什么是哈勃常数?
(ktsimage/iStock/Getty Images Plus)
哈勃常数是一个用来描述扩展时空,定义为给定距离(每兆秒差距)的速度(公里每秒)。作为方程的一部分,称为哈勃定律,它描述了宇宙中所有点之间距离的加速膨胀。
理论上,该常数的值是通过结合遥远星系远离我们时的速度以及对其距离的估计来计算的。
在实践中进行这种测量说起来容易做起来难。确定哈勃常数真实值的不同方法产生了微妙但显着不同的答案,这让物理学家非常沮丧。
哈勃常数的计算方法有哪些?
测量后退物体速度的一种有效方法是查看其颜色,然后将其与您认为其应有的颜色进行比较。
正如警报器的音调在高速远离您的位置时音调较低一样,物体的颜色也会具有“低音调”或较红的色调,因为其光波因其相对运动而被拉伸。
当这个'红移20世纪初,这种现象被应用于遥远的星系,似乎有更多的星系正在远离我们,超出了我们的预期。
美国天文学家埃德温·哈勃近距离观察了看看 1929 年关于失控星系的说法,更加注意他们的距离。
他确定星系离得越远,退却的速度就越快,从而为银河系理论奠定了基础。大爆炸以及宇宙的加速膨胀。
哈勃对这种恒定膨胀率的早期估计是大约 500 km/s/Mps。但我们测量这些非凡距离的方法仍然存在很多不精确之处。
随后的方法利用了各种工具来确定不同光源之间的距离和移动速率。
一些努力继续依赖具有已知固有亮度的脉动恒星称为造父变星,利用它们来校准超新星等更遥远的光。其他人测量了背景辐射的延伸辉光来自早期宇宙,大爆炸遗留下来的。这些改进的方法为我们提供了接近 70 km/s/Mps 左右的哈勃常数值。
很遗憾,取决于方法的基础使用时,确切的数字可能是从 67.4 (km/s)/Mpc(每秒一公里)到 73.5 (km/s)/Mpc 之间的任何数字。
用于测量常数的越来越精确的工具并没有缩小“正确”答案的范围,而是得出了极其精确但仍然非常不同的宇宙膨胀值。
为什么哈勃常数这么难计算?
目前尚不清楚为什么哈勃常数的值有如此显着的不同。虽然结果看起来都很可靠,但很明显我们遗漏了一些将每个数据放在上下文中的东西。
我们在宇宙中的位置可能并不像我们想象的那么平庸。如果我们坐在一个独特的空间里,如泡沫,计算哈勃常数的不同方法可能会因我们相当特殊的观点而产生偏差。
偏差宇宙的形状也可能改变我们解释此类测量结果的方式。
我们还可以考虑哈勃常数可能不需要保持不变,随着时间或空间的变化,由于各种相互作用(有些可能尚未实现)而产生不同的值。
还有一种可能性微乎其微:毕竟没有区别,额外的数据可能揭示这些奇怪的数字簇可能只是一个不太可能且非常不幸的巧合。
所有解释者均由事实核查人员确定在发布时正确且相关。作为编辑决定,文本和图像可能会被更改、删除或添加,以保持信息最新。