Постоянная Хаббла

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

Постоя́нная Ха́ббла (пара́метр 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]

Оценки постоянной Хаббла

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.

Постоянную Хаббла, выраженную в виде функции времени H(t), называют параметром Хаббла[15].

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, 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
  15. Neta A. Bahcall. Hubble’s Law and the expanding universe (англ.) // PNAS. — 2015. — Vol. 112, no. 11. — P. 3173—3175. (англ.)

Ссылки[править | править код]