ค่าคงที่ฮับเบิลคืออะไร?

ค่าคงที่ฮับเบิลเป็นหน่วยที่ใช้อธิบายขยายกาลอวกาศซึ่งถูกกำหนดเป็นความเร็ว (กิโลเมตรต่อวินาที) ในระยะทางที่กำหนด (ต่อเมกะการ์เซค) เป็นส่วนหนึ่งของสมการที่เรียกว่ากฎของฮับเบิลมันอธิบายถึงการขยายระยะห่างระหว่างทุกจุดในจักรวาล

ในทางทฤษฎีค่าคงที่ของค่าคงที่จะถูกคำนวณโดยการรวมความเร็วของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลเนื่องจากดูเหมือนว่าจะย้ายออกไปจากเราพร้อมกับการประเมินระยะทางของพวกเขา

การดำเนินการวัดนี้ในทางปฏิบัตินั้นง่ายกว่าที่ทำ วิธีการที่แตกต่างกันในการพิจารณาค่าที่แท้จริงของค่าคงที่ฮับเบิลได้ผลิตอย่างละเอียด - แต่มีนัยสำคัญ - คำตอบที่แตกต่างกันมากกับความยุ่งยากของนักฟิสิกส์

วิธีการคำนวณค่าคงที่ของฮับเบิลคืออะไร?

วิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการวัดความเร็วของวัตถุที่ถอยกลับคือการดูสีของมันแล้วเปรียบเทียบกับสิ่งที่คุณคิดว่าสีของมันควรจะเป็น

เช่นเดียวกับน้ำเสียงของไซเรนมีระดับเสียงต่ำกว่าขณะที่มันเลื่อนออกไปจากตำแหน่งของคุณด้วยความเร็วสูงสีของวัตถุจะมี 'สนามที่ต่ำกว่า' หรือสีแดงสีแดงเนื่องจากคลื่นแสงของมันถูกยืดออกโดยการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์

เมื่อนี้ 'redshift'ปรากฏการณ์ถูกนำไปใช้กับกาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ดูเหมือนว่ามีอีกหลายคนที่ถอยห่างจากเรามากกว่าที่เราคาดหวัง

ฮับเบิลนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันดูการอ้างสิทธิ์ของกาแลคซีที่หลบหนีนี้ในปี 1929ให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับระยะทางของพวกเขา

เขาพิจารณาไกลออกไปจากกาแล็กซี่ยิ่งเร็วเท่าไหร่มันก็จะล่าถอยได้เร็วขึ้นสร้างรากฐานสำหรับทฤษฎีเกี่ยวกับบิ๊กแบงและการขยายตัวของจักรวาลเร่งด่วน

การประมาณการต้นของฮับเบิลเกี่ยวกับอัตราการขยายตัวคงที่นี้คือตามลำดับ 500 km/s/mps- แต่ยังมีความไม่แน่นอนมากมายในวิธีที่เราวัดระยะทางพิเศษเหล่านั้น

วิธีการที่ตามมาได้ใช้เครื่องมือต่าง ๆ เพื่อกำหนดระยะทางและอัตราการเคลื่อนไหวระหว่างแหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกัน

ความพยายามบางอย่างยังคงพึ่งพาดาวที่เต้นเป็นจังหวะที่มีความสว่างภายในที่รู้จักกันดีเรียกว่าดาวแปรปรวน cepheid โดยใช้พวกมันเป็นวิธีการปรับเทียบแสงที่อยู่ห่างไกลมากขึ้นเช่นซุปเปอร์โนวา คนอื่น ๆ ได้วัดเรืองแสงออกมาจากรังสีพื้นหลังจากจักรวาลยุคแรกทิ้งไว้จากบิ๊กแบง วิธีการที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านี้ทำให้เรามีค่าสำหรับค่าคงที่ฮับเบิลที่ใกล้เคียงกับประมาณ 70 กม./วินาที/mps

น่าเสียดาย,ขึ้นอยู่กับพื้นฐานของวิธีการใช้แล้วตัวเลขที่แน่นอนอาจอยู่ที่ใดก็ได้จากประมาณ 67.4 (km/s)/mpc (ให้หรือใช้กิโลเมตรต่อวินาที) เป็นตัวเลขในสนามเบสบอล 73.5 (km/s)/mpc

แทนที่จะแคบลงในคำตอบ 'ถูกต้อง' เครื่องมือที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับการวัดค่าคงที่เกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำอย่างไม่น่าเชื่อ แต่ก็ยังมีค่าที่แตกต่างกันมากสำหรับการขยายตัวของจักรวาล

เหตุใดค่าคงที่ฮับเบิลจึงยากที่จะคำนวณ?

ยังไม่ชัดเจนว่าทำไมมีค่าที่แตกต่างกันอย่างมากสำหรับค่าคงที่ฮับเบิล ในขณะที่ผลลัพธ์ทั้งหมดดูเหมือนเชื่อถือได้ แต่ชัดเจนว่าเราขาดสิ่งที่ทำให้แต่ละร่างเป็นบริบท

เป็นไปได้ว่าตำแหน่งของเราในจักรวาลนั้นไม่ได้เป็นค่าเฉลี่ยอย่างน่าเบื่ออย่างที่เราคิด ถ้าเรานั่งอยู่ในช่องว่างที่เป็นเอกลักษณ์เช่นฟองสบู่วิธีการที่แตกต่างกันสำหรับการคำนวณค่าคงที่ฮับเบิลอาจเบ้โดยมุมมองที่ค่อนข้างพิเศษของเรา

การเบี่ยงเบนในรูปร่างของจักรวาลสามารถเปลี่ยนวิธีที่เราตีความผลลัพธ์ของการวัดดังกล่าว

เราอาจพิจารณาความจริงที่ว่าค่าคงที่ฮับเบิลอาจไม่จำเป็นต้องคงที่ด้วยการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาหรือในอวกาศที่เกิดขึ้นจากการโต้ตอบต่าง ๆ

นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่บางเบาที่หายไปไม่ใช่ความแตกต่างหลังจากทั้งหมดด้วยข้อมูลเพิ่มเติมที่อาจเผยให้เห็นกลุ่มตัวเลขแปลก ๆ เหล่านี้อาจเป็นเรื่องบังเอิญที่ไม่น่าเสียดายและโชคร้ายมาก

ผู้อธิบายทั้งหมดจะถูกกำหนดโดยผู้ตรวจสอบข้อเท็จจริงว่าถูกต้องและเกี่ยวข้องในเวลาที่เผยแพร่ ข้อความและรูปภาพอาจมีการเปลี่ยนแปลงลบหรือเพิ่มเป็นการตัดสินใจของกองบรรณาธิการเพื่อให้ข้อมูลเป็นปัจจุบัน