1Ucieczka galaktyk
- W widmach dalekich galaktyk linie widmowe są przesunięte ku czerwieni, czyli w stronę fal dłuższych. Oznacza to, że galaktyki się od nas oddalają – tym szybciej, im większe przesunięcie.
- Dla bliskich galaktyk przesunięcie opisuje się jak efekt Dopplera; ściślej fala wydłuża się, bo rozszerza się sama przestrzeń.
2Prawo Hubble'a
- Oznaczenia: v – prędkość oddalania się galaktyki [km/s]; d – jej odległość [Mpc]; H₀ – stała Hubble'a [km/(s·Mpc)]; 1 Mpc = 106 pc ≈ 3,26·106 ly ≈ 3,09·1019 km.
v = H₀ · d (stąd d = v przez H₀), gdzie H₀ ≈ 70 km/(s·Mpc); różne metody pomiaru dają 67–73 km/(s·Mpc).
- Zależność jest wprost proporcjonalna: dwa razy dalsza galaktyka oddala się dwa razy szybciej. Nie jesteśmy w centrum – z każdej galaktyki widać to samo, bo rozszerza się cała przestrzeń.
Co oznacza przesunięcie linii widmowych dalekich galaktyk ku czerwieni?
Przesunięcie ku falom dłuższym wynika z oddalania się galaktyk (rozszerzania się przestrzeni).
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Wielki Wybuch i wiek Wszechświata
- Wielki Wybuch to początek znanego Wszechświata: ok. 13,8 mld lat temu Wszechświat był skrajnie gęsty i gorący, a od tego czasu rozszerza się i stygnie.
- Świadectwa: ucieczka galaktyk oraz promieniowanie reliktowe – mikrofalowe promieniowanie o temperaturze ok. 2,7 K, docierające ze wszystkich kierunków.
- Gdyby galaktyki oddalały się zawsze z tą samą prędkością, czas od „startu” wyniósłby t = d przez v = 1 przez H₀.
4Przykłady
- Galaktyka odległa o d = 100 Mpc oddala się z prędkością v = 70 · 100 km/s = 7000 km/s.
- Dane: H₀ = 70 km/(s·Mpc), 1 Mpc = 3,09·1019 km, 1 rok ≈ 3,16·107 s.
- Wzór: t = 1 przez H₀ = 3,09·1019 km przez 70 km/s.
- Obliczenia: t ≈ 4,4·1017 s ≈ 4,4·1017 przez 3,16·107 lat ≈ 1,4·1010 lat.
- Odpowiedź: ok. 14 mld lat – blisko współczesnej oceny wieku Wszechświata (13,8 mld lat).
Wstawianie odległości w latach świetlnych lub kilometrach do wzoru z H₀ w km/(s·Mpc). Odległość musi być w Mpc.
Dlaczego 1/H₀ jest bliskie wiekowi Wszechświata?
1/H₀ = d/v – czas potrzebny, by przy stałej prędkości galaktyki oddaliły się na obecne odległości.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
✎Ściąga: Prawo Hubble'a i Wielki Wybuch
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- v = H₀ · d (stąd d = v przez H₀), gdzie H₀ ≈ 70 km/(s·Mpc); różne metody pomiaru dają 67–73 km/(s·Mpc).
- Oznaczenia: v – prędkość oddalania się galaktyki [km/s]; d – jej odległość [Mpc]; H₀ – stała Hubble'a [km/(s·Mpc)]; 1 Mpc = 106 pc ≈ 3,26·106 ly ≈ 3,09·1019 km.
- Wielki Wybuch to początek znanego Wszechświata: ok. 13,8 mld lat temu Wszechświat był skrajnie gęsty i gorący, a od tego czasu rozszerza się i stygnie.
- Dane: H₀ = 70 km/(s·Mpc), 1 Mpc = 3,09·1019 km, 1 rok ≈ 3,16·107 s.
- Wzór: t = 1 przez H₀ = 3,09·1019 km przez 70 km/s.
- Obliczenia: t ≈ 4,4·1017 s ≈ 4,4·1017 przez 3,16·107 lat ≈ 1,4·1010 lat.
- Odpowiedź: ok. 14 mld lat – blisko współczesnej oceny wieku Wszechświata (13,8 mld lat).
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Prawo Hubble'a zapisujemy jako
- Av = H₀/d
- Bd = H₀ · v
- Cv = H₀ · d²
- Dv = H₀ · d
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: v = H₀ · d – Prędkość oddalania się galaktyki jest wprost proporcjonalna do jej odległości.
Jaką jednostkę ma stała Hubble'a w zapisie astronomicznym?
- Akm/(s·Mpc)
- Bs/Mpc
- CMpc/s
- Dkm/s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: km/(s·Mpc) – H₀ = v/d, więc jednostka to (km/s)/Mpc.
Galaktyka jest odległa o d = 100 Mpc (H₀ = 70 km/(s·Mpc)). Z jaką prędkością się oddala?
- A1,4 km/s
- B7000 km/s
- C700 km/s
- D70 km/s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 7000 km/s – v = H₀ · d = 70 · 100 km/s = 7000 km/s.
Galaktyka oddala się z prędkością v = 14 000 km/s (H₀ = 70 km/(s·Mpc)). Jaka jest jej odległość?
- A980 000 Mpc
- B2 Mpc
- C200 Mpc
- D20 Mpc
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 200 Mpc – d = v/H₀ = 14 000/70 Mpc = 200 Mpc; 980 000 to błędne v · H₀.
Ile lat ma Wszechświat według współczesnych pomiarów?
- Aok. 4,6 mld lat
- Bok. 13,8 mld lat
- Cok. 1,4 mln lat
- Dok. 138 mld lat
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: ok. 13,8 mld lat – Wielki Wybuch nastąpił ok. 13,8 mld lat temu; 4,6 mld lat to wiek Układu Słonecznego.
Co oznacza przesunięcie linii widmowych dalekich galaktyk ku czerwieni?
- AGalaktyki oddalają się od nas
- BGalaktyki są coraz gorętsze
- CGalaktyki zbliżają się do nas
- DŚwiatło jest pochłaniane przez pył
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Galaktyki oddalają się od nas – Przesunięcie ku falom dłuższym wynika z oddalania się galaktyk (rozszerzania się przestrzeni).
Dlaczego 1/H₀ jest bliskie wiekowi Wszechświata?
- ATo czas, w którym galaktyka poruszająca się ze stałą prędkością v przebyłaby odległość d
- BTo czas życia typowej gwiazdy
- CTo dokładnie wiek Słońca
- DTo czas obiegu Słońca wokół środka Galaktyki
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: To czas, w którym galaktyka poruszająca się ze stałą prędkością v przebyłaby odległość d – 1/H₀ = d/v – czas potrzebny, by przy stałej prędkości galaktyki oddaliły się na obecne odległości.
Czy z prawa Hubble'a wynika, że Ziemia jest w centrum Wszechświata?
- ANie, z każdej galaktyki widać, że inne się oddalają
- BNie, bo galaktyki stoją w miejscu
- CTak, bo wszystkie galaktyki uciekają od nas
- DTak, bo H₀ jest największe w pobliżu Ziemi
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Nie, z każdej galaktyki widać, że inne się oddalają – Rozszerza się cała przestrzeń, więc każdy obserwator widzi to samo prawo.
Cały dział „Astronomia”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.