宇宙論と天体物理学

ビッグバン模型とハッブルの法則

近傍宇宙の十分大きな尺度では、銀河の平均後退速度は距離に比例します。赤方偏移は観測的な徴候であり、中心からの爆発ではありません。

近傍宇宙の十分大きな尺度では、銀河の平均後退速度は距離に比例します。赤方偏移は観測的な徴候であり、中心からの爆発ではありません。

モデルと観測

H₀は現在の膨張率で、通常 km s⁻¹ Mpc⁻¹ で表します。v≈H₀dは局所近似で、遠方では宇宙論モデルと赤方偏移を用います。

FLRW模型では、理想的な銀河の共動距離 $\chi$ は一定で、固有距離は $D(t)=a(t)\chi$ と表されます。膨張による後退速度は $v_{\rm rec}=H(t)D$ であり、爆発中心から空間を飛び去る運動ではありません。赤方偏移が小さいときは $v\simeq cz$ とハッブルの法則から距離を見積もれますが、大きな赤方偏移では膨張史を積分し、座標上の後退速度と規約に依存する推定速度を区別します。

ビッグバンを支持する証拠は、観測された膨張、CMBのほぼ黒体のスペクトル、軽元素の存在比、構造の成長という独立した検証の組み合わせです。ハッブルは銀河の赤方偏移と距離の関係を測定し、アインシュタインは宇宙論モデルの一般相対論的枠組みを築きました。宇宙年齢は単純に $1/H_0$ ではなく、$H(a)$ の全履歴、物質量、空間曲率に依存します。したがって $H_0$ の測定値はモデル内で解釈し、独立な方法と比較する必要があります。

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