Постоянная Хаббла

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Постоя́нная Ха́ббла (конста́нта Ха́ббла) — коэффициент, входящий в закон Хаббла, который связывает расстояние до внегалактического объекта (галактики, квазара) со скоростью его удаления. Обычно обозначается буквой H. Имеет размерность, обратную времени (H ≈ 2,2⋅10−18 с−1), но выражается обычно в км/с на мегапарсек, обозначая таким образом среднюю скорость разлёта в современную эпоху двух галактик, разделённых расстоянием в 1 Мпк. В моделях расширяющейся Вселенной постоянная Хаббла изменяется со временем, а смысл термина «постоянная» — в том, что в каждый данный момент времени во всех точках Вселенной величина H одинакова.

Измерения[править | править код]

Наиболее надёжная оценка постоянной Хаббла на 2013 год составляла 67,80 ± 0,77 (км/с)/Мпк[1]. В 2016 году эта оценка была уточнена до 66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк[2].

Указанные выше значения получены с помощью измерения параметров реликтового излучения на космической обсерватории «Планк» (измерения разными методами дают несколько различающиеся значения постоянной Хаббла). Опубликованные в 2016 году измерения «местного» (в пределах до z < 0,15) значения постоянной Хаббла путём вычисления расстояний до галактик по светимости наблюдающихся в них цефеид на космическом телескопе «Хаббл» давали оценку в 73,24 ± 1,74 (км/с)/Мпк, что на 3,4 сигмы (на 7—8 %) больше, чем определено по параметрам реликтового излучения[3][4][5]; дальнейшие наблюдения с помощью телескопа Хаббл показали ещё немного большее значение — 74,03 ± 1,42 (км/с)/Мпк по состоянию на 2019 год [6]. При этом результаты миссии «Планк» показали меньшее значение — 67,4 ± 0,5 (км/с)/Мпк [7], по состоянию на 2018 год.

Последние оценки, выполненные другими методами, также давали значения, большие 70[8][9][10]. Причины такого расхождения пока неизвестны[11][12][13].
Проблема в том, что ученые используют два разных метода расчёта: первый базируется на реликтовом излучении, второй — на случайном появлении сверхновых в удаленных галактиках. Согласно первому методу, величина H равнялась 67,4, а по второму — 74; предложенные величины H становились все точнее на протяжении многих лет, сохраняя при этом разницу.[14]

Производные постоянные[править | править код]

Величина, обратная постоянной Хаббла (ха́ббловское вре́мя tH = 1/H), имеет смысл характерного времени расширения Вселенной на текущий момент. Для значения постоянной Хаббла, равного 66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк (или (2,169 ± 0,020)⋅10−18 c−1), хаббловское время равно (4,61 ± 0,05)⋅1017 с (или (14,610 ± 0,016)⋅109 лет). Часто используют также ещё одну производную константу, ха́ббловское расстоя́ние, равное произведению хаббловского времени на скорость света: DH = ctH = c/H. Для вышеуказанного значения постоянной Хаббла хаббловское расстояние равно (1,382 ± 0,015)⋅1026 м или (14,610 ± 0,016)⋅109 световых лет

Иногда в формулах используют безразмерную постоянную Хаббла, заменяя размерную константу её отношением к какой-либо величине, обычно к 70 (км/с)/Мпк или к 100 (км/с)/Мпк, и обозначая её соответственно h70 или h100.

Примечания[править | править код]

  1. Ade P. A. R. et al. (Planck Collaboration). Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences (англ.), 2013. — 22 March (vol. 1303). — P. 5062. — doi:10.1051/0004-6361/201321529. — Bibcode2013arXiv1303.5062P. — arXiv:1303.5062.
  2. Aghanim N. et al. (Planck Collaboration), Planck intermediate results. XLVI. Reduction of large-scale systematic effects in HFI polarization maps and estimation of the reionization optical depth, arΧiv:1605.02985 [astro-ph] 
  3. Riess A. G. et al., A 2.4% Determination of the Local Value of the Hubble Constant, arΧiv:1604.01424 [astro-ph] 
  4. Ученые сообщили о сверхбыстром расширении Вселенной
  5. Вселенная расширяется быстрее, чем считалось ранее // geektimes.ru
  6. 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 (англ.). — 2019-03-18. — doi:10.3847/1538-4357/ab1422. — Bibcode2019ApJ...876...85R. — arXiv:1903.07603.
  7. M. Lilley, P. B. Lilje, M. Liguori, A. Lewis, F. Levrier. Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters (англ.). — 2018-07-17. — arXiv:1807.06209.
  8. A. J. Shajib et al. (16 Oct 2019), STRIDES: A 3.9 per cent measurement of the Hubble constant from the strong lens system DES J0408-5354, arΧiv:1910.06306v2 [astro-ph.GA] 
  9. Study finds the universe might be 2 billion years younger. m.phys.org. Дата обращения 13 сентября 2019.
  10. M. J. Reid, D. W. Pesce, A. G. Riess (18 Nov 2019), An Improved Distance to NGC 4258 and its Implications for the Hubble Constant, arΧiv:1908.05625v2 [astro-ph.GA] 
  11. Астрономы с рекордной точностью измерили скорость расширения Вселенной // Вести.ру, 27 февраля 2018
  12. Физик-теоретик Лукас Ломбрайзер (Lucas Lombriser) из Женевского университета предложил решение загадки, согласно которой результаты измерения постоянной Хаббла, полученные различными, но надежными методами, значительно различаются между собой // Лента. Ру, 11 марта 2020
  13. Ричард Панек. Космологический кризис // В мире науки. — 2020. — № 4/5. — С. 102—111.
  14. Раскрыта тайна расширения Вселенной. Исследователи по-новому взглянули на расчет спорной величины // 10 марта 2020

Ссылки[править | править код]