חוק האבל – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

בשורה

גרסה מ־01:45, 17 בנובמבר 2014

חוק האבל הוא חוק באסטרופיזיקה ובקוסמולוגיה הקשור לקצב ההתפשטות של היקום, בהתאם לתאורית המפץ הגדול. ערכו של קבוע האבל, כפי שנמדד על ידי מצפה החלל פלאנק של סוכנות החלל האירופית ופורסם ב-21 במרץ 2013 הוא 67.11 קילומטר בשנייה למיליון פרסק. על פי זה מחושב גיל היקום ל-13.819 מיליארד שנים.

החוק קרוי על-שמו של האסטרונום אדווין האבל שעל פי תצפיותיו בגלקסיות רחוקות בסוף שנות העשרים של המאה ה-20 התברר כי היקום מתפשט. האבל זיהה בספקטרום של גלקסיות רחוקות הסחה לאדום המלמדת על התרחקותן מאיתנו, אם נניח שהיא נובעת ממתיחת אורכי הגל של גלים אלקטרומגנטיים העושים את דרכם מהן אלינו במרחב מתפשט. האבל אסף נתונים המראים שזוהי תופעה כללית, שממנה נובע על פי הפרשנות המקובלת כי כמעט כל הגלקסיות הנצפות אכן מתרחקות מגלקסית שביל החלב. יתרה מזו, הוא גילה כי מהירות ההתרחקות עומדת ביחס ישר למרחקה של הגלקסיה מאיתנו. גלקסיה רחוקה פי שניים מתרחקת במהירות גדולה פי שניים; גלקסיה רחוקה פי עשרה מתרחקת במהירות גדולה פי עשרה.

היחס בין מהירות ההתרחקות לבין המרחק הוא קבוע האבל. לפי נתוני לוויין המחקר WMAP, ערכו של הקבוע המסומן באות $\ H_{0}$ הוא 0.8 ± 69.32 ק"מ לשנייה, למיליון פרסק^[1]. דהיינו, גלקסיה המרוחקת מאתנו כמאה מיליון פארסק, או 326 מיליון שנות אור בקירוב, מתרחקת מאתנו במהירות של 6,932 ק"מ לשנייה. המרת הקבוע ליחידות זמן נותנת בקירוב טוב 1 חלקי 14 מיליארד שנה, קרוב לגיל היקום המוערך היום ב-13.82 מיליארד שנה.

הקושי בהערכת הקבוע נובע מהקושי להעריך את מרחקה האמיתי של גלקסיה מאיתנו. הערכות כאלה מבוססות על עוצמת הקרינה של הגלקסיה ושל עצמים בולטים בתוכה, כגון משתנים קפאידיים וסופרנובות. כמו כן קשה להעריך את חלקן היחסי של הסחות דופלר הנובעות מתנועות פקולריות (תנועות של גלקסיות בהשפעת כוחות כבידה מקומיים) בתוך ההסחה לאדום הנמדדת.

התלות של מהירות ההתרחקות במרחקה של הגלקסיה היא ראיה להתפשטות של המרחב עצמו וגילוי התופעה היה בבחינת הוכחה משמעותית ראשונה למודל של הולדת היקום באירוע מסוג המפץ הגדול.

השיטות להערכת גיל היקום מתבססות רובן ככולן על אומדנים של הקבוע של האבל, ומקנות משנה חשיבות להערכה מדויקת של קבוע יסודי זה. ניסיונות לשפר את ההערכות הנוכחיות היו בין הגורמים העיקריים לשיגור טלסקופ החלל על-שם האבל, שבהיותו חופשי מהפרעות אטמוספיריות אמור לאפשר תצפיות מדויקות יותר מאלו שמתבצעות מן הקרקע. עד ששוגר טלסקופ החלל, הוערך הקבוע של האבל בין 50 ל־100 קילומטר בשנייה למיליון פרסק, ורק נתונים עדכניים שסיפק טלסקופ זה, בשנים 1998-1999, אפשרו לשפר את ההערכה לתחום שבין 60 ל־80 ולהעמידו על 69.32 בסוף 2012.

מצפה החלל פלאנק מדד במשך 4 שנים בפרטי פרטים את הקרינה הקוסמית. הנתונים שפורסמו במרץ 2013 על ידי חוקרים של סוכנות החלל האירופית הראו כי ערכו של קבוע האבל הוא 67.11 קילומטר בשנייה למיליון פרסק.

על-פי המודל הסטנדרטי בפיזיקה, הגורם היחיד שיכול להאט את התרחקות הגלקסיות הוא כח הכבידה, המושך את הגלקסיות זו לזו וגורם לכך שהקבוע של האבל יורד בערכו עם הזמן. תצפיות מאוחרות, מסוף המאה ה־20, מצביעות לכאורה על כך שקצב ההתפשטות גדל. תופעה זו עדיין אינה מוסברת די הצורך, ויש הקושרים אותה באנרגיה אפלה.

השתנות בזמן

קבוע האבל הוא קבוע במרחב (כלומר זהה בכל היקום) אך לא בזמן. את התלות שלו בזמן ניתן לחשב בצורה תאורטית ממשוואות פרידמן ובאמצעות השוואה לתצפיות לקבל את הזמן מאז המפץ הגדול.

החישוב נעשה באמצעות הנוסחה $\ H(t)={\frac {{\dot {R}}(t)}{R(t)}}$ כאשר $\ R(t)$ הוא גודל הנקרא פרמטר הסקלה של היקום.

ראו גם

גיל היקום

הערות שוליים

^ האתר של חללית המחקר WMAP

[1] האתר של חללית המחקר WMAP

[1]

@@ שורה 1: / שורה 1: @@
 [[קובץ:Hubble constant.JPG|שמאל|ממוזער|250px]]
-'''חוק האבל''' הוא חוק ב[[אסטרופיזיקה]] וב[[קוסמולוגיה]] הקשור לקצב ההתפשטות של [[היקום]], בהתאם לתאורית [[המפץ הגדול]]. ערכו של קבוע האבל, כפי שנמדד על ידי  [[מצפה החלל פלאנק]] של [[סוכנות החלל האירופית]] ופורסם ב-[[21 במרץ]] [[2013]] הוא 67.11 קילומטר בשנייה למיליון [[פרסק]] מה שנותן ליקום גיל של 13.819 מיליארד שנים.
+'''חוק האבל''' הוא חוק ב[[אסטרופיזיקה]] וב[[קוסמולוגיה]] הקשור לקצב ההתפשטות של [[היקום]], בהתאם לתאורית [[המפץ הגדול]]. ערכו של קבוע האבל, כפי שנמדד על ידי  [[מצפה החלל פלאנק]] של [[סוכנות החלל האירופית]] ופורסם ב-[[21 במרץ]] [[2013]] הוא 67.11 קילומטר בשנייה למיליון [[פרסק]]. על פי זה מחושב גיל היקום ל-13.819 מיליארד שנים.
-החוק קרוי על-שמו של האסטרונום [[אדווין האבל]], שבסוף שנות העשרים של המאה ה-20 ערך תצפיות ב[[גלקסיה|גלקסיות]] רחוקות. האבל זיהה ב[[ספקטרום]] שלהן תופעה המכונה [[הסחה לאדום]], המוסברת על-פי [[אפקט דופלר]] בכך שהן מתרחקות מאיתנו. האבל אסף נתונים המראים שזוהי תופעה כללית, וכמעט כל הגלקסיות הנצפות אכן מתרחקות מגלקסית [[שביל החלב]]. יתרה מזו, מהירות ההתרחקות תלויה בעיקר במרחקה של הגלקסיה מאיתנו, ועומדת ב[[יחס ישר]] למרחק. גלקסיה רחוקה פי שניים מתרחקת במהירות גדולה פי שניים; גלקסיה רחוקה פי עשרה מתרחקת במהירות גדולה פי עשרה.
+החוק קרוי על-שמו של האסטרונום [[אדווין האבל]] שעל פי תצפיותיו ב[[גלקסיה|גלקסיות]] רחוקות בסוף שנות העשרים של המאה ה-20 התברר כי היקום מתפשט. האבל זיהה ב[[ספקטרום]] של גלקסיות רחוקות [[הסחה לאדום]] המלמדת על התרחקותן מאיתנו, אם נניח שהיא נובעת ממתיחת [[אורך גל|אורכי הגל]] של [[גל אלקטרומגנטי|גלים אלקטרומגנטיים]] העושים את דרכם מהן אלינו במרחב מתפשט. האבל אסף נתונים המראים שזוהי תופעה כללית, שממנה נובע על פי הפרשנות המקובלת כי כמעט כל הגלקסיות הנצפות אכן מתרחקות מגלקסית [[שביל החלב]]. יתרה מזו, הוא גילה כי מהירות ההתרחקות עומדת ב[[יחס ישר]] למרחקה של הגלקסיה מאיתנו. גלקסיה רחוקה פי שניים מתרחקת במהירות גדולה פי שניים; גלקסיה רחוקה פי עשרה מתרחקת במהירות גדולה פי עשרה.
-היחס בין מהירות ההתרחקות לבין המרחק הוא '''קבוע האבל'''. לפי נתוני [[לוויין המחקר WMAP]], ערכו של הקבוע המסומן באות <math>\ H_0</math> הוא '''0.8 ± 69.32 [[ק"מ]] ל[[שנייה]], ל[[מיליון]] [[פארסק]]'''{{הערה|1=[http://map.gsfc.nasa.gov/m_uni/uni_101expand.html האתר של חללית המחקר WMAP]}}. דהיינו, גלקסיה המרוחקת מאתנו כמאה מיליון פארסק, או 326 מיליון [[שנת אור|שנות אור]] בקרוב, מתרחקת מאתנו במהירות של 6,932 ק"מ לשנייה. המרת הקבוע ליחידות זמן נותנת בקירוב טוב 1 חלקי 14 מיליארד שנה, קרוב ל[[גיל היקום]] המוערך היום ב-13.82 מיליארד שנה.
+היחס בין מהירות ההתרחקות לבין המרחק הוא '''קבוע האבל'''. לפי נתוני [[לוויין המחקר WMAP]], ערכו של הקבוע המסומן באות <math>\ H_0</math> הוא '''0.8 ± 69.32 [[ק"מ]] ל[[שנייה]], ל[[מיליון]] [[פרסק]]'''{{הערה|1=[http://map.gsfc.nasa.gov/m_uni/uni_101expand.html האתר של חללית המחקר WMAP]}}. דהיינו, גלקסיה המרוחקת מאתנו כמאה מיליון פארסק, או 326 מיליון [[שנת אור|שנות אור]] בקירוב, מתרחקת מאתנו במהירות של 6,932 ק"מ לשנייה. המרת הקבוע ליחידות זמן נותנת בקירוב טוב 1 חלקי 14 מיליארד שנה, קרוב ל[[גיל היקום]] המוערך היום ב-13.82 מיליארד שנה.
-הקושי בהערכת הקבוע נובע מכך שקשה להעריך את מרחקה האמיתי של גלקסיה מאיתנו. הערכות אלה מבוססות על עוצמת הקרינה של הגלקסיה ושל עצמים בולטים בתוכה, כגון [[משתנה קפאידי|משתנים קפאידיים]] ו[[סופרנובה|סופרנובות]].
+הקושי בהערכת הקבוע נובע מהקושי להעריך את מרחקה האמיתי של גלקסיה מאיתנו. הערכות כאלה מבוססות על עוצמת הקרינה של הגלקסיה ושל עצמים בולטים בתוכה, כגון [[משתנה קפאידי|משתנים קפאידיים]] ו[[סופרנובה|סופרנובות]].  כמו כן קשה להעריך את חלקן היחסי של [[אפקט דופלר|הסחות דופלר]] הנובעות מתנועות פקולריות (תנועות של גלקסיות בהשפעת כוחות כבידה מקומיים) בתוך ה[[הסחה לאדום]] הנמדדת.
+התלות של מהירות ההתרחקות במרחקה של הגלקסיה היא ראיה להתפשטות של המרחב עצמו וגילוי התופעה היה בבחינת הוכחה משמעותית ראשונה למודל של הולדת [[היקום]] באירוע מסוג [[המפץ הגדול]].
-קיומם של [[צביר גלקסיות|צבירי גלקסיות]] מקומיים, שבהם השפעת המשיכה גדולה יותר מאשר באזורים אחרים, מסבך את הנחת ההומוגנית של היקום, לפיה התצפיות שיערכו אסטרונומים בגלקסיות אחרות יתנו תוצאות קרובות לשלנו. גם תופעה זו מקשה על המדידה המדויקת של הקבוע של האבל.
-התצפיות של האבל מתאימות ביותר למודל שבו כל הגלקסיות מתרחקות זו מזו, כמו רסיסים של פצצה. עם זאת, היום מקובל לראות בכך ראיה להתפשטות של המרחב עצמו, ולא לכך שהגלקסיות מתרחקות זו מזו בתוך מרחב קבוע. בין כך ובין כך, התגלית של האבל הייתה ההוכחה המשמעותית הראשונה למודל של [[המפץ הגדול]] לגבי הולדת [[היקום]] ו[[התפשטות היקום|התפשטותו]] בהמשך.
 השיטות להערכת [[גיל היקום]] מתבססות רובן ככולן על אומדנים של הקבוע של האבל, ומקנות משנה חשיבות להערכה מדויקת של קבוע יסודי זה. ניסיונות לשפר את ההערכות הנוכחיות היו בין הגורמים העיקריים לשיגור [[טלסקופ החלל האבל|טלסקופ החלל]] על-שם [[אדווין האבל|האבל]], שבהיותו חופשי מהפרעות [[אטמוספירה|אטמוספיריות]] אמור לאפשר תצפיות מדויקות יותר מאלו שמתבצעות מן הקרקע. עד ששוגר טלסקופ החלל, הוערך הקבוע של האבל בין 50 ל־100 קילומטר בשנייה למיליון פרסק, ורק נתונים עדכניים שסיפק טלסקופ זה, בשנים [[1998]]-[[1999]], אפשרו לשפר את ההערכה לתחום שבין 60 ל־80 ולהעמידו על 69.32 בסוף 2012.