什麼是哈伯常數?
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哈伯常數是一個用來描述擴充時空,定義為給定距離(每兆秒差距)的速度(公里每秒)。作為方程式的一部分,稱為哈伯定律,它描述了宇宙中所有點之間距離的加速膨脹。
理論上,該常數的值是透過結合遙遠星系遠離我們時的速度以及對其距離的估計來計算的。
在實踐中進行這種測量說起來容易做起來難。確定哈伯常數真實值的不同方法產生了微妙但顯著不同的答案,這讓物理學家非常沮喪。
哈伯常數的計算方法有哪些?
測量後退物體速度的有效方法是查看其顏色,然後將其與您認為應有的顏色進行比較。
就像警報器的音調在高速遠離您的位置時音調較低一樣,物體的顏色也會具有“低音調”或較紅的色調,因為其光波因其相對運動而被拉伸。
當這個'紅移20世紀初,這種現像被應用於遙遠的星系,似乎有更多的星係正在遠離我們,超出了我們的預期。
美國天文學家埃德溫·哈伯近距離觀察了看看 1929 年關於失控星系的說法,更加註意他們的距離。
他確定星系離得越遠,退卻的速度就越快,從而為銀河系理論奠定了基礎。大霹靂以及宇宙的加速膨脹。
哈伯對這種恆定膨脹率的早期估計是約 500 km/s/Mps。但我們測量這些非凡距離的方法仍有許多不精確之處。
隨後的方法利用了各種工具來確定不同光源之間的距離和移動速率。
有些努力繼續依賴具有已知固有亮度的脈動恆星稱為造父變星,並利用它們來校準超新星等更遙遠的光。其他人測量了背景輻射的延伸輝光來自早期宇宙,大爆炸遺留下來的。這些改進的方法為我們提供了接近 70 km/s/Mps 左右的哈伯常數值。
很遺憾,取決於方法的基礎使用時,確切的數字可能是從 67.4 (km/s)/Mpc(每秒一公里)到 73.5 (km/s)/Mpc 之間的任何數字。
用於測量常數的越來越精確的工具並沒有縮小「正確」答案的範圍,而是得出了極其精確但仍然非常不同的宇宙膨脹值。
為什麼哈伯常數這麼難算?
目前尚不清楚為什麼哈伯常數的值有如此顯著的差異。雖然所有結果看起來都很可靠,但很明顯我們遺漏了一些將每個數據放在上下文中的東西。
我們在宇宙中的位置可能不像我們想像的那麼平庸。如果我們坐在一個獨特的空間裡,如泡沫,計算哈伯常數的不同方法可能會因我們相當特殊的觀點而產生偏差。
偏差宇宙的形狀也可能改變我們解釋此類測量結果的方式。
我們也可以考慮哈伯常數可能不需要保持不變,隨著時間或空間的變化,由於各種交互作用(有些可能尚未實現)而產生不同的值。
還有一種可能性微乎其微:畢竟沒有差別,額外的數據可能揭示這些奇怪的數字簇可能只是一個不太可能且非常不幸的巧合。
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