Prawo Hubble’a — rozszerzanie Wszechświata

Co się właśnie stało?

Podwoiłeś odległość galaktyki, a jej prędkość ucieczki też wzrosła dwukrotnie. Im dalej galaktyka, tym szybciej się od nas oddala — i to liniowo.

Prawo Hubble'a:

— prędkość oddalania się galaktyki jest wprost proporcjonalna do jej odległości. v — prędkość ucieczki (km/s), d — odległość (Mpc), H₀ — stała Hubble'a (≈ 70 km/s/Mpc).

Niezmiennik — jedna stała dla całego kosmosu:

Dla każdej galaktyki stosunek prędkości do odległości jest taki sam. Dlatego wszystkie punkty na wykresie v–d układają się w jedną prostą o nachyleniu H₀. To bezpośredni dowód, że Wszechświat się rozszerza.

Skąd wiemy, jak szybko? Przesunięcie ku czerwieni.

Światło oddalającej się galaktyki jest rozciągane ku dłuższym falom (czerwieni): $z \approx v/c$. Im większy redshift, tym większa prędkość — tak mierzymy v i wyznaczamy odległości w kosmosie. Łączy się to z eksperymentem „przesunięcie ku czerwieni".

Czy jesteśmy w centrum Wszechświata?

Nie. Rozszerza się sama przestrzeń — jak rodzynki w rosnącym cieście. Każdy obserwator, w dowolnej galaktyce, widzi to samo: wszystko ucieka od niego, i to tym szybciej, im dalej. Ucieczka galaktyk nie wyróżnia żadnego punktu.

Po co Ci to na maturze:

v = H₀·d rozwiązuje zadania o prędkości i odległości galaktyk oraz o wieku Wszechświata (≈ 1/H₀). Chwyt: policz v ze wzoru albo z redshiftu z = v/c, a stosunek v/d zawsze daje H₀.

Zapamiętaj: im dalej galaktyka, tym szybciej ucieka — v = H₀·d. To dowód rozszerzania się Wszechświata, a nie tego, że jesteśmy w jego środku.