Kozmoloji - Genişleyen Evren

Cosmologyevrenin incelenmesidir. Zamanın izini sürerken, evrenin kökeni ile ilgili birkaç düşünce okulu vardı. Birçok bilim adamı,Steady State Theory. Bu teoriye göre, evren hep aynıydı, başlangıcı yoktu.

Bir grup insan varken Big Bang Theory. Bu teori, evrenin başlangıcını öngörüyor. Modeli yine destekleyen Big Bang'den kalan sıcak radyasyonun kanıtları vardı. Big Bang Teorisi, evrendeki ışık elementlerinin bolluğunu öngörür. Böylelikle ünlü Big Bang modelini izleyerek evrenin bir başlangıcı olduğunu söyleyebiliriz. Genişleyen bir evrende yaşıyoruz.

Hubble Redshift

1900'lerin başlarında, son teknoloji teleskop, Mt Wilson100 inçlik bir teleskop, o zamanlar en büyük teleskoptu. Hubble, bu teleskopla çalışan önde gelen bilim adamlarından biriydi. Samanyolu'nun dışında galaksiler olduğunu keşfetti.Extragalactic Astronomysadece 100 yaşında. Mt Wilson, 200 inçlik bir teleskopu olan Palmer Gözlemevi inşa edilene kadar en büyük teleskoptu.

HubbleSamanyolu dışındaki galaksileri gözlemleyen tek kişi değildi, Humason ona yardım etti. Yakındaki galaksilerin spektrumlarını ölçmeye başladılar. Daha sonra galaktik bir spektrumun sürekli emisyonla görünür dalga boyu aralığında olduğunu gözlemlediler. Sürekliliğin üstünde emisyon ve soğurma çizgileri vardı. Bu çizgilerden galaksinin bizden uzağa mı yoksa bize doğru mu hareket ettiğini tahmin edebiliriz.

Bir spektrum elde ettiğimizde, en güçlü çizginin H-α. Literatürden, en güçlü çizgi şu anda gerçekleşmelidir6563 Åama eğer çizgi etrafta bir yerde olursa 7000Åkırmızıya kaymış olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz.

İtibaren Special Theory of Relativity,

$$ 1 + z = \ sqrt {\ frac {1+ \ frac {v} {c}} {1- \ frac {v} {c}}} $$

burada Z kırmızıya kayma, boyutsuz bir sayı ve v durgunluk hızıdır.

$$ \ frac {\ lambda_ {obs}} {\ lambda_ {rest}} = 1 + z $$

Hubble ve Humason listelendi 22 Galaxieskağıtlarında. Neredeyse tüm bu galaksiler kırmızıya kayma sergiledi. Hızı (km / s) ve mesafeyi (Mpc) karşılaştırdılar. Doğrusal bir eğilim gözlemlediler ve Hubble meşhur yasasını şu şekilde ortaya koydu.

$$ v_r = H_o d $$

Bu Hubble Redshift Distance Relationship. Alt simgergenişlemenin radyal yönde olduğunu gösterir. $ V_r $ azalan hız iken, $ H_o $ Hubble parametresidir,dgalaksinin bizden uzaklığıdır. Evren için genişleme hızı aynı ise, uzak galaksilerin bizden daha hızlı çekildikleri sonucuna vardılar.

Genişleme

Her şey bizden uzaklaşıyor. Galaksiler durağan değildir, her zaman bir miktar genişleme harmoniği vardır. Hubble parametresinin birimleri km sn ⁻¹ Mpc ^−1'dir . - 1 Mpc'lik bir mesafeden dışarı çıkılırsa, galaksiler 200 km / sn hızla hareket ediyor olacaktır. Hubble parametresi bize genişleme oranını verir. Hubble ve Humason'a göre, $ H_o $ değeri 200 km / sn / Mpc'dir.

Veriler, tüm galaksilerin bizden uzaklaştığını gösterdi. Böylece, evrenin merkezinde olduğumuz açıktır. Ancak Hubble, bu hatayı, ona göre, hangi galakside yaşarsak yaşayalım, diğer tüm galaksilerin bizden uzaklaştığını görürdük. Bu nedenle, sonuç galaksiler arasındaki boşluğun genişlediği ve evrenin merkezinin olmadığıdır.

Genişleme her yerde oluyor. Ancak genişlemeye karşı çıkan bazı güçler var. Kimyasal bağlar, yerçekimi kuvveti ve diğer çekici kuvvetler nesneleri bir arada tutuyor. Daha önce tüm nesneler birbirine yakındı. Büyük Patlama'yı dürtüsel bir güç olarak düşünürsek, bu nesneler birbirinden uzaklaşmaya ayarlanmıştır.

Zaman Ölçeği

Yerel ölçeklerde Kinematik, Yerçekimi tarafından yönetilir. Orijinal Hubble yasasında, maviye kayma gösteren bazı galaksiler vardı. Bu, galaksilerin birleşik yerçekimi potansiyeline bağlanabilir. Yerçekimi, şeyleri Hubble yasasından ayırdı. Andromeda Galaksisi bize doğru geliyor. Yerçekimi işleri yavaşlatmaya çalışıyor. Başlangıçta genişleme yavaşlıyordu, şimdi hızlanıyor.

Bir Cosmic Jerkbu nedenle. Hubble parametresine birkaç tahmin yapılmıştır. 90 yıl içinde 500 km / sn / Mpc'den 69 km / sn / Mpc'ye evrilmiştir. Değerdeki eşitsizlik, mesafenin hafife alınmasından kaynaklanıyordu. Cepheid Stars mesafe kalibratörleri olarak kullanılmıştır, ancak farklı tipte Sefeid yıldızları vardır ve bu gerçek Hubble parametresinin tahmini için dikkate alınmamıştır.

Hubble Saati

Hubble sabiti bize evrenin yaşının gerçekçi bir tahminini verir. $ H_o $, galaksilerin aynı hızda hareket etmeleri koşuluyla evrenin yaşını verir. $ H_o $ değerinin tersi bize Hubble zamanı verir.

$$ t_H = \ frac {1} {H_o} $$

$ H_o'nun bugünkü değerini değiştirerek, t_H $ = 14milyar yıl. Evrenin başlangıcı boyunca genişleme oranı sabit kaldı. Bu doğru olmasa bile, $ H_o $, evrenin yaşı için kullanışlı bir sınır verir. Sabit bir genişleme oranı varsayarsak, mesafe ve zaman arasında bir grafik çizdiğimizde, grafiğin eğimi hız ile verilir.

Bu durumda Hubble zamanı, gerçek zamana eşittir. Bununla birlikte, evren geçmişte daha hızlı ve şu anda daha yavaş genişliyor olsaydı, Hubble zamanı, evrenin yaşının üst sınırını verir. Evren daha önce yavaşça genişliyor ve şimdi hızlanıyorsa, Hubble zamanı evrenin yaşına daha düşük bir sınır verecektir.

• $ t_H = t_ {age} $ - genişleme oranı sabitse.

• $ t_H> t_ {age} $ - eğer evren geçmişte daha hızlı ve şu anda daha yavaş genişlediyse.

• $ t_H <t_ {age} $ - eğer evren geçmişte daha yavaş ve şu anda daha hızlı genişlemişse.

Başka bir galaksi grubundan 200 Mpc'de olan 10 galaksi grubunu düşünün. Bir küme içindeki galaksiler, evrenin genişlediği sonucuna asla varmazlar çünkü yerel bir grup içindeki kinematik, kütleçekim tarafından yönetilir.

Hatırlanacak noktalar

• Kozmoloji, Evrenimizin geçmişi, bugünü ve geleceği üzerine yapılan çalışmadır.

• Evrenimiz ∼14 milyar yaşında.

• Evren sürekli genişliyor.

• Hubble parametresi, evrenin yaşının bir ölçüsüdür.

• Şu anki değeri H_o 69 km / sn / Mpc'dir.