Реферат: Закон Хаббла

Станислав Кравченко

В связи с поступающими в мой адрес письмами по поводу публикации статьи “Философия космологии”, в том числе и критического характера, есть необходимость детализации вопроса, касающегося непосредственно эмпирической закономерности, известной как Закон Хаббла. Эта закономерность опирается, как известно, на достаточно давнее астрономическое открытие Хабблом в его наблюдениях 1927-1929 гг зависимости расчетных по наблюдаемому красному смещению лучевых скоростей двух дюжин галактик от оцененного им расстояния до них. Закономерность была линейной и создавала впечатление радиального “разбегания” галактик от единого эпицентра – Земли. Количественным итогом этих наблюдений является сформулированный в 1929 году Хабблом "закон разбегания", согласно которому все галактики (в среднем) удаляются от нас и скорость этого разбегания “v” приблизительно прямо пропорционально расстоянию “r” до рассматриваемой галактики:

1. v=Hr, где

v – радиальная скорость удаления от эпицентра,

H – константа (H~ 50 – 100 км/с/Мпк),

r – удаление наблюдаемого объекта.

В разное время константа – постоянная Хаббла – оценивалась по-разному. В настоящее время ее оценочное значение составляет H ≈ 73.3 ± 0.1 км/с/Мпк.

Закон Хаббла приводит к нескольким, достаточно парадоксальным, но неизбежным, на первый взгляд, следствиям.

Обратная экстраполяция векторов скоростей неотвратимо приводит к понятию “Большого Взрыва” во вполне конкретный момент времени и в конкретной точке пространства.

Конечность максимальной физической скорости (скорости света) делает конечной нашу Вселенную.

2. Rmax=C/H, где

Rmax – максимально возможное расчетное удаление по закону Хаббла,

С – скорость света,

Н – постоянная Хаббла.

Абсолютное большинство наиболее популярных космологических сценариев эволюции Вселенной делалось с оглядкой на эти следствия.

Впрочем, сама постоянная Хаббла (H) таковой не является принципиально. При неизменности во времени модулей векторов “разбегания” она является функцией плотности вещества и изменяется обратно пропорционально времени, прошедшего с момента “Большого Взрыва”. Предположим, что фронтальное движение материи происходит со скоростью, очень близкой к скорости света, в силу чего положение материального фронта “Большого Взрыва” определяется уравнением:

3. Rmax=CТ, где:

С – константа скорости света,

Т- промежуток времени от момента “Большого Взрыва”.

Тогда, с учетом уравнения 2. зависимость постоянной Хаббла от времени будет следующей (Rmax=C/H=СТ):

4. H=1/Т

Сам Закон Хаббла во времени будет выглядеть следующим образом:

4. v=Hr=r/T

Не будем вдаваться в достаточно полемические вопросы происхождения красного смещения, действительности “разбегания”, сосредоточимся на самом Законе.

Рис.1. Зависимости Постоянной Хаббла (Н) и пространственного распределения скоростей во времени.

Примем за основу достаточно обоснованный и фундаментальный космологический принцип, согласно которому Вселенная в среднем однородна и изотропна. Под однородностью понимается утверждение, что где бы вы ни оказались во Вселенной, ее крупномасштабная структура выглядела бы одинаково; под изотропией понимается утверждение, что Вселенная выглядит одинаково во всех направлениях.

Этот принцип необходимо требует, что в силу однородности и изотропности пространства поведение материи в любом месте будет таким же, как и в любом другом. Из этого столь же необходимо следует, что, если и наблюдается явление “разбегания”, то оно должно быть в среднем везде одинаковым и норма приращения скорости на единицу расстояния должна быть везде одной и той же.

На первый взгляд закон Хаббла полностью соответствует космологическому принципу. К сожалению, только на первый взгляд.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--