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  • 1 # 科學宇宙探索號

    答案很簡單,但是解釋起來有點複雜。

    這個答案在一段時期被眾人所熟知,即星系距離和它的退行速度是成比例的,被稱作哈勃定律,哈勃於20世紀20年代後半期對此進行了觀察演示。原理在於,如果你假設宇宙是均勻的,各向同性的,那麼哈勃定律也可以透過理論預測出來。星系的退行速度與星系距離之間的比例常數即稱之為哈勃常數。

    自從哈勃常數這個術語被提出以來,天文學家們就一直試圖測量它:最簡單的方法是觀察星系的退行速度,星系的距離已經透過其他方法知道(比如觀察變星時期)。哈勃常數的當前最佳估計值是每巨型光年20千米/秒,因此,每秒鐘退行速度為2000千米的星系的距離是100兆光年,如此類推。

    因此,我們可以使用哈勃定律,只需透過測量他們的紅移從而得知星系的距離,即使是相互的距離非常遙遠,這種演算法也是相對比較簡單的。我們也可以估計宇宙的年齡:你會注意到,哈勃常數的單位實際上是1/time,所以哈勃常數的1倍一定是宇宙的特徵年齡。透過上面的哈勃常數,我們因此可以計算出宇宙的年齡是140億歲。

    接下來談一談複雜性。事實證明,對於*非常*遠的物體(例如,紅移2或更大)哈勃定律不是非常的準確,因為在距離非常遙遠的時候,我們不得不開始考慮宇宙的四維曲率。更重要的影響是,在多數天體學中,哈勃常數並不是一個真正的常數,實際上,當你回顧過去時它在增長,因此與今天相比,它的價值是不同的。

    所以為了得到星系的距離和宇宙的年齡的估值,天文學家必須假設一組宇宙學引數(比如說,它所包含的正常的組織總量 ),透過對宇宙演化的運動方程進行積分,模擬出它的年齡和星系的距離,將其作為紅移的函式。這種方式得到的結果與我們之前估計的結果相差不大,但是對於學習瞭解高紅移的星系至關重要。

    (比如說,它們尺寸的提取成比例的取決於它們的距離以及距離上的質量的平方)

    然而無論從哪一方面來看,哈勃定律都是一個非常強力的工具,能夠幫助人們由速度得到距離。(由於太難,你們可能想在課堂上就此打住)相關天文知識

    退行速度指天體的離開速度,通常是指離開地球的速度。它可以透過譜線的移動來測量,或者透過銀河光譜的一般紅化來估計。

    我們星系之外的星系通常有相對於宇宙微波背景計算的退行速度。

    在物理宇宙學裡,哈勃–勒梅特定律(英語:Hubble-Lemaître law)指遙遠星系的退行速度與它們和地球的距離成正比。這條定律原先稱為哈勃定律,以證實者埃德溫·哈勃的名字命名;2018年10月經國際天文聯合會表決透過更改為現名,以紀念更早發現宇宙膨脹的比利時天文學家喬治·勒梅特。它被認為是空間尺度擴充套件的第一個觀察依據,今天經常被援引作為支援大爆炸的一個重要證據。

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