Vũ trụ học & Thiên văn vật lý

Mô hình Big Bang, định luật Hubble

Ở khoảng cách đủ lớn trong vũ trụ gần, vận tốc lùi trung bình của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách. Dịch đỏ là dấu vết quan sát, không phải một vụ nổ từ tâm.

Ở khoảng cách đủ lớn trong vũ trụ gần, vận tốc lùi trung bình của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách. Dịch đỏ là dấu vết quan sát, không phải một vụ nổ từ tâm.

Mô hình và quan sát

H₀ là tốc độ giãn nở hiện nay, thường biểu diễn bằng km s⁻¹ Mpc⁻¹. Quan hệ tuyến tính v≈H₀d là xấp xỉ địa phương; ở khoảng cách lớn phải dùng mô hình vũ trụ học và redshift.

Trong mô hình FLRW, khoảng cách đồng chuyển động $\chi$ không đổi với một thiên hà lý tưởng, còn khoảng cách riêng là $D(t)=a(t)\chi$. Vì vậy vận tốc lùi do giãn nở là $v_{\rm rec}=H(t)D$, chứ không phải thiên hà đang bay xuyên qua không gian từ một tâm nổ. Ở dịch đỏ nhỏ, phép gần đúng $v\simeq cz$ kết hợp với định luật Hubble cho ước lượng khoảng cách; ở dịch đỏ lớn, cần tích phân lịch sử giãn nở và phân biệt vận tốc tọa độ với tốc độ suy ra theo một quy ước.

Bằng chứng cho Big Bang là một mạng lưới độc lập: sự giãn nở quan sát được, phổ gần vật đen của CMB, tỉ lệ các hạt nhân nhẹ và sự phát triển của cấu trúc. Hubble đo quan hệ dịch đỏ–khoảng cách ở thiên hà; Einstein cung cấp nền tảng thuyết tương đối rộng cho các mô hình vũ trụ học. Tuổi vũ trụ không đơn giản là $1/H_0$: nó phụ thuộc toàn bộ lịch sử $H(a)$, thành phần vật chất và độ cong. Vì vậy một phép đo $H_0$ cần được đặt trong mô hình và đối chiếu với các phương pháp độc lập.

Trắc nghiệm nhanh