Calculadora de distância pela lei de Hubble

Estime a distância de uma galáxia usando sua velocidade de recessão e a constante de Hubble.

Distância galáctica pela lei de Hubble
Use a relação de baixo desvio para o vermelho: velocidade igual à constante de Hubble vezes a distância.

Sobre a lei de Hubble

A lei de Hubble expressa a relação observada entre a velocidade de recessão de uma galáxia distante e sua distância. Na forma mais simples, a velocidade é a constante de Hubble multiplicada pela distância. Uma galáxia com maior velocidade de recessão cosmológica geralmente está mais longe, pois o espaço entre as estruturas em grande escala se expande. Esta calculadora reorganiza a relação como distância igual à velocidade dividida pela constante de Hubble, com velocidade em quilômetros por segundo e distância em megaparsecs. A constante de Hubble descreve a taxa de expansão atual e costuma ser expressa em quilômetros por segundo por megaparsec. Um valor de 70 significa que, em média, a velocidade de recessão aumenta cerca de 70 quilômetros por segundo a cada megaparsec adicional de distância. Métodos distintos de medição não produzem exatamente o mesmo valor. O campo editável permite usar hipóteses de aula e comparar estimativas publicadas, sem afirmar que uma medição resolva a atual tensão observacional. A calculadora também converte megaparsecs em milhões de anos-luz usando aproximadamente 3.26156 milhões de anos-luz por megaparsec. O desvio para o vermelho aproximado é a velocidade dividida pela velocidade da luz. Essa relação simples só é útil quando a velocidade de recessão é pequena em comparação com a da luz. O tempo de Hubble, calculado como o inverso da taxa de expansão após converter as unidades, é uma escala de tempo característica. Ele não determina sozinho a idade exata do universo, pois a expansão cósmica mudou ao longo do tempo. A lei linear de Hubble é mais útil para galáxias que acompanham a expansão cósmica suave em desvios para o vermelho relativamente baixos. Galáxias próximas têm velocidades peculiares causadas por interações gravitacionais locais, que podem ser comparáveis ou superiores à velocidade do fluxo de Hubble. Andrômeda, por exemplo, aproxima-se da Via Láctea embora o universo se expanda globalmente. Em altos desvios para o vermelho, astrônomos usam um modelo cosmológico e integram o histórico de expansão em vez de aplicar essa divisão simples. Trate o resultado como uma estimativa educacional. Um trabalho confiável de distâncias exige velocidade de recessão corrigida para um referencial adequado, estimativas de incerteza e, muitas vezes, indicadores independentes de distância. A cosmologia moderna também considera densidade de matéria, energia escura, geometria espacial, desvio relativístico e fator de escala variável. Mesmo com esses limites, a lei de Hubble introduz de forma clara as evidências de um universo em expansão e ajuda a conferir rapidamente escalas de distância em baixos desvios para o vermelho.

Exemplos da lei de Hubble

Velocidade e constante de HubbleDistância estimadaInterpretação
2000 km/s e 70 km/s/Mpc28.57 Mpc ou 93.19 milhões de anos-luzEstimativa de galáxia com baixo desvio para o vermelho
7000 km/s e 70 km/s/Mpc100 Mpc ou 326.16 milhões de anos-luzExemplo direto do fluxo de Hubble
3500 km/s e 67.4 km/s/Mpc51.93 Mpc ou 169.39 milhões de anos-luzComparação com uma constante de Hubble menor

Como usar a calculadora da lei de Hubble

  1. Insira a velocidade de recessão corrigida da galáxia em quilômetros por segundo.
  2. Insira a constante de Hubble adequada ao exercício ou à análise.
  3. Selecione Calcular distância galáctica para dividir a velocidade pela constante de Hubble.
  4. Confira as estimativas de megaparsecs, anos-luz, desvio para o vermelho e tempo de Hubble considerando os limites do modelo.

Perguntas frequentes

Qual valor devo usar para a constante de Hubble?

Use o valor indicado pela fonte, pelo curso ou pela análise cosmológica. Os métodos modernos geralmente produzem valores entre o fim da faixa dos sessenta e o início dos setenta km/s/Mpc.

O tempo de Hubble é a idade exata do universo?

Não. Ele é o inverso da taxa de expansão atual expresso como tempo. Uma idade precisa depende de como a expansão mudou com a matéria, a radiação e a energia escura.

Por que galáxias próximas podem não seguir a lei de Hubble?

O movimento gravitacional local acrescenta uma velocidade peculiar à expansão cósmica suave. Em objetos próximos, essa componente pode dominar a velocidade radial medida.

Uma recessão mais rápida que a luz viola a relatividade?

Em distâncias muito grandes, a recessão descreve a expansão do espaço, não um movimento comum pelo espaço local. A relatividade geral permite que a distância entre regiões suficientemente separadas cresça mais rápido que a luz sem que objetos locais a ultrapassem.

Posso usar essa fórmula em alto desvio para o vermelho?

A fórmula linear simples e a aproximação do desvio perdem precisão em altos desvios para o vermelho. Nesses casos, são necessários parâmetros cosmológicos e integração do histórico de expansão.