قانون هابل
|
انبساط با سرعت ثابت يا شتابدار از چاشنی های اصلی مدل های معروف کیهان شناسی محسوب می شود. هر مدل جديد در ابتدا انبساط عموم عالم در مقياس بزرگ را تأييد می كند. هابل اولين كسی بود كه به الگوی خاصی از سرعت دور شدن توجه كرد. این الگو اكنون نقش خاصی در تمام بررسی های کیهان شناسی بازی می
كند.
ادوین هابل فاصله تعدادی از کهکشان هایی را كه سرعتشان اندازه گيری شده بودند، تعيين كرد و دريافت كه ارتباط ساده تعجب آوری بين سرعت دور شدن و فاصله يك کهکشان وجود دارد. هر چه کهکشان دور تر باشد سريع تر حركت مي كند.
اندازه گيري هاي هابل نشان داد كه رابطه يك نسبت ساده است.
دو پارامتر سرعت گريز و فاصله بر طبق اندازه گيری های هابل با يكديگر رابطه خطی داشتند يعنی اگر يك کهکشان دو برابر ديگري از ما دور باشد، در نتيجه با سرعت دو برابر آن کهکشان از ما دور می شود و اگر سه برابر دور باشد، با سرعت سه برابر دور می شود. اين رابطه بين سرعت گريز و فاصله و تناسب خطي آنها با يك ثابت به تساوی تبديل شد و اكنون به عنوان قانون هابل شناخته می شود.
V سرعت دور شدن يك کهکشان و D فاصله آن از ما باشد، داريم:
V = H.D
كه در رابطه اخير H همان ثابت هابل است.
ثابت هابل دارای بعد سرعت بر فاصله است و اغلب بر حسب كيلومتر بر ثانيه بر ميليون سال نوری بيان می گردد.
مقدار آن 100 کیلومتر بر ثانیه برای هر مگا پارسک است. (یک مگا پارسک یک میلیون پارسک یا تقریبا 3.25 میلیون سال نوری است) بنابر این کهکشانی که به فاصله 20 مگاپارسک از کهکشان ما است با سرعت 2000 کیلومتر در ثانیه از ما دور می شود.
اگرنمودار سرعت بر حسب فاصله كهكشان ها در يك دستگاه مختصات دو بعدی رسم شود شيب خط بدست آمده بيانگر مقدار ثابت هابل است.
ثابت هابل يكی از اساسی ترين كميت های طبيعت محسوب می شود زيرا بيانگر سرعت انبساط عمومی عالم در مقياس بزرگ است.
براي تعيين دقيق ثابت هابل نمودارهای سرعت بر حسب فاصله برای تمام كهكشان هایی كه فاصله شان با دقت نسبتا زيادی اندازه گيری شده است رسم می گردند. با رسم اين نمودارها خط راستی بدست می آيد كه شيب آن مقدار ثابت هابل را تعيين می كند.
ثابت هابل به عنوان اساس كيهانشناخت مطرح می شود. علاوه بر تعيين دقيق مقدار ثابت هابل مسئله ديگری مطرح می شود كه آيا با گذر زمان مقدار ثابت هابل تغيير می كند يا از آغاز خلقت اين مقدار ثابت بوده است؟
اگر نظريه کیهان شناسی حالت پايدار صحيح باشد با توجه به پايداری و تعادل ماهيت در تمامی نقاط عالم ميزان انبساط عالم در تمام زمان ها يكسان بوده است و ثابت هابل بايد مقداری ثابت داشته باشد.
حال با فرض درستي نظريه کیهان شناسی انفجار بزرگ درست پس از لحظه انفجار بزرگ ، فشارهای داخلی سبب انبساطی با سرعت بسيار زياد شده اند. به علت اينكه گرانش به طور مداوم تمام عناصر دور شونده جهان را به عقب می كشد، انبساط آهسته می گردد، لذا بايد مقدار ثابت هابل امروزه مقدار كم تری نسبت به گذشته داشته باشد و در آينده نيز كم تر از امروز خواهد بود. بنابر اين تعيين مقدار ثابت هابل به طور غيرمستقيم در عمر عالم و به طور مستقيم در سرعت گريز مواد از هم در عالم مادی تاثير می گذارد.
تعيين اينكه ثابت هابل در طول زمان تغيير می كند يا خير نيز می تواند نگرش بشر را نسبت به دنيا به طور كلی تغيير دهد.
منبع
دانشنامه رشد
