Перейти до вмісту

Стала Габбла

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Стала Габбла — коефіцієнт, що входить до закону Габбла — Леметра, який пов'язує відстань до позагалактичного об'єкта (галактики, квазара) зі швидкістю його видалення. Зазвичай позначається буквою H. Має розмірність, обернену часу (H ≈ 2,2× 10−18 с−1), але зазвичай виражається в км/с на мегапарсек, позначаючи таким чином середню швидкість розбігання в сучасну епоху двох галактик, розділених відстанню в 1 Мпк. У моделях розширення Всесвіту стала Габбла змінюється з часом, а сенс терміна «стала» — у тому, що в кожен даний момент часу у всіх точках Всесвіту величина H однакова. Сталу Габбла, виражену як функцію часу H(t), називають параметром Габбла.

Вимірювання

[ред. | ред. код]
Оцінки сталої Габбла

Значення сталої Габбла, H0, не може бути виміряне безпосередньо, але виводиться на основі комбінації астрономічних спостережень і припущень, що залежать від моделі. Вона може бути обчислена за даними спостереження «стандартних свічок» — цефеїд, наднових типу Ia, вимірювання реліктового випромінювання, затримці сигналів від квазарів[1], баріонним акустичним осциляціям густини в ранньому Всесвіті і навіть гравітаційних хвиль, що випромінюються при злитті подвійних систем чорних дір.

Напруженість Габбла

[ред. | ред. код]
Докладніше: Напруженість Габбла

Все точніші спостереження та нові моделі протягом багатьох десятиліть призвели до двох наборів значень сталої, відмінність між якими значно перевищує межі похибок. Ця відмінність відома як «напруженість Габбла».

Вимірювання з використанням каліброваних методів визначення відстаней збігаються до значення приблизно 73 (км/с)/Мпк. Так, опубліковані 2016 року вимірювання «місцевого» (в межах до z < 0,15) значення сталої Габбла шляхом обчислення відстаней до галактик за світністю спостережуваних у них цефеїд на космічному телескопі «Габбл» давали оцінку в 73,24 ± 1,74 (км/с)/Мпк[2] показали ще трохи більше значення — 74,03 ± 1,42 (км/с)/Мпк[3]. Оцінки, виконані іншими методами, також давали значення, більші за 70[4][5][6].

З іншого боку, стала Габбла, визначена за реліктовим випромінюванням за допомогою космічної обсерваторії «Планк», дає інші оцінки: на 2013 рік вона становила 67,80 ± 0,77 (км/с)/Мпк[7], у 2016 році була уточнена до 66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк[8], а 2018 року — до 67,4 ± 0,5 (км/с)/Мпк[9]. Незалежно від реліктового випромінювання сталу Габбла визначили за баріонними акустичними осциляцією рівною 68,4 (км/с)/Мпк[10].

Причини такої розбіжності поки невідомі. Ймовірно, все вказує на те, що напруженість Габбла пов'язане не стільки з похибками спостережень на малих або великих червоних зміщеннях, скільки з різною фізикою раннього й пізнього Всесвіту.[10]: і реліктове випромінювання, і баріонні акустичні осциляції густини стосуються дуже молодого Всесвіту, коли йому було не більше 380 тисяч років, тоді як вимірювання, що показують більше значення сталої, стосуються Всесвіту віком у мільярд років і пізніше.

Похідні сталі

[ред. | ред. код]

Величина, обернена до сталої Габбла (габблівський час), має зміст характерного часу розширення Всесвіту на даний момент. Для значення сталої Габблу 66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк (або (2,169 ± 0,020)× 10−18 c−1), габблівський час дорівнює (4,61 ± 0,05)× 1017 с (або (14,610 ± 0,016)× 109 років). Часто використовують ще одну похідну константу, габблівску відстань, рівну добутку габблівского часу на швидкість світла: DH = ctH = . Для вищевказаного значення сталої Габбла габблівська відстань дорівнює (1,382 ± 0,015)× 1026 м або (14,610 ± 0,016)× 109 світлових років.

Іноді у формулах використовують безрозмірну сталу Габбла, замінюючи розмірну константу її відношенням до будь-якої величини, зазвичай до 70 (км/с)/Мпк або до 100 (км/с)/Мпк і позначаючи її відповідно h70 або h100.

Сталу Габбла, виражену як функцію часу H(t), називають параметром Габбла[11].

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ V. Bonvin, F. Courbin, S. H. Suyu, P. J. Marshall, C. E. Rusu, D. Sluse, M. Tewes, K. C. Wong, T. Collett, C. D. Fassnacht, T. Treu, M. W. Auger, S. Hilbert, L. V. E. Koopmans, G. Meylan, N. Rumbaugh, A. Sonnenfeld, C. Spiniello. H0LiCOW – V. New COSMOGRAIL time delays of HE 0435−1223: H0 to 3.8 per cent precision from strong lensing in a flat ΛCDM model // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — 2017. — Vol. 465, iss. 4, (03). — P. 4914–4930. — ISSN 0035-8711. — DOI:10.1093/mnras/stw3006.
  2. ↑ Riess A. G. та ін. (2016). A 2.4% DETERMINATION OF THE LOCAL VALUE OF THE HUBBLE CONSTANT*. The Astrophysical Journal. 826: 56. arXiv:1604.01424. doi:10.3847/0004-637X/826/1/56.
  3. ↑ Dan Scolnic, Lucas M. Macri, Wenlong Yuan, Stefano Casertano, Adam G. Riess. Large Magellanic Cloud Cepheid Standards Provide a 1% Foundation for the Determination of the Hubble Constant and Stronger Evidence for Physics Beyond LambdaCDM. — 2019. — 18 March. — arXiv:1903.07603. — Bibcode:2019ApJ...876...85R. — DOI:10.3847/1538-4357/ab1422.
  4. ↑ A. J. Shajib та ін. (16 жовтня 2019). STRIDES: A 3.9 per cent measurement of the Hubble constant from the strong lens system DES J0408−5354. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. v2. 494 (4): 6072—6102. arXiv:1910.06306. doi:10.1093/mnras/staa828.
  5. ↑ Study finds the universe might be 2 billion years younger. m.phys.org. Архів оригіналу за 13 вересня 2019. Процитовано 13 вересня 2019.
  6. ↑ M. J. Reid, D. W. Pesce, A. G. Riess (18 листопада 2019). An Improved Distance to NGC 4258 and Its Implications for the Hubble Constant. The Astrophysical Journal Letters. v2. 886 (2): L27. arXiv:1908.05625. doi:10.3847/2041-8213/ab552d.
  7. ↑ Ade P. A. R. Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 2013. — Vol. 1303, (3). — P. 5062. — arXiv:1303.5062. — Bibcode:2013arXiv1303.5062P. — DOI:10.1051/0004-6361/201321529. Архівовано з джерела 9 червня 2016.
  8. ↑ Aghanim N. та ін. (2016). Planck intermediate results. Astronomy & Astrophysics. 596: A107. arXiv:1605.02985. doi:10.1051/0004-6361/201628890.
  9. ↑ M. Lilley, P. B. Lilje, M. Liguori, A. Lewis, F. Levrier. Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. — 2018. — 17 July. — arXiv:1807.06209.
  10. ↑ а б Wuzheng Guo, Qiumin Wang, Shuo Cao, Marek Biesiada, Tonghua Liu, Yujie Lian, Xinyue Jiang, Chengsheng Mu, Dadian Cheng. Newest measurements of Hubble constant from DESI 2024 BAO observations // arxiv.org. — 2024. — 12. — arXiv:2412.13045. — DOI:10.48550/arXiv.2412.13045.
  11. ↑ Neta A. Bahcall. Hubble’s Law and the expanding universe // PNAS. — 2015. — Vol. 112, no. 11 (18 November). — P. 3173—3175.

Посилання

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Стала_Габбла&oldid=46526218