Physic Labs

Vũ trụ học & Thiên văn vật lý

Sự giãn nở của vũ trụ

Vẽ vận tốc lùi xa theo khoảng cách, xác định hệ số góc H₀ và phân biệt giãn nở không gian với vụ nổ vào một không gian có sẵn.

THPT

Dụng cụ

  • Danh mục thiên hà có khoảng cách và vận tốc lùi xa suy ra từ dịch đỏ
  • Điều khiển hằng số Hubble và thời gian vũ trụ
  • Đồ thị vận tốc–khoảng cách và hiển thị bức xạ nền vi sóng vũ trụ

Các bước tiến hành

  1. Thu thập số đo thiên hà

    Dùng danh mục thật có khoảng cách ước lượng độc lập và dịch đỏ. Chỉ đổi dịch đỏ thành vận tốc lùi xa trong miền mà phép gần đúng phù hợp, đồng thời ghi sai số của cả hai đại lượng.

  2. Vẽ và khớp quan hệ Hubble

    Vẽ v trên trục đứng và d trên trục ngang. Khớp đường thẳng trong miền dịch đỏ thấp đã chọn; hệ số góc ước lượng H₀. Xem phần dư và không ép đường qua gốc nếu phân tích không biện minh điều đó.

  3. So sánh các thời kỳ giãn nở và bức xạ nền

    Thay đổi H₀ và thời gian vũ trụ trong mô hình, ghi lại sự đổi của độ dốc v–d và khoảng cách thiên hà. Dịch về các thời kỳ sớm để làm hiện bức xạ nền vi sóng vũ trụ, tàn dư của vũ trụ nóng sơ khai; đó không phải ánh sáng phát ra đúng thời khắc Big Bang.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Năm 1929, Edwin Hubble công bố quan hệ giữa khoảng cách thiên hà và vận tốc lùi xa, dựa trên số đo dịch đỏ của Vesto Slipher và công việc đo khoảng cách, trong đó có di sản của Henrietta Leavitt. Dữ liệu ban đầu còn hạn chế và thang khoảng cách được hiệu chỉnh về sau, nhưng xu hướng đó đặt nền tảng quan sát cho vũ trụ đang giãn nở. Năm 1965, Arno Penzias và Robert Wilson công bố phát hiện bức xạ nền vi sóng vũ trụ, trong khi nhóm Princeton do Robert Dicke dẫn đầu đang tìm kiếm bức xạ tàn dư được dự đoán. CMB là ánh sáng thoát ra khi vũ trụ trẻ trở nên trong suốt, khoảng 380.000 năm sau Big Bang nóng. Vũ trụ học hiện đại xác định H₀ bằng nhiều phương pháp và giá trị chính xác vẫn đang được nghiên cứu.

Nhà vật lý liên quan

Chủ đề liên quan trong thư viện