什么是哈勃定律?

2024-05-17 14:20

1. 什么是哈勃定律?


什么是哈勃定律?

2. 哈勃定律

哈勃定律是美国天文学家埃德温·哈勃在1929年搞出来的东西。他在长期对来自遥远星系的光谱进行分析时发现,绝大多数星系的光谱中的特征元素的谱线都多少存在红移现象。就是这些谱线所在的位置都会向光谱的红端移动,而且星系离我们越远,向红端移动得越“厉害”。于是他敏锐地觉察到,这其中存在一种规律,应用这个规律,只要测量出光谱红移的程度,就可以计算出这个星系远离我们的速度和离我们有多远。于是,他就搞出来一个现在叫做“哈勃定律”的东西。
哈勃定律的表述是:来自遥远星系光线的频率红移与他们的距离成正比。
由于频率红移对应于遥远星系相对于地球的退行速度,所以,哈勃定律也表述为:星系的退行速度与距离成正比。
相应的公式是:Vf = Hc x D
式中:
Vf:Velocity ( Far Away ) 远离速率 单位:km / s
Hc:Hubble's Constant 哈勃常数 单位:km / (s.Mpc)
D:Distance 相对地球的距离 单位:Mpc 百万秒差距(秒差距是天文学专用的距离单位,1秒差距=3.26光年)
其中:远离速率Vf由光线的频率红移得出,符合下式:(λ-λ0)/λ0=v/c,称为多普勒效应。该式中,λ为测量得到的星系红移后的光线频率,λ0为光源静止时的频率,v为星系视向移动速率(即为Vf),c为光速。Vf乘以哈勃常数,即可得到该星系相对于地球的距离。
哈勃定律对于现代宇宙学非常重要。由频率红移计算出的最远星系的距离可以大致认为是可观察宇宙的大小;而由频率红移计算出的星系远离的速度(称为退行速度)反向推算,所有星系必然在某一时刻相互距离非常接近,甚至聚集在一起。这个时刻被认为就是宇宙大爆炸的时刻,也是宇宙诞生的时刻。因此,由哈勃定律可以推算宇宙的年龄。
目前宇宙的大小和宇宙的年龄就是由哈勃定律计算出来的。星系的退行速度与距离之间只差一个比例常数,即哈勃常数。可以说,宇宙的大小和年龄与哈勃常数的数值有直接关系。哈勃常数越大,宇宙膨胀的速率越大,年龄越小;哈勃常数越小,宇宙膨胀的速率越小,宇宙的年龄越大。在1931年,哈勃和赫马森得出的哈勃常数为558,后修正为526。但由此计算出的宇宙年龄太小,比太阳系的年龄还小。显然,这个值是不合适的。此后,直到本世纪,哈勃常数一直在修正,基本趋势是数值越来越小。
到2012年,NASA宣布,根据斯皮策红外空间望远镜的测量结果,得出的哈勃常数值为74.3±2.1(km/s)/Mpc,Mpc表示百万秒差距,即每增加326万光年的距离,星系远离地球的速度每秒增大74.3±2.1千米。

3. 哈勃定律的内容是什么?

早在1912年,美国天文学家斯里弗就得到了“星云”的光谱,结果表明许多光谱都具有多普勒红移,这些“星云”在朝远离我们的方向运动。
随后人们通过哈勃的论证知道,这些“星云”实际上是类似银河系一样的星系。哈勃在发现河外星系的以后十年,一直致力于这方面的研究。
哈勃做实验时,最初是研究各星系间的距离和它们的红移。根据这些数据,他能够测量各星系的速度并能够从中发现距离和速度间的关系。
1929年,哈勃对河外星系的视向速度与距离的关系进行了研究。当时只有46个河外星系的视向速度可以利用,而其中仅有24个有推算出的距离,哈勃得出了视向速度与距离之间大致的线性正比关系。
哈勃望远镜

现代精确观测已证实这种线性正比关系:V=HO×d,(其中V为退行速度,d为星系距离,HO为比例常数,称为哈勃常数),这就是著名的哈勃定律。

哈勃定律的内容是什么?

4. 哈勃定律是什么?

定义

  河外星系的视向退行速度与距离成正比,即距离越远,视向速度越大。这个速度——距离关系在1929年由美国天文学家哈勃发现,称为哈勃定律或哈勃效应。在宇宙学研究中,哈勃定律成为宇宙膨胀理论的基础。但哈勃定律中的速度和距离均是间接观测得到的量。速度——距离关系和速度——视星等关系,是建立在观测红移——视星等关系及一些理论假设前提上的。哈勃定律原来由对正常星系观测而得,现已应用到类星体或其他特殊星系上。哈勃定律通常被用来推算遥远星系的距离。
哈勃定律:速度和距离均是间接观测得到的量。速度——距离关系和速度——视星等关系,是建立在观测红移——视星等关系及一些理论假设前提上的
 哈勃定律是物理宇宙论的陈述:来自遥远星系光线的红移与他们的距离成正比。这条定律是哈柏和米尔顿·修默生在接近十年的观测之后,于1929年首先公式化的。它被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据,和今天经常被援引作为支持大爆炸宇宙学的一个重要证据。这个常数的最佳数值是在2003年使用人造卫星威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)测得的,数值为71 ± 4 km s-1 Mpc-1。在2006年的资料,图中对应的是77 km s-1 Mpc-1。
 在宇宙学研究中,哈柏定律成为宇宙膨胀理论的基础。但哈柏定律中的速度和距离均是间接观测得到的量。速度——距离关系和速度——视星等关系,是建立在观测红移——视星等关系及一些理论假设前提上的。哈柏定律原来由对正常星系观测而得,现已应用到类星体或其他特殊星系上。哈勃定律通常被用来推算遥远星系的距离。
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5. 什么是哈勃定律?


什么是哈勃定律?

6. “哈勃定律”是什么?

哈勃定律:速度和距离均是间接观测得到的量。速度——距离关系和速度——视星等关系,是建立在观测红移——视星等关系及一些理论假设前提上的。哈勃定律原来由对正常星系观测而得,现已应用到类星体或其他特殊星系上。哈勃定律通常被用来推算遥远星系的距离哈勃定律可以由牛顿第一定律推导而来。星系相对于地球匀速直线运动,v=hr=s/t,令r=s,当r极大时,h是时间的倒数,其变化趋近于无穷小,此时可以把h视作常数。t是宇宙的年龄。相同的t下,越远越快,反之越快越远。
1929年,E.P.哈勃发现河外星系视向退行速度v与距离d成正比,即距离越远,视向速度越大。
哈勃定律是物理宇宙论的陈述:来自遥远星系光线的红移与他们的距离成正比。这条定律是哈柏和米尔顿·修默生在接近十年的观测之后,于1929年首先公式化的。它被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据,和今天经常被援引作为支持大爆炸宇宙学的一个重要证据。这个常数的最佳数值是在2003年使用人造卫星威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)测得的,数值为71 ± 4 km s-1 Mpc-1。在2006年的资料,图中对应的是77 km s-1 Mpc-1。
在宇宙学研究中,哈勃定律成为宇宙膨胀理论的基础。但哈勃定律中的速度和距离均是间接观测得到的量。速度——距离关系和速度——视星等关系,是建立在观测红移——视星等关系及一些理论假设前提上的。哈勃定律原来由对正常星系观测而得,现已应用到类星体或其他特殊星系上。哈勃定律通常被用来推算遥远星系的距离。

7. 哈勃定律的定义

河外星系的视向退行速度与距离成正比,即距离越远,视向速度越大。这个速度——距离关系在1929年由美国天文学家哈勃发现,称为哈勃定律或哈勃效应。(因为是在宇宙尺度上的,所以时间因素不能忽视,距离越远也就意味着时间越早。那么,是否可以说河外星系的视向退行速度与时间成反比,即时间越早,视向速度越大。)

哈勃定律的定义

8. 哈勃定律表示什么?

分类:  教育/科学 >> 科学技术 
   解析: 
  
 光是电磁波。当光源远离观测者时,接受到的光波频率比其固有频率低,即向红端偏移,这种现象称为“红移”。当光源接近观测者时,接受频率增高,相当于向蓝端偏移,称为“蓝移”。
 
  哈勃发现,来自星系的光谱呈现某种系统性的红移。即星系正在远离我们。将星系中特定原子的光谱与地球上实验室内同种原子的光谱进行比较,可以确定光源正在以多大的速度退行。哈勃发现,离我们越远的星系退行速度越高,而且两者之间存在线性关系,即V=H×D(其中H是哈勃常数),这个关系称为哈勃定律。
 
  哈勃定律的伟大意义,不仅在于它证实了宇宙的膨胀,而且还提供了一种估计宇宙年龄的手段。