Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
Научное занудство

Структура вселенной. Расстояния.

Предыдущая часть. Часть 2. Достаточно быстро, через несколько десятков лет, стало понятно, что была не правильно оценена яркость переменных звёзд. Когда внесли поправку, постоянная Хаббла резко уменьшилась, с 500-600 км/с на мегапарсек, она стала в районе 150 и современное значение было уже рассчитано позднее. Диаграмма с которой начинал Хаббл выглядит практически так же как и в настоящее время. Если смотреть распределение галактик, где-то порядка 10 мегапарсек от нас, мы в центре, то видно большие структуры - это спутники вокруг нашей галактики и вокруг туманности Андромеда. И видно, что начиная с расстояния где-то в 1 мегапарсек, практически все галактики удаляются от нас, за исключением некоторых, которые являются членами других массивных групп галактик. Иногда движение может быть встречным к нам. Это происходит из-за случайных движений внутри групп галактик, они имеют большую отрицательную скорость, и в результате оказывается для наблюдателя, что они движутся на нас. Но группа
Оглавление
https://pin.it/khmncjtnivro5k
https://pin.it/khmncjtnivro5k

Предыдущая часть.

Часть 2.

Достаточно быстро, через несколько десятков лет, стало понятно, что была не правильно оценена яркость переменных звёзд. Когда внесли поправку, постоянная Хаббла резко уменьшилась, с 500-600 км/с на мегапарсек, она стала в районе 150 и современное значение было уже рассчитано позднее. Диаграмма с которой начинал Хаббл выглядит практически так же как и в настоящее время.

https://pin.it/gcmlmsvg4uesyz
https://pin.it/gcmlmsvg4uesyz

Если смотреть распределение галактик, где-то порядка 10 мегапарсек от нас, мы в центре, то видно большие структуры - это спутники вокруг нашей галактики и вокруг туманности Андромеда. И видно, что начиная с расстояния где-то в 1 мегапарсек, практически все галактики удаляются от нас, за исключением некоторых, которые являются членами других массивных групп галактик. Иногда движение может быть встречным к нам. Это происходит из-за случайных движений внутри групп галактик, они имеют большую отрицательную скорость, и в результате оказывается для наблюдателя, что они движутся на нас. Но группа, как целое, с единым центром масс, с достаточно большой скоростью все-таки движется от нас.

Зная подробно диаграмму Хаббла, мы можем посмотреть как она выглядит на самом-самом небольшом расстоянии от нашей местной группы галактик. Действительно, начиная с 1 мегапарсека, наблюдается очень чёткое выполнение закона Хаббла. И на самом деле это являлось лишь большей загадкой.

Закон Хаббла в классическом виде подразумевает что скорость пропорциональна расстоянию, и это является следствием однородности и изотропности вселенной.

Есть космологический принцип - а именно, такое соотношение, что для наблюдателя кажется будто мы находимся в центре Вселенной, что все Галактики разлетаются от нас. Именно закон Хаббла в таком линейном виде инвариантен относительно смены позиции наблюдателя. То есть, если мы переместимся в другую галактику и посмотрим на расширение вселенной с другого места, мы обнаружим ту же самую зависимость.

Если бы зависимость была другого вида, вот такое перемещение не было бы инвариантно. В другой точке мы бы видели другую зависимость расширения вселенной. Линейная зависимость закона Хаббла является следствием однородности и изотропности вселенной.

Изотропность это то, что вселенная выглядит одинаково и не меняет своих свойств в зависимости от направления. Однородность значит, что свойства вселенной везде одинаковы, в какой бы точке вселенной мы не оказались.

Но на близком расстоянии от местной группы, понятно, что никакой однородности не существует. У нас есть выделенный центр, у нас есть очень массивная группа галактик. И несмотря на это, мы наблюдаем достаточно четкий Хабловский поток.

Далее мы перейдем от рассмотрения расширения вселенной на малых масштабах, порядка 10-20 мегапарсек, к тому как это происходит уже на космологических масштабах порядка Z единицы. Если взять данные по наблюдению сверхновых, то есть принимать сверхновые такими эталонными свечами, то мы можем построить зависимость расстояния до такой сверхновой и наблюдаемой скорости.

Расстояния во вселенной меряются несколькими способами. Как мы можем померить расстояние? Очень часто используются, в популярной литературе, так называемый световой год. Можем мы измерить световой год? Нет. Для того чтобы его измерить, нужно кому-то залететь в другую галактику испустить луч света, чтобы кто-то его тут принял, и померить время прохождения.

Мы можем измерять 2 характеристики:

  1. угловой размер - если есть на небе какая-то линейка и мы знаем её реальный размер, и наблюдая угловой размер этой линейки, мы можем посчитать расстояние. Это один способ. Таким способом, например, меряются расстояния до ближайших звезд по параллаксам. У нас есть линейка - это орбита Земли, и наблюдая угловое смещение звёзд, относительно более далеких объектов, мы можем рассчитать расстояние.
  2. и второй способ- это по светимости. Если у нас есть стандартная свеча, то мы знаем, что яркость этой свечи падает в зависимости от расстояния, как квадрат расстояния, и зная её светимость и зная наблюдаемую яркость звезды, мы можем рассчитать расстояние до этого объекта. В астрономии яркость меряется в звёздных величинах. Поэтому если мы знаем некую стандартную звездную величину и наблюдаемую звездную величину, их разность и называется модуль расстояния.

https://pin.it/77kw66i7nm4jca
https://pin.it/77kw66i7nm4jca

Модуль расстояния в мегапарсек имеет логарифмическую зависимость. Но по ней видно, что расстояние до объектов вообще очень неплохо соответствуют стандартному расширению нашей вселенной. И именно по сверхновым, удалось обнаружить что наша вселенная расширяется с ускорением. И это был один из замечательных космологических результатов, который в большой степени перевернул знания космологов. И сейчас не одна космологическая модель не обходится без наличия космологической постоянной.

Продолжение...