Скорость разбегания галактик обратно пропорциональна расстоянию от центра вселенной верно или нет

Помогите пожалуйста решить тест по астрономии. На некоторых вопросах варианта ответа несколько

В некоторых вопросах несколько вариантов ответов

Вопрос 1
Раздел астрономии, изучающий свойства, строение и эволюцию Вселенной в целом?

Вопрос 2
Вселенная — это

Варианты ответов:
совокупность наблюдаемых галактик всех типов.
совокупность наблюдаемых скоплений галактик всех типов.
межгалактическая среда.
совокупность наблюдаемых галактик всех типов и их скоплений, а также межгалактической среды.

Вопрос 3
Первая научно обоснованная космологическая модель Вселенной.

Варианты ответов
*Геоцентрическая система мира Аристотеля — Птолемея.
*Геоцентрическая система мира Коперника.
*Космологическая модель древних индийцев, в которой земля покоится на трёх слонах, которые стоят на спине черепахи, плывущей в безграничном космосе.
*Модель горячей Вселенной.
*ΛCDM модель.

Вопрос 4
О чём свидетельствует красное смещение в спектрах галактик?

Варианты ответов
*Вселенная расширяется
*Вселенная стационарна
*Вселенная нестационарна
*Вселенная сжимается
*Вселенная расширяется с ускорением

Вопрос 5
Укажите учёных, заложивших фундамент космологической модели расширяющейся Вселенной.

Варианты ответов
А. Эйнштейн
А. Фридман
Г. Гамов
Ж. Леметр
Э. Хаббл

Вопрос 6
Сравнение смещений спектральных линий в различных частях одной и той же галактики показывает, что эти смещения неодинаковы по величине. Что из этого следует?

Варианты ответов
*Различные части галактики имеют разные скорости.
*Галактика вращается.
*Галактика удаляется от нас с некоторым постоянным ускорением.
*Распределение вещества в галактике является неоднородным.

Вопрос 7
Современная космологическая модель строения Вселенной предполагает, что она на 68,3 % состоит из . на 26,8 % из . оставшиеся 4,9 % занимает . Вставьте пропущенные слова, указав их правильный порядок.

Варианты ответов
тёмная энергия
тёмная материя
барионная материя

Вопрос 8
Как в астрономии называются объекты, светимость которых заранее известна?

Варианты ответов
*Цефеиды
*Стандартные свечи
*Сверхновые звёзды
*Галактика

Вопрос 9
Укажите верные утверждения.

Варианты ответов
*Скорость разбегания галактик пропорциональна их возрасту.
*Скорость разбегания галактик пропорциональна расстоянию до наблюдателя.
*Скорость разбегания галактик обратно пропорциональна расстоянию от центра Вселенной.
*При помощи постоянной Хаббла можно оценить массу Вселенной.
*При помощи постоянной Хаббла можно оценить возраст Вселенной.
*При помощи постоянной Хаббла можно оценить радиус Вселенной.
*Наблюдения показывают, что по всем направлениям от нас в космосе расположено примерно одинаковое количество галактик. *Следовательно, наша Галактика является центром Вселенной.

Источник

Закон Хаббла

Из Википедии — свободной энциклопедии

Зако́н Ха́ббла (закон всеобщего разбегания галактик) — космологический закон, описывающий расширение Вселенной. В статьях и научной литературе в зависимости от её специализации и даты публикаций он формулируется по-разному [1] [2] [3] .

v = H 0 r , <\displaystyle v=H_<0>r,>

Однако в современных работах наблюдателей эта зависимость принимает вид

c z = H 0 r , <\displaystyle cz=H_<0>r,>

где с — скорость света, а z — красное смещение. Также, последнее является стандартным обозначением расстояния во всех современных космологических работах.

Третий вид закона Хаббла можно встретить в теоретических публикациях:

H = a ˙ ( t 1 ) a ( t 1 ) , <\displaystyle H=<\frac <<\dot >(t_<1>)>)>>,>

Закон Хаббла является одним из основных наблюдаемых фактов в космологии. С его помощью можно примерно оценить время расширения Вселенной (так называемый Хаббловский возраст Вселенной):

t H = r V = 1 H 0 . <\displaystyle t_=<\frac >=<\frac <1>>>.>

Эта величина с точностью до численного множителя порядка единицы соответствует возрасту Вселенной, рассчитываемому по стандартной космологической модели Фридмана.

Источник

Хаббла закон

Закон Хаббла (закон всеобщего разбегания галактик) — правило физической космологии, согласно которому красное смещение удалённых объектов пропорционально их расстоянию от наблюдателя. Таким образом, чем дальше от нас галактика, тем быстрее она от нас удаляется.

Другими словами, между расстояниями D до галактик и скоростями их удаления V_r (разбегания) наблюдается линейная зависимость:

.

Чем дальше от наблюдателя космический объект (галактика, квазар), тем быстрее он удаляется.

На каждый миллион парсек расстояния до объекта его скорость убегания увеличивается приблизительно на 75 км/с.

,

С помощью этого закона можно рассчитать так называемый Хаббловский возраст Вселенной (в предположении, что «разбегание» галактик действительное):

,

этот возраст лишь по порядку соответствует возрасту Вселенной, рассчитываемому по стандартной космологической модели Фридмана.

Содержание

Суть закона Хаббла

С точки зрения классической механики, закон Хаббла можно наглядно объяснить следующим образом. Когда-то давно Вселенная образовалась в результате Большого взрыва. В момент взрыва различные частицы материи (осколки) получили различные скорости. Те из них, которые получили бо́льшие скорости — соответственно успели к настоящему моменту улететь дальше, чем те, которые получили меньшие скорости. Если провести численный расчёт, то окажется, что зависимость расстояния от скорости оказывается линейной. Кроме того, получается, что эта зависимость одна и та же для всех точек пространства, то есть, по наблюдениям за разлетающимися осколками нельзя найти точку взрыва: с точки зрения каждого осколка, именно он находится в центре. Однако, несмотря на такую наглядность, следует помнить, что расширение Вселенной должно описываться не классической механикой, а общей теорией относительности.

Первое замечание касается того, учитывается ли при наблюдениях тот факт, что из-за того, что свет идёт от галактик миллионы лет, мы наблюдаем их в прошлом. В результате, поскольку они удаляются от нас, в настоящий момент они должны находиться уже дальше. Вопрос: для какого из двух расстояний определена зависимость Хаббла? Ответ: до середины прошлого века это не имело значения. Из графика Хаббла видно, что наибольшие скорости галактик, рассмотренных Хабблом, составили до 1000 км/с. В принципе это большая скорость, но за время движения света от них до Земли, они всё равно успели сдвинуться на незначительный процент общего расстояния.

Второе замечание заключается в том, что расширение Вселенной не является простым разлётом галактик в пустом пространстве. Оно заключается в динамическом изменении самого пространства. Непонимание этого факта часто заставляет делать неверные заключения авторов даже серьёзной литературы. Например, часто говорят, что скорость убегания галактик не должна превышать скорость света и потому на тех расстояниях, где это должно наблюдаться, должны наблюдаться и отклонения от закона Хаббла. Это не так: согласно общей теории относительности, должны существовать и наблюдаться галактики, убегающие быстрее света [1] .

Экспериментальное открытие

Закон Хаббла установлен экспериментально Э. Хабблом в 1929 для галактик, до которых было определено расстояние по ярчайшим звёздам. Исходное наблюдение состояло в том, что красные линии в спектрах внегалактических туманностей смещаются пропорционально расстоянию до них. Позднее закон был подтверждён по наблюдениям большого количества галактик.

Теоретическая интерпретация

За несколько лет до экспериментального открытия Александром Фридманом были теоретически решены уравнения Эйнштейна для всей Вселенной и в результате было получено, что если распределение вещества в ней в среднем равномерно, то она должна или сжиматься или расширяться, причём в последнем случае должен наблюдаться линейный закон между расстоянием и скоростью убегания. Эта особенность решений Фридмана была сразу же отождествлена с явлением, открытым Хабблом.

В соответствии с этой (общепринятой) моделью космологическое красное смещение нельзя интерпретировать как Эффект Доплера, так как получаемая из наблюдаемого z по формулам этого эффекта скорость не соответствует (лишь приближенно равна) никакой скорости в смысле изменения космологического расстояния между галактиками. Галактики неподвижны (за исключением пекулярных собственных скоростей), а расширяется пространство, что и вызывает расширение волнового пакета. (См. в статье Космологическое красное смещение). Так соотношение

является приближённым, в то время как равенство

где D — расстояние в данный момент, есть точное равенство, то есть красное смещение линейно связано с расстоянием только приближённо для близких галактик, а скорость их удаления линейно возрастает с расстоянием точно. Таким образом, в последней формуле скорость V не соответствует скорости, рассчитываемой по эффекту Допплера.

Оценка постоянной Хаббла и её физический смысл

В процессе расширения, если оно происходит равномерно, постоянная Хаббла должна уменьшаться, и индекс «0» при её обозначении указывает на то, что величина Н₀ относится к современной эпохе. Величина, обратная постоянной Хаббла должна быть в таком случае равна времени, прошедшему с момента начала расширения, то есть, возрасту Вселенной.

Значение Н₀ определяется по наблюдениям галактик, расстояния до которых измерены без помощи красного смещения (прежде всего, по ярчайшим звёздам или цефеидам). Большинство независимых оценок Н₀ дают для этого параметра значение 70—80 км/с на мегапарсек. Это означает, что галактики, находящиеся на расстоянии 100 мегапарсек, удаляются от нас со скоростью 7000—8000 км/с. В настоящее время (2009) наиболее надёжной (хотя и модельно зависимой) считается оценка Н₀=(74,2 ± 3,6) км/с/Мпк.

Проблема оценки Н₀ осложняется тем, что, помимо космологических скоростей, обусловленных расширением Вселенной, галактики ещё обладают собственными (пекулярными) скоростями, которые могут составлять несколько сотен км/с (для членов массивных скоплений галактик — более 1000 км/с). Это приводит к тому, что закон Хаббла плохо выполняется или совсем не выполняется для объектов, находящихся на расстоянии ближе 10-15 млн св. лет, то есть как раз для тех галактик, расстояния до которых наиболее надёжно определяются без красного смещения.

Закон Хаббла плохо выполняется и для галактик на очень больших расстояниях (в миллиарды св. лет), которым соответствует величина z > 1. Расстояния до объектов с таким большим красным смещением теряют однозначность, поскольку зависят от принимаемой модели Вселенной и от того, к какому моменту времени они отнесены. В качестве меры расстояния в этом случае обычно используется только красное смещение.

Возможная нелинейность закона

В наше время наблюдениями, говорящими в пользу существования тёмной энергии, были, по-видимому, обнаружены отклонения от линейного закона Хаббла (как связи красного смещения с расстоянием). Было обнаружено, по-видимому, что наша Вселенная расширяется с ускорением. Этот факт не отменяет закона Хаббла, так как последний действует на более близких расстояниях, чем эти новые эффекты.

Источник

Решебник по астрономии 11 класс на урок №30 (рабочая тетрадь) — Расширяющаяся Вселенная

вкл. 28 Ноябрь 2016 .

Решебник по астрономии 11 класс на урок №30 (рабочая тетрадь) — Расширяющаяся Вселенная

1. Отметьте знаком «+» верные ответы.

а) Скорости разбегания галактик: пропорциональны расстоянию от наблюдателя.

б) С помощью постоянной Хаббла можно определить следующий параметр Вселенной: возраст.

в) Если галактика удаляется со скоростью 3000 км/с, то расстояние до нее: 40 Мпк.

2. Принимая постоянную Хаббла Н = 75 км/(с * Мпк), определите расстояние до галактики, если красное смещение в ее спектре составляет 10000 км/с.

D = v / H = 10000 / 75 = 133 (Мпк)

3. Сравнение смещений спектральных линий в различных частях одной и той же галактики показывает, что эти смещения неодинаковы по величине. Какой вывод можно сделать на основании этого факта?

Различные части галактики имеют разные скорости, что свидетельствует о вращении галактики.

4. Наши наблюдения показывают, что по всем направлениям в космосе расположено примерно равное число галактик и все они от нас удаляются. Значит ли это, что наша Галактика — центр всей Вселенной? Ответ обоснуйте.

Нет, наша Галактика — не центр Вселенной. У Вселенной нет центра. Пространство раздувается, но центра расширения нет. Из любого места наблюдения картина расширения будет одинакова.

5. Величина, обратная постоянной Хаббла, дает примерную оценку времени, которое прошлое момента начала расширения Вселенной. Подсчитайте это время.

t = 1 / H = 4 ⋅ 10 17 (с), или 13 млрд лет.

Источник