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, 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:
- 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.
- 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.
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.
