Kodėl galaktikos tolsta viena nuo kitos?
Trumpas atsakymas: Galaktikos tolsta viena nuo kitos, nes pati erdvė plečiasi. Erdvei plečiantis, atstumas tarp daugumos galaktikų didėja, todėl laikui bėgant jos, atrodo, tolsta viena nuo kitos.
Kas iš tikrųjų vyksta?
Įsivaizduokite taškus ant pripūsto baliono. Balionui pučiant, kiekvienas taškas tolsta vienas nuo kito, nors taškai baliono paviršiumi nejuda. Erdvė tempiasi panašiai, o galaktikos yra panašios į taškus.
Tolimų galaktikų šviesa taip pat ištempiama, todėl ji atrodo rausvesnė; tai vadinama raudonuoju poslinkiu. Kuo toliau galaktika, tuo labiau jos šviesa ištempiama ir tuo greičiau atrodo, kad ji tolsta. Gravitacija gali traukti netoliese esančias galaktikas, todėl ne visos galaktikos tolsta.
Tačiau labai dideliais masteliais erdvės tempimas laimi ir dauguma galaktikų laikui bėgant tolsta.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Hablo dėsnis ir metrinis erdvės plėtimasis apibūdina, kodėl galaktikos tolsta viena nuo kitos.
Hablo dėsnis teigia, kad galaktikos traukimosi greitis yra maždaug proporcingas jos atstumui nuo mūsų. Šiuolaikine prasme tai vyksta todėl, kad erdvės audinys plečiasi; atstumai tarp objektų, kurie nėra saistomi gravitacijos, didėja erdvei augant. Bendroji reliatyvumo teorija, Einšteino gravitacijos teorija, suteikia pagrindą, leidžiančiam lygčių sprendimu laikyti tolygiai besiplečiančią erdvę.
Plėtra nėra sprogimas erdvėje; tai pačios erdvės padidėjimas.
Kaip mes tai žinome: Astronomai matuoja galaktikų šviesos raudonąjį poslinkį ir nustato, kad tolimesnės galaktikos turi didesnius raudonuosius poslinkius, atitinkančius Hablo dėsnį . Taip pat stebime kosminį mikrobangų foną – silpną, vienodą spinduliuotę, likusią iš ankstyvosios visatos, – kuris patvirtina karštą, besiplečiančią ankstyvąją būseną .
Kur tai pastebėsi
- Taškai ant pripučiamo baliono tolsta vienas nuo kito jam augant.
- Razinos kylančioje duonos tešloje tolsta viena nuo kitos tešlai plečiantis.
- Žymės ant tempiamos guminės plėvelės, kurios atsiskiria traukiant plėvelę.
- Besiplečiantis miesto žemėlapis: jei kiekviena gatvė ilgėja, vietovės tolsta viena nuo kitos.
Eksperimentas
Baliono galaktikos modelis
Sauga: Būkite atsargūs, jei esate alergiški lateksui; atitraukite balioną nuo veido.
Priemonės
- balionas
- žymeklis
- liniuotė arba matavimo juosta
Žingsniai
- Šiek tiek pripūskite balioną ir jį užriškite.
- Žymekliu nupieškite ant baliono kelis mažus taškelius (galaktikas).
- Išmatuokite atstumą tarp dviejų taškų ir jį užrašykite.
- Daugiau pripūskite balioną ir dar kartą išmatuokite tą patį atstumą.
- Palyginkite atstumus prieš ir po. Ką tai rodo: Balionui (erdvei) plečiantis, atstumas tarp taškų (galaktikos) didėja.
Naudingi terminai
- Raudonasis poslinkis: Kai šviesos bangos ilgis ištempiamas, ji atrodo rausvesnė; tai rodo, kad objektai tolsta.
- Hablo dėsnis: Stebėjimas, kad toliau esančios galaktikos tolsta greičiau, rodantis erdvės plėtimąsi.
- Gravitacija: Jėga, kuri traukia mases kartu ir gali išlaikyti galaktikas surištas.
- Kosminis mikrobangų fonas: Silpna likusi ankstyvosios, karštos visatos spinduliuotė, kuri palaiko plėtimąsi.
Vaikai klausia
Ar visos galaktikos tolsta nuo mūsų?
Dauguma taip, bet netoliese esančios galaktikos, kurias suriša gravitacija, pavyzdžiui, Andromeda, gali judėti link mūsų.
Ar erdvė plečiasi į kažką?
Dabartiniai modeliai teigia, kad pati erdvė auga; nėra paprastos „išorės“, į kurią ji plečiasi, ką galėtume stebėti.
Ar galaktikos kada nors nustos tolti?
Ilgalaikis elgesys priklauso nuo visatos turinio; dabartiniai stebėjimai rodo spartėjantį plėtimąsi, todėl daugelis galaktikų ir toliau tols viena nuo kitos .