Prawo Hubble

Dawniej sądzono , ze widoczna w gwiazdozbiorze Andromedy słabo świecąca plamka jest obłokiem materii międzygwiazdowej , dlatego nazwano ja Wielką Mgławicą . W rzeczywistości jest to galaktyka podobna pod względem rozmiarów do naszej galaktyki , Czyli Drogi Mlecznej . Galaktyka M31 to najdalej położony obiekt , który może dostrzec człowiek nieuzbrojonym okiem . Jej odległość wynosi 2,54 milionów lat świetlnych , co oznacza , ze światło zostało wyemitowane przez znajdujące się w niej gwiazdy ponad dwa miliony lat temu . Galaktyki widoczne na zdjęciach nieba są różnie usytuowane . Niektóre z nich widzimy „ z góry ”i dostrzegamy , że podobnie jak w naszej Galaktyce gwiazdy są skupione w ramionach spiralnych . Inne galaktyki pod pewnym katem ( jak na przykład galaktyka M31 w gwiazdozbiorze Andromedy).Niektóre galaktyki są widoczne „z boku ”, co dowodzi , że ich grubość w porównaniu ze średnica jest niewielka . Liczba galaktyk w dostępnej naszym obserwacjom części Wszechświata wynosi co najmniej 170 miliardów , a więc jest porównywalna z liczba gwiazd w naszej Galaktyce . Biorąc pod uwagę , ze każda z galaktyk składa się około z 100 miliardów gwiazd , możemy obliczyć , że łączna liczba gwiazd we Wszechświecie wynosi co najmniej dziesięć tysięcy trylionów . Jest to niewyobrażalnie duża liczba . Najdalsze galaktyki zaobserwowano w odległości około 10 miliardów lat świetlnych , czyli 4000 razy dalej niż galaktyka M31 w Andromedzie . Odległość pomiędzy sąsiednimi galaktykami wynosi przeciętnie od kilkunasty tysięcy do kilkudziesięciu milionów lat świetlnych . Galaktyki skupiają się w grupy liczące kilkadziesiąt galaktyk oraz gromady obejmujące co najmniej kilka tysięcy galaktyk . W 1929 roku amerykański uczony Edwin Hubble dokonał jednego z najważniejszych odkryć astronomicznych XX wieku . Prowadząc obserwacje widm galaktyk , stwierdził , że im dalej od nas znajduje się galaktyka , z tym większą oddala się szybkością . Jeśli szybkość oddalania się galaktyki oznaczamy symbolem v , a jej odległość od obserwatora symbolem r, to prawo Hubble’a możemy zapisać wzorem : v=H *r , gdzie H jest tak zwaną stała Hubble’a ( H = 2,39 * 10-18 s -1 ). Odległość r wyrażamy w kilometrach , a szybkość w kilometrach na sekundę . Z prawa Hubble’a wynika , że jeśli obserwujemy dwie galaktyki , z których jedna jest np. trzykrotnie dalej niż druga , to dalsza galaktyka ma szybkość „ ucieczki ” trzykrotnie większa niż bliższa . Warto zwrócić uwagę , że nie ma tu znaczenia ,na której z galaktyk znajduje się hipotetyczny obserwator . Każdy z nich stwierdził by , że pozostałe galaktyki oddalają się względem niego . Innymi słowy , żadna z galaktyk , w tym również nasza galaktyka , nie jest niewyobrażalnie duża , gdyż sięgają 96 % szybkość światła , czyli 288000 km / s . Opisane prawem Hubble’a odkrycie „ ucieczki ” galaktyk doprowadziło uczonych do wniosku , że obserwowane w skali kosmicznej zjawisko jest wynikiem roszczenia się trójwymiarowej przestrzeni , w które się znajdujemy . Dla zrozumienia tego efektu wykonaj następujące doświadczenie Nadmuchaj zwykły balonik mniej więcej do połowy , a następnie zaznacz pisakiem cztery punkty na jednej linii w ten sposób aby pomiędzy kolejnymi punktami była taka sama odległość ok 1 cm . . Następnie nadmuchaj balonik i zmierz odległość pomiędzy kolejnymi zaznaczonymi punktami . Przekonasz się , ze odległości pomiędzy punktami wzrosły tak samo ( na przykład dwukrotnie)., natomiast im dalej znajdowały się każdy kolejny punkt od pierwszego , tym bardziej się od niego oddalił . Zwróć uwagę ,że nie ma znaczenia , który z punktów wybierzesz jako punkt początkowy . W miarę nadmuchiwania balonika wszystkie pozostałego punkty będą się oddalać od wybranego punktu . Oddalanie się od siebie punktów na dwuwymiarowej rozszerzającej się powierzchni balonika jest analogiczne do „ ucieczki” galaktyk w trójwymiarowej przestrzeni Wszechświata . Dla nas, jako istot trójwymiarowych , rozszerzanie się przestrzeni jest trudne do wyobrażenia , więc dla zrozumienia tego efektu posługujemy się modelem powierzchni dwuwymiarowego balonika . . Obserwowany efekt „ ucieczki” galaktyk nie jest wiec wynikiem ich olbrzymich szybkości rozumianych w tradycyjnym sensie( jak na przykład duże szybkości rakiet kosmicznych.) , ale stanowi rezultat rozszerzania się przestrzeni całego trójwymiarowego Wszechświatu .