Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 9. Элементы астрофизики

§ 58. Вселенная

Закон Хаббла

1. Самый большой объект, который изучает астрономия, — Вселенная. Она уникальна, мы не можем её сравнивать с чем-нибудь. Сейчас доступны для непосредственных наблюдений явления, происходящие в микромире в масштабах до 10^-16 м и в макромире в масштабах вплоть до 10²⁶ м. В микромире физика изучает поведение атомов и элементарных частиц. В макромире астрономы изучают планеты, звёзды и галактики.

Изучение галактик привело астрономов к выводу, что Вселенная расширяется. Расширение Вселенной проявляется в наблюдаемом разбегании галактик. В 20-х гг. XX в. американский астроном Хаббл установил, что скорость υ, с которой галактика удаляется от нас, пропорциональна расстоянию r до неё:

υ = Hr.

В этом состоит закон Хаббла.

Если скорость измерять в км/с, а расстояние до галактики в мегапарсеках (1 Мпк = 10⁶ пк = 3 • 10¹⁹ км), то коэффициент пропорциональности — постоянная Хаббла — Н = 72 км/(с • Мпк).

Складывается впечатление, как будто произошёл взрыв и все галактики разлетаются от центра этого взрыва, в котором находится наша Галактика.

Наблюдаемое расширение Вселенной объясняется на основе теории тяготения, разработанной Эйнштейном. Из закона Хаббла легко оценить, когда этот взрыв произошёл и возникла наблюдаемая Вселенная. Для этого путь r, пройденный галактикой, нужно поделить на её скорость υ.

Таким образом, около 13 млрд лет назад всё вещество метагалактики было сосредоточено в небольшом объёме и плотность вещества была настолько высокой, что ни галактик, ни звёзд не существовало. Пока не ясны ни физические процессы, протекавшие до этого сверхплотного состояния вещества, ни причины, вызвавшие расширение Вселенной. Ясно одно, что со временем расширение привело к значительному уменьшению плотности вещества и на определённом этапе расширения стали формироваться галактики и звёзды.

Эдвин Пауэлл Хаббл (1889—1953) — американский астроном, член Национальной академии наук в Вашингтоне. Основные труды посвящены изучению галактик. Предложил классификацию наблюдаемых туманностей; сумел обнаружить звёзды, из которых состоят некоторые ближайшие к нам галактики, и тем самым доказал, что они представляют собой звёздные системы, подобные нашей Галактике; установил зависимость между красным смещением галактик и расстоянием до них, определил численное значение коэффициента этой зависимости (постоянная Хаббла).

Окончание >>>