ค่าคงที่ของจักรวาลถูกละโยนไป
เหม็นที่ถนนในกฎความเร็วและระยะทางของฮับเบิลไม่ได้วัดดนตรีในความเป็นจริงเราพิจารณาว่าเป็นความสว่างของซูเปอร์โนวาซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับทางของมันและ redshift z = ∆λ / λของอัปเดตของคุณธรรมความสว่างและสายสัมพันธ์กันของฮับเบิล z
เมื่อรวมการวัดระยะทางแลคของซีเขากับ Vesto Slipher และการ วัดของ ของ Milton Humason ที่เกี่ยวข้องกับกาแลคซีฮับเบิลได้ค้นพบระหว่างการเปลี่ยนสีแดงของมึนและระยะทางจะมี เขากวาง จำนวนมาก ( ทราบแล้วว่าเกิดจาก ความเร็วเฉพาะ – ‘การไหลของฮับเบิล’ ใช้เพื่อประชิดถึงพื้นที่ของอวกาศที่ไกลพอที่ความเร็วถดถอยมีขนาดใหญ่กว่าความเร็วเฉพาะในเมือง) ฮับเบิล สามารถพอตตเส้นจากกาแลคซี 46 แห่งที่เขาศึกษาและได้ค่าสำหรับค่าคงที่ของฮับเบิลที่ 500 km / s / Mpc (สูงกว่าค่าที่สูงในผิดพลาดผิดพลาดใน การตรวจสอบระยะทาง; ดู ขั้นตอนจักรวาล สำหรับรายละเอียด)
ในช่วงเวลาของการค้นพบและกฎของฮับเบิลเป็นที่ยอมรับได้ในการอธิบายสถานการณ์ redshif t แปลว่าเปลี่ยน Doppler ในไลน์ของหมายกำหนดพัทธภาพพิเศษและใช้สูตร Doppler เพื่อความเชื่อมโยง redshift z กับความเร็ววันนี้ในของคำสัมพัทธภาพปกติความเร็วที่ตั้งอยู่ห่างไกลขึ้นอยู่กับการเลือกสนามที่ ใช้ดังนั้นการเปลี่ยนสีแดงอาจทำให้ได้ไม่เหมือนกันว่าเป็น Doppler shift หรือการเปลี่ยนแปลงของจักรวาล (หรือความเงียบงัน) เนื่องจากพื้นที่ขยายตัวหรือบางส่วนการรวมกันของทั้งสอง
กฎของฮับเบิลสามารถอธิบายได้เช่นเดียวกับในเกมแฟ็บเบิล “ซึ่งเร็ว (ใช้ว่าเป็นโดยประมาณกับการเปลี่ยนสีแดง) ของคนถูกพล็อตด้วยความรุนแรง ไปยังห่างห่างจากผู้ขีดเส้นตรงของความคิดเห็นเชิงบวกบนเวทีนี้คือการแสดงภาพกฎหมายของฮับเบิล
ค่าคงที่ของจักรวาลถูกละโยนไป
ใบรายงานการ การค้นพบของฮับเบิลแล้ว Albert Einstein ละโยนงานของเขาเกี่ยวกับค่าคงที่ของจักรวาล ซึ่งเขาได้ออกแบบมาเพื่อแก้ไขสมการสัมพัทธภาพทั่วไปเพื่อให้พวกเขา มันสร้างท่าคงที่ซึ่งเขาคิดว่าเป็นเกมที่ถูกต้องของจักรวาลสมการของไอสไตน์ในแบบจำลองรูปแบบที ง่ายง่ายที่สุดของพวกเขาโดยทั่วไปไม่ว่าจะเป็นเอกภพที่ขยายตัวหรือย่อตัวค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาของไอย์สไตน์ราคาถูกสร้างขึ้นโดยเทียมเพื่อการขยายตัวหรือการแผ่ตัวเพื่อให้ได คอมิคที่คงที่และแบนที่สมบูรณ์แบบการค้นพบของฮับเบิลแปลว่ากำลังขยายตัวในความเป็นจริงไอย์สไตน์เรียกข้อผิดพลาดที่ผิดพลาดของเขาว่าจักรวาลเป็น “ความผิดพลาดครั้งใหญ่ ที่สุด “ของเขาด้วยตัวมันเองตรงตามมพัทธภาพทั่วไปสามารถหลีกเลี่ยงการขยายตัวของเอกภพซึ่งผ่าน การทำความ เช่น การโค้งงอของแสงโดยขนาดใหญ่ หรือ precession ของวงโคจรของซ่อม ) สามารถทำได้โดยวิธีการทดลองกับการสอนทางหลักการของเขาโดยใช้วิธีแก้ปัญหาเฉพาะของสมการที่กำหนดไว้ในตอนแรก
ในปี 1931 ไอย์สไตน์เดินทางไปที่ Mount Wilson Observatory เพื่อขอบคุณฮับเบิลที่ให้หลักการการครอบคลุมวิทยาวิทยา
ค่าคงที่ของจักรวาลได้รับความคิดเห็นในที่ผ่านมาโดย เป็นเนื้อหาสำหรับ ความยุติธรรมมืด .
การเคารพ
ความกว้างของความเร็วฟ้องกับคดี redshift รวมถึงความสัมพันธ์เชิงเปรียบเทียบ นอย่างง่าย v = cz; ความกว้างของรูปทรงที่เป็นไปได้จากความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับสัมพัทธภาพทั่วไปและแนวโค้งที่ไม่อนุญาตให้มีความเร็วเร็วกว่าแสงตามสัญญามพัทธภาพพิเศษเส้นโค้งทั้งหมดเป็นเส้นตรงที่การเปลี่ยนสีแดงต่ำ ดู Davis และ Lineweaver
การค้นพบความสัมพันธ์เชิงแนวระหว่างการเปลี่ยนสีแดงและช่องทางเดินไปกับความสัมพันธ์แนวระหว่าง ความเร็วมอเตอร์ และ redshift ให้นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่ตรงไปตรงมาสำหรับ กฎของฮับเบิล:
สำหรับระยะทาง D ที่ใหญ่กว่ารัศมีของ ทรงกลมฮับเบิล rHSวัตถุจะถอยกลับด้วยอัตราที่เร็วกว่า ค วามเร็วแสง (ดู การใช้งานที่เหมาะสม ระยะห่าง สำหรับการอภิปรายเกี่ยวกับความสำคัญของสิ่งนี้):
เนื่องจาก “ค่าคงที่” ของฮับเบิลเป็นค่าคงที่เฉพาะในอวกาศไม่ใช่ในเวลารัศมีของทรงกลมฮับเบิล อาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงในช่วงเวลาต่างๆ ตัวห้อย ‘0’ ระบุค่าของค่าคงที่ของฮับเบิลในปัจจุบัน หลักฐานปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าการขยายตัวของเอกภพกำลังเร่งขึ้น (ดูที่ การเร่งเอกภพ ) ซึ่งหมายความว่าสำหรับกาแลคซีใด ๆ ความเร็วถดถอย dD / dt จะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อกาแลคซีเคลื่อนที่ไปยังระยะทางที่มากขึ้น ; อย่างไรก็ตามพารามิเตอร์ของฮับเบิลถูกคิดว่าจะลดลงตามเวลาซึ่งหมายความว่าถ้าเราดูระยะทางคงที่ D และดูกาแลคซีต่าง ๆ ที่ผ่านระยะทางนั้นกาแลคซีในภายหลังจะผ่านระยะทางนั้นด้วยความเร็วที่น้อยกว่าก่อนหน้านี้ .
Redshift velocity และ recessional velocity
Redshift สามารถวัดได้โดยการกำหนดความยาวคลื่นของการเปลี่ยนแปลงที่ทราบเช่นเส้นαของไฮโดรเจนสำหรับควาซาร์ที่อยู่ห่างไกลและการค้นหาการเปลี่ยนเศษส่วนเมื่อเทียบกับการหยุดนิ่ง เอกสารอ้างอิง. ดังนั้นการเปลี่ยนสีแดงจึงเป็นปริมาณที่ไม่คลุมเครือสำหรับการสังเกตการทดลอง ความสัมพันธ์ของ redshift กับความเร็วถอยเป็นอีกเรื่องหนึ่ง สำหรับการอภิปรายอย่างละเอียดโปรดดู Harrison
Redshift velocity
redshift z มักถูกอธิบายว่าเป็นความเร็ว redshift ซึ่งเป็นความเร็วถอยที่จะทำให้เกิด redshift เท่ากันหากเกิดจาก a เชิงเส้น เอฟเฟกต์ดอปเลอร์ (ซึ่งไม่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเกิดจากส่วนหนึ่งของ การขยายตัวของจักรวาลวิทยา และเนื่องจากความเร็วที่เกี่ยวข้องมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะใช้ a สูตรที่ไม่สัมพันธ์กันสำหรับ Doppler shift) ความเร็วในการเปลี่ยนสีแดงนี้สามารถสูงกว่าความเร็วแสงได้อย่างง่ายดาย กล่าวอีกนัยหนึ่งในการกำหนดความเร็วของการเปลี่ยนสีแดง v rs จะใช้ความสัมพันธ์:
นั่นคือไม่มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างความเร็วของการเปลี่ยนสีแดงและการเปลี่ยนสีแดง: เป็นสัดส่วนที่มั่นคงและไม่เกี่ยวข้องกับเหตุผลทางทฤษฎีใด ๆ แรงจูงใจที่อยู่เบื้องหลังคำศัพท์ “redshift velocity” คือความเร็วของการเปลี่ยนสีแด งจะตกลงกับความเร็วจากการทำให้เรียบง่ายความเร็วต่ำของสูตรที่เรียกว่า Fizeau-Doppler
ความเร็วถอย
สมมติว่า R (t) เรียกว่าสเกลแฟคเตอร์ของจักรวาลและเพิ่มขึ้นเมื่อเอกภพขยายตัวในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับ เลือกแบบจำลองจักรวาลวิทยา ความหมายของมันคือระยะทางที่เหมาะสมทั้งหมดที่วัดได้ D (t) ระหว่างจุดเคลื่อนที่ร่วมจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกับ R (จุดที่เคลื่อนที่ร่วมจะไม่เคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กันยกเว้นเป็นผลมาจากการขยายตัวของพื้นที่) กล่าวอีกนัยหนึ่ง
การสังเกตของพารามิเตอร์
พูดอย่างเคร่งครัดทั้ง v และ D ในสูตรไม่สามารถสังเกตได้โดยตรงเนื่องจากเป็นคุณสมบัติของกาแลคซีในขณะที่การสังเกตของเราอ้างถึงดาราจักร ในอดีตในเวลาที่แสงที่เราเห็นในปัจจุบันทิ้งไว้
สำหรับกาแล็กซีที่ค่อนข้างใกล้เคียง (redshift z น้อยกว่าเอกภาพมาก) v และ D จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงมากนักและสามารถประมาณค่า v ได้โดยใช้สูตร v = zc {\ displaystyle v = zc} โดยที่ c คือความเร็วแสง สิ่งนี้ทำให้เกิดความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ที่พบโดยฮับเบิล
สำหรับกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลจะไม่สามารถคำนวณ v (หรือ D) จาก z ได้โดยไม่ต้องระบุแบบจำลองโดยละเอียดว่า H เปลี่ยนแปลงอย่างไรตามเวลา การเปลี่ยนสีแดงไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับความเร็วถดถอยในขณะที่แสงดับลง แต่มันมีการตีความง่ายๆ: (1 + z) เป็นปัจจัยที่จักรวาลขยายตัวในขณะที่โฟ ตอนกำลังเดินทางไปหาผู้สังเกต
