Juni 22, 2024

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Was ist die Hubble-Konstante und was hat sie mit dem Universum zu tun?

Was ist die Hubble-Konstante und was hat sie mit dem Universum zu tun?
Seit dem Urknall hat sich das Universum immer weiter ausgedehnt. Woher weißt du das?
Laura Foss Laura Foss Meteorit Chile 5 Minuten

Um herauszufinden, mit welcher Geschwindigkeit sich das Universum ausdehnt, muss der Wissenschaftler Edwin Hubble Er berechnete die Konstante aus Messungen der Sterne Im Jahr 1929. Aus dieser für die Kosmologie wesentlichen Zahl lässt sich auch auf das Alter und die Größe des Universums schließen.

Tatsächlich wurde Hubbles Entdeckung genehmigt Sagen Sie voraus, wie schnell sich ein astronomisches Objekt von der Erde entfernt, wusste bereits, wie weit es davon entfernt war. Der Wert der Hubble-Konstante ist seit Jahrzehnten Gegenstand von Debatten unter Astrophysikern, die ihren genauen Wert ermitteln möchten. Trotzdem Es wurde kein Konsens erzielt Dadurch können wir die genaue Abfluggeschwindigkeit von Sternen und Galaxien bestimmen.

Wie wurde die Hubble-Konstante entdeckt?

Vor fast einem Jahrhundert entdeckte Hubble, dass die Rotverschiebung einer Galaxie umso größer ist, je weiter sie entfernt ist. So formulierte er das kosmologische Gesetz von Geschwindigkeit und Entfernung. Nach diesem Gesetz, das als Hubble-Gesetz bekannt ist, Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto schneller entfernt sie sichSie kommentieren Enzyklopädien Britannica.

Bereits vor diesem Ereignis stellten Wissenschaftler Theorien über die Expansion des Universums auf. Hubble hat es jedoch durch seine Beobachtungen bewiesen.

Bei seiner Entdeckung entdeckte er die Existenz von Galaxien, die sich aufgrund ihrer Rotverschiebung scheinbar mit Geschwindigkeiten größer als der Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Aber ist das möglich? Damit wird Einsteins allgemeines Relativitätsgesetz gebrochen. Eigentlich passiert etwas anderes: Zwischen Galaxien entsteht Raum, Und genau das bedeutet es Das Universum dehnt sich aus.

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Wir wissen nicht nur, dass es expandiert, sondern kennen auch sein Alter

Um es besser zu verstehen, stellen wir es uns vor Eine elektromagnetische Welle, die von einer sehr weit entfernten Galaxie ausgesendet wird bewegt sich in Richtung Erde. Während Sie sich durch den neu geschaffenen Raum bewegen, müssen Sie diese Lücke füllen seine Wellenlänge zu erhöhen, was zu einer Rotverschiebung führt. Je weiter die Galaxie entfernt ist, desto mehr Raum muss die Welle durchqueren, sodass sie länger und rötlicher wird. Es ist bekannt Kosmologische Rotverschiebung.

So konnte Hubble eine Gleichung entwickeln, die sich auf die Berechnung der Ausdehnung des Universums konzentrierte und es uns ermöglichte, zu beschreiben, wie lange es dauerte, bis die von Galaxien ausgesendeten Wellen uns erreichten.

Aber Sie können es herausfinden Das Alter des Universums durch die gleiche Konstante. als? Mit der gleichen Gleichung wird a ermittelt Ein proportionaler Zusammenhang zwischen der Entfernung von Galaxien und der Geschwindigkeit, mit der sie sich zurückziehen, kann berechnet werden. Die Zeit in dieser Gleichung muss das Alter des Universums sein: Abhängig vom Wert der Konstante beträgt sie 14 Milliarden Jahre, was dem kürzlich berechneten Alter sehr nahe kommt. 13,8 Milliarden Jahre.

Die Antwort liegt in dunkler Energie

Der Raum zwischen Galaxien – oder die Leere Angetrieben von dunkler Energie, etwas, das Einstein in seiner Relativitätstheorie in Betracht zog. Es ist eine abstoßende Anziehungskraft: dunkle Energie Spricht den gegenteiligen Effekt der Schwerkraft aus, die im Raum zwischen Galaxien schwächer wird, wie der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Physikprofessor Adam Rice im folgenden NASA-Video erklärt. Verantwortlich dafür ist dunkle Energie Die Expansion des Universums beschleunigt sich.

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Zur Messung der Hubble-Konstante verwenden Astronomen Datenerfassung im Weltraum Durch Weltraumteleskope Hubble Y James WebbLetzteres wurde vor fast zwei Jahren veröffentlicht. Diese Konstante soll mit einer Genauigkeit von 1 % berechnet werden.