@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @

Cele kształcenia

Po przeczytaniu informacji uzupełniających i przerobieniu wszystkich ćwiczeń na symulatorze prawa Hubble'a, uczeń będzie wiedział, że...

Informacje uzupełniające

Wlatach dwudziestych ubiegłego wieku, Edwin Hubble badał galaktyki. Analizował ich widma i na podstawie przesunięcia ku czerwieni linii widmowych określał prędkości ucieczki galaktyk. Następnie znalazł gwiazdy zmienne pulsujące (gwiazdy, które okresowo zmieniają jasność), znane jako cefeidy. Cefeidy spełniają dobrze określone zależności okres pulsacji – jasność absolutna, co oznacza, że większe jaśniejsze Cefeidy mrugają powoli, podczas gdy mniejsze słabsze Cefeidy mają mniejsze okresy. Tak więc, obserwacje okresów pulsacji cefeid pozwoliły mu oszacować ich jasność i ostatecznie odległość do galaktyk.

Kiedy wykreślał prędkości galaktyk w zależności od odległości odkrył dwie interesujące rzeczy:

  1. Wszystkie galaktyki (z wyjątkiem kilku najbliższych galaktyk przemieszczających się wokół środka masy naszej lokalnej grupy) oddalają się od nas. Wszechświat się rozszerza.
  2. Prędkości recesji są skorelowane z odległością. Im dalej od nas jest galaktyka, tym szybciej oddala się od nas. Wyrażamy to jako Prawo Hubble'a.
correlated scatter plot of distance vs. speed

Prędkość v jest równa stałej H0 (wymawianej H-zero) razy odległość D. H0 ma wartość około 70 (km / s) / Mpc. Tak więc na każdy Mpc odległości galaktyki od nas, jej prędkość recesji wzrasta o 70 km / s. Galaktyka odległa o 1 Mpc ma prędkość 70 km / s, galaktyka odległa o 2 Mpc ma prędkość 140 km / s i tak dalej.

Zauważ, że często mówimy, że galaktyki poruszają się, oddalając się od nas. Istnieją jednak modele kosmologiczne, które tłumaczą to oddalanie się, tworzeniem samej przestrzeni.

Ćwiczenia

  1. Pomniejsz obraz tak, żeby było widać kilka galaktyk. Galaktyka z czerwonym okręgiem wokół niej reprezentuje naszą lokalizację (Droga Mleczna). Czerwone strzałki przedstawiają prędkości galaktyk względem nas. Czy możesz znaleźć galaktykę, która zbliża się do naszej?
  2. Długości strzałek są proporcjonalne do wartości prędkości oddalania się galaktyk.
    1. Opisz prędkości galaktyk w pobliżu danej lokalizacji.
    2. Teraz opisz prędkości galaktyk, które są daleko.
    3. Czy w każdym kierunku jest to prawdziwe? Czy widzisz siebie w centrum ekspansji?
    4. Wyraź własnymi słowami prawo Hubble'a.
  3. Kliknij na inną galaktykę, aby uczynić ją punktem obserwacyjnym. Czy prawo Hubble'a nadal obowiązuje? Czy nadal widzisz siebie w centrum ekspansji? Powtórz dla kilku innych galaktyk.
  4. Wybierz się parę galaktyk jednocześnie widocznych na ekranie. Wybierz jedną z nich jako punkt obserwacyjny, a następnie przejdź do drugiej. Powtórz tę operację przełączania się pomiędzy nimi. Jak byś opisał relację między wektorami prędkości, które pojawiają się przy tych galaktykach?
  5. Jak będzie wyglądał wszechświat po długim czasie?

O aplikacji

This astronomy "Little Big Picture" was programmed by REU student Nick Robe. It is an early effort of the UNL Astronomy Education Group to provide materials for mobile devices. More astronomy teaching materials can be found on the web at astro.unl.edu.

This simulation makes use of the Dojo tooklit available at dojotoolkit.org.

Tłumaczenie na język polski Edukator.pl.