Hubblen laki

Hubblen laki tai Hubble-Lemaîtren laki on nimi havainnolle, jonka mukaan:

Kaikilla syvällä avaruudessa havaituilla kohteilla on Doppler-siirtymä, joka on mitattu nopeus suhteessa Maahan ja toisiinsa;
Maasta etääntyvien galaksien Doppler-siirtymän mittaama nopeus on verrannollinen niiden etäisyyteen Maasta ja kaikista muista tähtienvälisistä kappaleista.

Todellisuudessa havaittavan maailmankaikkeuden aika-avaruus laajenee, ja Hubblen laki on tämän suora fyysinen havainto. Se on perusta uskolle maailmankaikkeuden laajenemiseen, ja se on todiste, johon usein vedotaan alkuräjähdysmallin tueksi.

Vaikka laki liitetään yleisesti Edwin Hubbleen, Georges Lemaître johti sen ensimmäisenä yleisestä suhteellisuusteoriasta vuonna 1927 julkaistussa artikkelissaan. Siinä hän esitti, että maailmankaikkeus laajenee, ja ehdotti laajenemisnopeudelle arvoa, jota nykyään kutsutaan Hubble-vakioksi. Kaksi vuotta myöhemmin Edwin Hubble vahvisti kyseisen lain olemassaolon ja määritti tarkemman arvon vakiolle, joka nyt kantaa hänen nimeään. Kohteiden taittumisnopeus päätettiin niiden punasiirtymistä, joista monet oli aiemmin mitannut Vesto Slipher vuonna 1917 ja jotka hän oli suhteuttanut nopeuteen.

Laki ilmaistaan usein yhtälöllä v = H0D, jossa H0 on suhteellisuusvakio (Hubble-vakio) galaksin "oman etäisyyden" D ja sen nopeuden v välillä (ks. Oman etäisyyden käyttö). H0 ilmoitetaan yleensä muodossa (km/s)/Mpc, joka antaa 1 megaparsekunnin (3,09×1019 km) päässä olevan galaksin nopeuden km/s. H0:n käänteisluku on Hubble-aika.

Vuonna 2011 tehty Hubble-vakiota koskeva tuore arvio, jossa käytettiin Hubble-avaruusteleskoopin (HST) uutta infrapunakameraa mittaamaan etäisyyttä ja punasiirtymää joukolle tähtitieteellisiä kohteita, antaa arvoksi H0 = 73,8 ± 2,4 (km/s)/Mpc. Vaihtoehtoinen lähestymistapa, jossa käytettiin tietoja galaktisista klustereista, antoi arvon H0 = 67,0 ± 3,2 (km/s)/Mpc.

Useita muita menetelmiä on käytetty, ja tulokseksi on saatu 70-72 (km/s)/Mpc. Tuore (2016) menetelmä, jossa käytetään maailmankaikkeuden vanhinta valoa, viittaa siihen, että Hubble-vakion arvo oli 66,53 km/s / megaparsec pian laajenemisen alkamisen jälkeen. Tämä viittaa siihen, että laajenemisnopeus on kasvanut.

Absorptioviivat kaukaisen galaksien superjoukon näkyvässä spektrissä (oikealla) verrattuna absorptioviivoihin Auringon optisessa spektrissä (vasemmalla). Nuolet osoittavat punasiirtymän. Aallonpituus kasvaa kohti punaista ja sen jälkeen (taajuus pienenee).

Aiheeseen liittyvät sivut

Luonnon aikajana

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on Hubblen laki?

V: Hubblen laki eli Hubble-Lemaîtren laki on tähtitieteellinen havainto, jonka mukaan kaikilla syvällä avaruudessa havaituilla objekteilla on doppler-siirtymä, joka on verrannollinen niiden etäisyyteen Maasta ja muista tähtienvälisistä kappaleista mitattuun nopeuteen. Sen mukaan havaittavan maailmankaikkeuden aika-avaruuden tilavuus laajenee.

K: Kuka johti tämän lain ensimmäisenä?

V: Georges Lemaître johti lain ensimmäisenä yleisen suhteellisuusteorian yhtälöistä vuonna 1927 julkaistussa artikkelissaan.

K: Kuka vahvisti sen olemassaolon?

V: Edwin Hubble vahvisti lain olemassaolon kaksi vuotta myöhemmin ja sai tarkemman arvon vakiolle, joka nyt kantaa hänen nimeään.

K: Miten taantumanopeus mitattiin?

V: Taantumanopeus johdettiin Vesto Slipherin vuonna 1917 mittaamista punasiirtymistä, jotka hän yhdisti nopeuteen.

K: Millä yhtälöllä tämä laki ilmaistaan?

V: Laki ilmaistaan usein yhtälöllä v = H0D, jossa H0 on suhteellisuusvakio (Hubble-vakio) galaksin oman etäisyyden D ja sen nopeuden v välillä.

K: Missä yksikössä H0 yleensä ilmoitetaan?

V: H0 ilmoitetaan yleensä yksikössä (km/s)/Mpc, joka antaa 1 megaparsekunnin (3,09×1019 km) päässä sijaitsevan galaksin nopeuden km/s:ssa.

K: Mitä on ehdotettu viimeaikaisista H0:n arvioista? A Viimeisimmän, vuonna 2011 tehdyn arvion mukaan H0 = 73,8 ± 2,4 (km/s)/Mpc, kun taas vaihtoehtoinen lähestymistapa, jossa käytettiin galaksijoukkojen tietoja, antoi arvon 67 ± 3,2 (km/s)/Mpc ja muut menetelmät antoivat arvoja välillä 70-72 (km/s)/Mpc . Tuoreen, vuonna 2016 kehitetyn menetelmän mukaan se on saattanut olla 66,53 km/s/ megaparsec pian laajenemisen alkamisen jälkeen, mikä viittaa siihen, että laajenemisnopeus on kasvanut ajan mittaan.