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허블 상수. 우주의 확장. 허블의 법칙

누군가 "산란"이라는 단어가순수한 스포츠, 극단적 인 경우 "반 배우자"캐릭터라면 그는 착각합니다. 훨씬 더 흥미로운 해석이 있습니다. 예를 들어, 우주 론적 허블의 법칙은 ... 은하들이 산란하고 있음을 나타냅니다!

일정한 허블

세 종류의 성운

상상해보십시오. 검고 공기가없는 광대 한 공간에서 별계는 조용히 천천히 서로 멀어집니다. 안녕! 안녕!". 아마도 "서정적 여담"을 제쳐두고 과학적 정보로 넘어 가자. 20 세기의 가장 영향력있는 천문학자인 1929 년 미국 과학자 Edwin Powell Hubble (1889-1953)은 우주가 꾸준히 팽창하고 있다고 결론지었습니다.

성인 생활 전체를 바친 남자우주의 구조를 밝히는 것은 미주리 주 마쉬 필드에서 태어났습니다. 그는 어렸을 때부터 천문학에 관심이 있었지만 결국 그는 공인 변호사가되었습니다. 에드윈은 캠브리지 대학을 졸업 한 후 시카고에서 요크 천문대에서 일했습니다. 1 차 세계 대전 (1914-1918) 동안 그는 싸웠습니다. 지난 몇 년 동안 발견은 시간을 거슬러 올라갑니다. 오늘날 전체 과학계는 허블 상수가 무엇인지 알고 있습니다.

발견으로가는 길

정면에서 돌아온 과학자는 시선을 돌려마운트 윌슨 고지대 천문대 (캘리포니아)까지. 그는 그곳에서 고용되었습니다. 천문학에 대한 사랑에 빠진 청년은 60 인치와 100 인치 크기의 거대한 망원경 렌즈를 통해 많은 시간을 보냈습니다. 그 시간 동안-가장 크고 거의 환상적입니다! 발명가는 거의 10 년 동안 장치에 대해 작업하여 이미지의 가능한 최대 배율과 선명도를 달성했습니다.

우주의 눈에 보이는 경계는전 우주. 그것은 빅뱅 (우주적 특이점)의 순간에 나타납니다. 현대 규정에 따르면 물리적 상수의 값은 균일합니다 (빛의 속도, 기본 전하 등을 의미). Metagalaxy에는 800 억 개의 은하가 포함되어 있다고 믿어집니다 (놀라운 수치도 다음과 같이 들립니다 : 10 개의 육경 수와 1 개의 중격 별). 모양, 질량 및 크기-우주의 경우 이것은 지구상에서 받아 들여진 것과 완전히 다른 개념입니다.

허블의 법칙

신비한 세 페이드

확장을 설명하는 이론을 입증하려면우주, 그것은 길고 깊은 연구, 복잡한 비교 및 ​​계산이 필요했습니다. 20 세기 초반, 어제의 군인은 마침내 은하수와는 별도로 관측 된 성운을 분류 할 수있었습니다. 그의 발견에 따르면, 그것들은 나선형, 타원형 및 불규칙한 (세 가지 유형)입니다.

우리에게 가장 가까운 별계에서근처의 안드로메다 나선 성운 인 에드윈은 세 페이드 (파동하는 별의 일종)를 만들었다. 허블의 법칙은 그 어느 때보 다 최종 형태에 가까워졌습니다. 천문학자는이 비콘까지의 거리와 지역 그룹에서 가장 큰 은하의 크기를 계산했습니다. 그의 발견에 따르면 안드로메다는 약 1 조 개의 별 (은하수의 2.5-5 배 크기)을 포함하고 있습니다.

일정한

세 페이드의 본질을 설명하는 일부 과학자들은팽창 식 고무 공과 비교하십시오. 그들은 증가했다가 감소했다가 접근했다가 멀어집니다. 이 경우 반경 속도가 변동합니다. 압축하면 여행자의 온도가 증가합니다 (표면은 감소하지만). 맥동하는 별은 조만간 멈출 특이한 진자입니다.

나머지 성운처럼 안드로메다과학자들은 우리 은하를 연상시키는 섬 우주로 특징 지어집니다. 1929 년에 Edwin은 은하의 방사 속도와 거리가 서로 연결되어 있고 선형 적으로 의존한다는 사실을 발견했습니다. 계수는 메가 파섹 (Mpc) 당 km / s로 표시됩니다. 이것은 소위 허블 상수입니다. 우주는 팽창하고 있습니다-상수는 변하고 있습니다. 그러나 우주 체계의 모든 지점에서 특정한 순간에 그것은 동일합니다. 2016 년-66.93 ± 0.62 (km / s) / Mpc.

광년

계속되는 우주 시스템에 대한 아이디어진화, 확장, 관찰 근거를 받았습니다. 이 과정은 2 차 세계 대전이 시작될 때까지 천문학 자에 의해 활발히 연구되었습니다. 1942 년에 그는 미국 애버딘 시험장의 외부 탄도 부서장이되었습니다. 아마도 세계에서 가장 신비한 과학의 동료가 이것을 꿈꿨습니까? 아니, 그는 멀리 떨어진 은하의 숨겨진 구석의 법칙을 "해독"하고 싶었습니다! 정치적 견해에 관해서는 천문학자는 제 3 제국의 지도자 인 아돌프 히틀러를 공개적으로 비난했습니다. 그의 생애 말기에 허블은 대량 살상 무기 사용에 대한 강력한 반대자로 알려졌습니다. 그러나 성운으로 돌아갑니다.

그레이트 에드윈

시간이 지남에 따라 많은 천문 상수수정되면 새로운 발견이 나타납니다. 그러나 그들은 모두 우주 팽창의 법칙과 비교되지 않습니다. 유명한 XX 세기 천문학 자 허블 (코페르니쿠스 시대 이후로 그와 동등하지 않았습니다!)은 실험 물리학의 창시자 인 갈릴레오 갈릴레이와 항성계의 존재에 대한 혁신적인 결론의 저자 인 윌리엄 허셸과 동등합니다.

허블의 법칙이 발견되기 전에도저자는 미국 국립 과학 아카데미의 회원이되었으며 나중에 다른 국가의 아카데미에서 많은 상을 받았습니다. 많은 사람들이 허블 우주 망원경이 궤도에 진입했으며 10 년 전에 성공적으로 작동했다는 사실에 대해 들어 보셨을 것입니다. 이 이름은 화성과 목성의 궤도 (소행성) 사이를 공전하는 작은 행성 중 하나 인 달의 분화구에 주어집니다.

다음과 같이 말하는 것은 전적으로 공정하지 않습니다.천문학자는 그의 이름을 영속화하는 것을 꿈꿨지만 에드윈이 관심을 끌기를 좋아했다는 정황 적 증거가 있습니다. 영화 배우 옆에서 유쾌하게 포즈를 취하는 그의 사진이 있습니다. 아래에서 우리는 수상자 수준에서 성취를 "고정"하여 우주론의 역사에 들어 가려는 그의 시도에 대해 이야기 할 것입니다.

우주의 확장

Henrietta Leavitt의 방법

영국의 유명한 천체 물리학 자 스티븐 호킹은 그의 저서 A Brief History of Time에서 "우주가 팽창하고 있다는 발견은 20 세기의 가장 큰 지적 혁명"이라고 썼습니다. 허블은 운이 좋았습니다.적시에 적절한 장소. 마운트 윌슨 천문대 (Mount Wilson Observatory)는 새로운 천체 물리학 (나중에 우주론이라고 함) 뒤에있는 관측 작업의 중심이었습니다. 지구상에서 가장 강력한 후커 망원경이 그 당시에 막 작동을 시작했습니다.

하지만 허블 상수는운에 따라. 인내심, 인내심, 과학적 라이벌을 물리 치는 능력이 필요했습니다. 이것이 미국의 천문학 자 Harlow Shapley가 자신의 은하 모델을 제안한 방법입니다. 그는 이미 은하수의 크기를 결정한 과학자로 알려져 있습니다. 그는 Henrietta Swan Leavitt가 1908 년에 편집 한 기술을 사용하여 Cepheid 거리 측정 기술을 광범위하게 사용했습니다. 그녀는 밝은 별에서 나오는 빛의 표준 변화 (세 페이드 변수)에 따라 물체까지의 거리를 설정했습니다.

먼지와 가스가 아니라 다른 은하

Harlow Shapley는 은하의 너비가 300,000이라고 믿었습니다.광년 (허용 값의 약 10 배). 그러나 Shapley는 그 당시 대부분의 천문학 자와 마찬가지로 은하수가 전체 우주라고 확신했습니다. 18 세기에 William Herschel이 처음으로 가정 했음에도 불구하고 그는 상대적으로 가까운 물체에 대한 모든 성운이 하늘의 먼지와 가스 조각 일 뿐이라는 광범위한 믿음을 공유했습니다.

천문 상수

허블이 보낸 씁쓸하고 추운 밤 수후커가 Shapley가 틀렸다는 것을 증명하기 전에 후커의 강력한 망원경에 앉아있었습니다. 1923 년 10 월, Edwin은 M31 성운 (별자리 안드로메다)에서 "깜박이는"물체를 발견하고 그것이 은하수에 속하지 않는다고 제안했습니다. Shapley를 비롯한 다른 천문학 자들이 이전에 탐색 한 동일한 영역을 캡처 한 사진 판을주의 깊게 살펴본 후 Edwin은 그것이 Cepheid라는 것을 깨달았습니다.

발견 된 공간

허블은 Shapley 방법을 사용하여가변 별까지의 거리. 은하수를 훨씬 넘어서는 지구에서 수백만 광년 거리로 추정되는 것으로 밝혀졌습니다. 은하 자체에는 수백만 개의 별이 있습니다. 알려진 우주는 같은 날 극적으로 확장되었고 어떤 의미에서 우주 자체가 발견되었습니다!

New York Times는 다음과 같이 썼습니다."발견 된 나선 성운은 항성계입니다. Hubbel 박사는 우리와 비슷한 '섬 우주'와 유사하다는 견해를 확인했습니다." 이 발견은 천문 세계에 매우 중요했지만 허블의 가장 위대한 순간은 아직 오지 않았습니다.

정적 없음

우리가 말했듯이 코페르니쿠스 2 번의 승리는1929 년 그는 알려진 모든 성운을 분류하고 방출 된 빛의 스펙트럼에서 그 속도를 측정했습니다. 모든 은하가 은하수로부터의 거리에 비례하여 증가하는 속도로 우리에게서 멀어지고 있다는 그의 놀라운 발견은 세계를 충격에 빠뜨 렸습니다. 허블의 법칙은 정적 우주에 대한 전통적인 견해를 취소하고 그 자체가 역학으로 가득 차 있음을 보여주었습니다. 아인슈타인은 놀라운 관찰을하기 전에 고개를 숙였습니다.

허블 거리

상대성 이론의 저자 수정우주의 확장을 정당화 한 자신의 방정식. 이제 허블은 아인슈타인이 옳았다는 것을 보여주었습니다. 허블 시간은 허블 상수 (t)의 역수입니다.X = 1 / H). 이것은 현재 우주 확장의 특징적인 시간입니다.

폭발하고 흩어져

2016 년 상수가 66.93 ± 0.62 (km / s) / Mpc이면 현재 확장은 다음 수치로 특성화됩니다. (4.61 ± 0.05) 1017 s 또는 (14.610 ± 0.016) 109 살이에요. 그리고 다시 약간의 유머.낙관론자들은 은하들이 "산란"하는 것이 좋다고 말합니다. 그들이 가까워지고 있다고 상상하면 조만간 빅뱅이 올 것입니다. 그러나 우주의 기원이 시작된 것은 그와 함께했습니다.

은하들은 다른 곳에서 "돌진"(이동하기 시작)동시에 측면. 제거 속도가 거리에 비례하지 않는다면 폭발 이론은 의미가 없습니다. 또 다른 유도 상수는 허블 거리입니다. 시간과 빛의 속도의 곱 : DX = ctX = c / H. 현재-(1.382 ± 0.015) 1026 m 또는 (14.610 ± 0.016) 109 광년.

그리고 다시 풍선 풍선에 대해.천문학 자조차도 항상 우주의 팽창을 올바르게 해석하는 것은 아니라고 믿어집니다. 일부 전문가들은 물리적 한계를 알지 못하고 고무공처럼 부풀어 오른다 고 생각합니다. 이 경우 은하 자체는 우리에게서 멀어 질뿐만 아니라 움직이지 않는 성단 내부에서 혼란스럽게 "분동"합니다. 다른 사람들은 멀리 떨어진 은하가 빅뱅의 파편에 의해 "떠 다니는"다고 주장하지만, 그들은 그것을 차분하게합니다.

노벨상 수상자가 될 수 있음

허블은 노벨상을 받기 위해 노력했습니다.1940 년대 후반에는 비즈니스를 발전시키기 위해 광고 대행사 (현재는 PR 관리자라고 함)를 고용하기도했습니다. 그러나 그 노력은 헛된 것이 었습니다. 천문학자를위한 범주가 없었습니다. Edwin은 1953 년 과학 연구 과정에서 사망했습니다. 며칠 동안 그는 은하계 외의 물체를 관찰했습니다.

그의 마지막 야심 찬 꿈은미충족. 그러나 과학자는 우주 망원경이 그의 이름을 따서 명명되었다는 사실에 확실히 기뻐할 것입니다. 그리고 여러 세대를 염두에두고있는 형제들은 계속해서 광대하고 멋진 공간을 탐험하고 있습니다. 여전히 많은 수수께끼를 숨기고 있습니다. 얼마나 많은 발견이 앞에 놓여 있습니다! 그리고 허블 상수의 미분은 젊은 과학자들이 "코페르니쿠스 3 번"이되도록 확실히 도울 것입니다.

도전적인 아리스토텔레스

그 때 입증되거나 반증 될 것,아리스토텔레스 자신이지지했던 지구 주변 공간의 무한, 영원, 불변성 이론이 산산조각이 날 때? 그는 대칭과 완벽 함을 우주에 돌 렸습니다. 모든 것이 흐르고 모든 것이 변한다는 우주적 원리가 확인되었습니다.

수십억 년 안에 하늘이비어 있고 어둡습니다. 확장은 빛이 우리에게 도달 할 수없는 우주 지평선 너머의 은하를 "옮길"것입니다. 허블 상수는 빈 우주와 관련이 있습니까? 과학 우주론은 어떻게 될까요? 사라질까 요? 이것들은 모두 가정입니다.

허블 타임

Redshift

그 동안 허블 망원경은증언합니다 : 우리는 여전히 우주의 공허함에서 멀리 떨어져 있습니다. 전문적인 환경에서 Edwin Hubble의 발견은 가치가 있지만 그의 법칙이 아니라는 대중의 의견이 있습니다. 그러나 그 당시 과학계에서 거의 즉시 인정받은 것은 바로 그 사람이었습니다. "적색 편이"에 대한 관찰은 존재할 권리를 얻었을뿐만 아니라 21 세기와도 관련이 있습니다.

그리고 오늘은 은하까지의 거리를 결정하고과학자의 뛰어난 발견에 의존합니다. 낙관론자들은 우리 은하가 유일하다고해도 우리는 "지루"하지 않을 것이라고 주장합니다. 수십억 개의 왜성 별과 행성이있을 것입니다. 이것은 우리 옆에 탐구해야 할 "평행 한 세계"가 여전히 존재한다는 것을 의미합니다.

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