Калькулятор расстояния по закону Хаббла

Оцените расстояние до галактики по её скорости удаления и постоянной Хаббла.

Расстояние до галактики по закону Хаббла
Используется связь при малом красном смещении: скорость равна постоянной Хаббла, умноженной на расстояние.

О законе Хаббла

Закон Хаббла выражает наблюдаемую связь между скоростью удаления далёкой галактики и расстоянием до неё. В простейшем виде скорость равна постоянной Хаббла, умноженной на расстояние. Галактика с большей космологической скоростью удаления обычно находится дальше, поскольку пространство между крупномасштабными структурами расширяется. Калькулятор преобразует связь: расстояние равно скорости, делённой на постоянную Хаббла. Скорость задаётся в километрах в секунду, расстояние — в мегапарсеках. Постоянная Хаббла описывает современный темп расширения и обычно выражается в километрах в секунду на мегапарсек. Значение 70 означает, что с каждым дополнительным мегапарсеком расстояния скорость удаления в среднем растёт примерно на 70 километров в секунду. Разные методы измерения дают не вполне одинаковые значения. Редактируемое поле позволяет применять учебные допущения и сравнивать опубликованные оценки, не утверждая, что отдельное измерение разрешает нынешнее расхождение наблюдений. Калькулятор также переводит мегапарсеки в миллионы световых лет из расчёта примерно 3.26156 миллиона световых лет на мегапарсек. Приблизительное красное смещение равно скорости, делённой на скорость света. Эта простая связь полезна лишь при скорости удаления, малой по сравнению со световой. Время Хаббла вычисляется как обратная величина темпа расширения после перевода единиц и представляет характерный временной масштаб. Само по себе оно не даёт точного возраста Вселенной, поскольку космическое расширение менялось со временем. Линейный закон Хаббла наиболее полезен для галактик с относительно малым красным смещением, участвующих в плавном космическом расширении. У близких галактик есть пекулярные скорости, вызванные местными гравитационными взаимодействиями; они могут быть сравнимы со скоростью хаббловского потока или превышать её. Например, галактика Андромеды приближается к Млечному Пути, хотя Вселенная в целом расширяется. При большом красном смещении астрономы используют космологическую модель и интегрируют историю расширения вместо простого деления. Считайте результат учебной оценкой. Надёжное определение расстояний требует скорости удаления, приведённой к подходящей системе отсчёта, оценки неопределённости и часто независимых индикаторов расстояния. Современная космология также учитывает плотность материи, тёмную энергию, геометрию пространства, релятивистское красное смещение и изменение масштабного фактора. Даже с этими ограничениями закон Хаббла наглядно знакомит с доказательствами расширения Вселенной и позволяет быстро оценивать масштабы расстояний при малом красном смещении.

Примеры закона Хаббла

Скорость и постоянная ХабблаОценка расстоянияПояснение
2000 km/s и 70 km/s/Mpc28.57 Mpc или 93.19 млн световых летОценка для галактики с малым красным смещением
7000 km/s и 70 km/s/Mpc100 Mpc или 326.16 млн световых летПрямой пример хаббловского потока
3500 km/s и 67.4 km/s/Mpc51.93 Mpc или 169.39 млн световых летСравнение с меньшей постоянной Хаббла

Как пользоваться калькулятором закона Хаббла

  1. Введите скорректированную скорость удаления галактики в километрах в секунду.
  2. Введите постоянную Хаббла, подходящую для задачи или анализа.
  3. Нажмите «Рассчитать расстояние до галактики», чтобы разделить скорость на постоянную Хаббла.
  4. Изучите оценки в мегапарсеках и световых годах, красное смещение и время Хаббла с учётом ограничений модели.

Частые вопросы

Какое значение постоянной Хаббла использовать?

Используйте значение из вашего источника, курса или космологического анализа. Современные методы дают значения примерно от верхней части шестидесятых до нижней части семидесятых km/s/Mpc.

Время Хаббла — это точный возраст Вселенной?

Нет, это обратная величина нынешнего темпа расширения, выраженная как время. Точная оценка возраста зависит от того, как расширение менялось под влиянием материи, излучения и тёмной энергии.

Почему близкие галактики могут не подчиняться закону Хаббла?

Местное гравитационное движение добавляет пекулярную скорость к плавному космическому расширению. Для близких объектов эта составляющая может определять измеряемую лучевую скорость.

Нарушает ли удаление быстрее света теорию относительности?

На очень больших расстояниях удаление описывает расширение пространства, а не обычное движение в локальном пространстве. Общая теория относительности допускает рост расстояния между достаточно далёкими областями быстрее света без локального обгона света объектами.

Можно ли применять формулу при большом красном смещении?

Простая линейная формула и приближение красного смещения при больших значениях теряют точность. Тогда нужны параметры космологической модели и интегрирование истории расширения.