคงที่ของฮับเบิลคือ 70.3 + 5.3
−5.0 (กม. / เชน) / Mpc
ขณะนี้ในเดือนกรกฎาคม 2019 นักวิจารณ์รายงานวิธีการใหม่อีกวิธีหนึ่งโดยใช้ข้อมูลจาก ฮับเบิลจอหอ และอิงตามทางไปยัง ดาวยักษ์แดง อาจารย์โดยใช้ส่วนปลาย ของตัวชี้วัดทิศทางทางสาขายักษ์แดง (TRGB) การวัดค่าคงที่ของฮับเบิลคือ 69.8 + 1.9
−1.9 (km / s) / Mpc
