آرشیو مطالب پگاسوس

  » آرشیو تاریخ 22/11/1385 (عنوان مطلب آموزشی : " قانون هابل ")

.:: بازگشت به صفحه اصلی پگاسوس

----------------------------------------------------------------------------------

عنوان بحث: قانون هابل

در فواصل نزدیکتر یعنی در محدوده ای که برای تعیین فاصله از نورانیترین ستارگان و ستارگان متغیر استفادهمیشود، سرعت گریز کهکشانها حدود چند کیلومتر در ثانیه است. در خوشه های دور دست کهکشانها که نورانیترین کهکشان خوشه به عنوان ملاک فاصله استفاده می شود، سرعت گریز بسیار بیشتر است و به حدود 100،000 کیلومتر در ثانیه می رسد.

سرعت گریز دورترین اجرامی که می توان در حال حاضر رصد کرد، اندکی کمتر از سرعت نور است. این رابطه سرعت- فاصله، قانون هابل نام دارد و با فرمول بسیار ساده ای بیان میشود:

سرعت مساوی است با حاصلضرب فاصله در یک مقدار ثابت(H).

کشف این رابطه و تعیین مقدار H توسط اخترشناس آمریکایی معروف، یعنی ادوین هابل صورت گرفته و از اینرو H را ثابت هابل می نامند.

با تعیین مقدار H رابطه هابل به صورت فرمولی دقیق سرعت یا فاصله کهکشانها را مشخص میکند. مثلا خوشه بزرگ کهکشانها در صورت فلکی سنبله را در نظر بگیرید که در فاصله 20 میلیون پارسک قرار دارد. انتقال به طرف قرمز طیف آنها نیز سرعتی حدود 1100 کیلومتر در ثانیه را نشان می دهد. با جایگذاری این اعداد در رابطه هابل، V=H.d، مقدار H به دست می آید.(V سرعت و  d فاصله است) که معادل است با 55 کیلومتر در ثانیه در هر میلیون پارسک. حال می توانیم قانون هابل را در مورد  کهکشان دیگر به کار ببریم. برای مثال خوشه کهکشان های بسیار دوردستی را در نظر بگیرید که به دست آوردن طیف اعضای آن برای بزرگترین تلسکوپ های جهان نیزکاری مشکل باشد. در این صورت حتی اگر نتوانیم فاصله خوشه را اندازه گیری کنیم، قادر به استفاده از قانون هابل خواهیم بود. زیرا با محاسبه مقدار جا به جایی دوپلری میبینیم انتقال به طرف قرمز آن مثلا 1000 آنگستروم یعنی معادل سرعتی حدود 60،000 کیلومتر در ثانیه است.

با جایگذاری مقدار H و سرعت در رابطه هابل فاصله خوشه فوق تقریبا یک میلیارد پارسک به دست می آید.

رابطه مورد بحث در این گفتار حالت ساده شده ای از یک فرمول بسیار پیچیده است و بنابراین نمیتوان در مورد سرعتهای بسیار زیاد از آن استفاده کرد. زیرا عوامل زیادی از جمله هندسه جهان نیز وارد محاسبات میشوند و فرمول را بغرنج تر می کنند.

برای کاوش انبساط عمومی جهان، در اندازه گیری سرعت کهکشان ها حدهای مشخصی از نظر رصد فضاهای دور دست وجود دارد و اختر شناسان تا فواصلی می توانند  به اندازه گیری ادامه دهند که امکانات رصد اجازه میدهد. خوشه آبمار که در فاصله یک میلیار پارسک قرار دارد،  یکی از دورترین خوشه هایی است که انتقال به طرف قرمز آن را میتوان اندازه گرفت.

دورترین کهکشانهای معمولی که طیفشان به دست آمده است در این خوشه ها جای دارند. مهمترین مانع در به  دست آوردن طیف کهکشانهای دوردست، روشنایی مختصر آسمان شب است. حتی در بهترین نقاطی که  رصد خانه ها بنا میکنند یعنی در مناطقی که دور از نور شهر و دارای هوای صاف و بی گرد و غبار است، آسمان شب درخشندگی معینی دارد. در این نقاط گر چه آسمان کاملا تاریک به نظر می رسد ولی در واقع به طور کامل سیاه نیست.

از این رو هنگامی که از یک تلسکوپ و طیف نمای پر قدرت برای عکس برداری اجرام بسیار کم نور استفاده میکنند آسمان شب نورانی تر از موضوع عکسبرداری  جلوه میکند.  در نتیجه طیف جسم مورد نظر مثلا کهکشان، محو می شود و به جای آن طیف آسمان نقش می بندد.