Cosmology-expanding-universe
宇宙論-拡大する宇宙
宇宙論*は宇宙の研究です。 過去にさかのぼると、宇宙の起源に関するいくつかの考え方がありました。 多くの学者は *Steady State Theory を信じていました。 この理論によると、宇宙は常に同じであり、始まりがありませんでした。
- ビッグバン理論*に信仰を持っている人々のグループがありましたが。 この理論は、宇宙の始まりを予測します。 ビッグバンからのホットな除外された放射の証拠があり、これは再びモデルをサポートしています。 ビッグバン理論は、宇宙に存在する軽元素の量を予測しています。 したがって、ビッグバンの有名なモデルに従って、宇宙に始まりがあったと言えます。 私たちは膨張する宇宙に住んでいます。
ハッブル赤方偏移
1900年代初期、当時の最先端の望遠鏡である Mt Wilson （100インチの望遠鏡）は最大の望遠鏡でした。 ハッブルは、その望遠鏡で働いた著名な科学者の一人でした。 彼は、天の川の外側に銀河があることを発見しました。 Extragalactic Astronomy はわずか100年です。 ウィルソン山は、200インチの望遠鏡を持つパーマー天文台が建設されるまで、最大の望遠鏡でした。
*Hubble* は、天の川の外の銀河を観測している唯一の人ではありませんでした。 彼らは近くの銀河のスペクトルの測定に着手しました。 その後、彼らは、銀河のスペクトルが連続放射を伴う可視波長範囲にあることを観察しました。 連続体の上に放出線と吸収線がありました。 これらの線から、銀河が私たちから遠ざかっているのか、私たちに向かっているのかを推定できます。スペクトルを取得するとき、最も強いラインは*H-α*から来ると仮定します。 文献から、最も強い線は* 6563Å*で発生するはずですが、線が*7000Å*付近で発生する場合、赤方偏移であると簡単に言えます。
- 特殊相対性理論*から
1 + z = \ sqrt \ {\ frac \ {1+ \ frac \ {v} \ {c}} \ {1- \ frac \ {v} \ {c}}}
ここで、Zは赤方偏移、無次元数、vは後退速度です。
\ frac \ {\ lambda _ \ {obs}} \ {\ lambda _ \ {rest}} = 1 + z
ハッブルとヒューマソンは、* 22の銀河*を論文にリストしました。 これらの銀河のほぼすべてが赤方偏移を示しました。 速度（km/s）対距離（Mpc）をプロットしました。 彼らは線形の傾向を観察し、ハッブルは次のように彼の有名な法律を提唱しました。
v_r = H_o d
これが Hubble Redshift Distance Relationship です。 下付き文字 r は、拡大が半径方向であることを示します。 一方、$ v_r $は後退速度、$ H_o $はハッブルパラメーター、 d は私たちからの銀河の距離です。 彼らは、宇宙の膨張率が均一であれば、遠く離れた銀河は我々からより速く後退すると結論した。
拡張
すべてが私たちから遠ざかっています。 銀河は静止しておらず、常にある程度の拡張調和があります。 ハッブルパラメーターの単位は_km sec ^ −1 ^ Mpc ^ −1 ^ _です。 – 1 Mpcの距離を移動すると、銀河は200 km/秒の速度で移動します。 ハッブルパラメーターは、拡張率を提供します。 ハッブルとヒューマソンによると、$ H_o $の値は200 kms/sec/Mpcです。
データは、すべての銀河が私たちから遠ざかっていることを示しています。 したがって、私たちが宇宙の中心にいることは明らかです。 しかし、ハッブルはこの間違いを犯さなかった。彼によると、私たちが住んでいる銀河のどこにいても、私たちは他のすべての銀河が私たちから遠ざかっているのを見つけるだろう。 したがって、結論は、銀河間の空間が拡大し、宇宙の中心がないということです。
拡大はどこでも起こっています。 ただし、拡張に反対する力がいくつかあります。 化学結合、重力、その他の引力が物体を結びつけています。 以前は、すべてのオブジェクトが近くにありました。 ビッグバンを衝撃的な力と考えると、これらのオブジェクトは互いに離れるように設定されます。
タイムスケール
ローカルスケールでは、キネマティクスは重力によって管理されます。 元のハッブルの法則では、青方偏移を示す銀河がいくつかありました。 これは、銀河の重力の可能性の組み合わせに帰することができます。 重力は、ハッブルの法則から物事を切り離しました。 アンドロメダ銀河が近づいています。 重力は物事を遅くしようとしています。 当初、拡張は減速していましたが、現在は加速しています。
このため、宇宙ジャーク*がありました。 ハッブルパラメーターの推定値がいくつか作成されています。 90年間で500 kms/sec/Mpcから69 kms/sec/Mpcに進化しました。 値の不一致は、距離の過小評価によるものでした。 *Cepheid Stars は距離校正器として使用されましたが、Cepheid starにはさまざまなタイプがあり、この事実はハッブルパラメーターの推定には考慮されませんでした。
ハッブル時間
ハッブル定数は、宇宙の年齢の現実的な推定値を提供します。 $ H_o $は、銀河が同じ速度で移動している場合、宇宙の年齢を示します。 $ H_o $の逆数はハッブル時間を提供します。
t_H = \ frac \ {1} \ {H_o}
現在の$ H_oの値を置き換えると、t_H $ = 140 億年になります。 膨張の速度は、宇宙の始まりを通して一定でした。 これが当てはまらない場合でも、$ H_o $は宇宙の年齢に有用な制限を与えます。 一定の膨張率を想定して、距離と時間の間にグラフをプロットすると、グラフの勾配は速度によって与えられます。
この場合、ハッブル時間は実際の時間と等しくなります。 しかし、宇宙が過去に速く膨張し、現在にゆっくり膨張している場合、ハッブル時間は宇宙の年齢の上限を与えます。 宇宙が以前にゆっくりと膨張し、現在加速している場合、ハッブル時間は宇宙の年齢の下限を与えます。
- $ t_H = t _ \ {age} $-膨張率が一定の場合。
- $ t_H> t _ \ {age} $-宇宙が過去に速く膨張し、現在では遅くなっている場合。
- $ t_H <t _ \ {age} $-宇宙が過去に遅く膨張し、現在では速く膨張した場合。
別のグループの銀河から200 Mpcにある10個の銀河のグループを考えてみましょう。 クラスター内の銀河は、局所グループ内の運動学が重力によって支配されているため、宇宙が膨張していると結論付けることはありません。
覚えておくべきポイント
- コスモロジーは、宇宙の過去、現在、未来の研究です。
- 私たちの宇宙は約140億歳です。
- 宇宙は絶えず拡大しています。
- ハッブルパラメーターは、宇宙の年齢の尺度です。
- * H〜o〜*の現在の値は69 kms/sec/Mpcです。
