关于哈勃常数的问题

2024-11-22 22:07:51

推荐回答（4个）

回答（1）：

哈勃定律中星系退行速度同距离的比值它是一个常数常用H表示单位是千米／（秒·百万秒差距）
一般认为 H值应在50～75之间
【中文词条】哈勃常数
【外文词条】Hubble constant
【作��者】潘宁堡
河外星系退行速度同距离的比值，它是一个常数，通常用H 表示，单位是公里/(秒·百万秒差距)。这个比值有时简称速度－距离比，或哈勃比。1929年，哈勃首先发现河外星系的视向速度与距离成比例(即距离越大视向速度也越大)，并给出速度-距离比，符号为K ，比值为500。后来人们称为哈勃常数，并改用符号H 。1931年，哈勃和M.La.s.哈马逊第二次测定H 为558，后又订正为526。
哈勃定H 时，应用了造父变星和星系中的最亮星来标定距离。1952年巴德指出，仙女星系中造父变星的星等零点应变动1.5等，由此哈勃常数应修订为H =260。1958年桑德奇指出：哈勃所说的最亮星实际上位于电离氢区，因此要再加上1.8等的星等改正，从而将哈勃常数降低为H=75。1974～1976年，桑德奇和塔曼又用七种距离指标的方法重新修订哈勃常数，得H =55，只及哈勃当年测定值的1/10。这就是说，按哈勃定律推算星系的距离，用H的新修订值所得结果比哈勃当年所得的结果增大 10倍。
在相对论宇宙学中，哈勃常数可以与宇宙标度因子R (t )联系起来：H =(t )/R (t )。在某些宇宙学中，哈勃常数是时间的函数，通常用H 表示哈勃常数的现代值，并把H 称为哈勃参量。
自从七十年代以来，许多天文学家用多种方法测定了H ，各家所得的数值很不一致，有代表性的四种，列表如下：
哈勃常数测定值的分歧在于用不同的距离指标给出的距离模数不同。除观测的系统误差、随机误差和银河系内距离指标的标定不确定性等外在因素外，还有内在原因。例如，不同星系之间由于化学成分、年龄、演化经历的不同，距离指标和绝对星等之间的关系就不会一致。

回答（2）：

哈柏定律是物理宇宙论的陈述：来自遥远星系光线的红移与他们的距离成正比。这条定律是哈柏和米尔顿·修默生在接近十年的观测之后，于1929年首先公式化的。 [1]它被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据，和今天经常被援引作为支持大霹雳的一个重要证据。这个常数的最佳数值是在2003年使用人造卫星威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)测得的，数值为71 ± 4 km s-1 Mpc-1。在2006年的资料，图中对应的是77 km s-1 Mpc-1。

在宇宙学研究中，哈柏定律成为宇宙膨胀理论的基础。但哈柏定律中的速度和距离均是间接观测得到的量。速度——距离关系和速度——视星等关系，是建立在观测红移——视星等关系及一些理论假设前提上的。哈柏定律原来由对正常星系观测而得，现已应用到类星体或其他特殊星系上。哈柏定律通常被用来推算遥远星系的距离。

哈柏定律 ( Hubble's law )

Vf = Hc x D

参数说明：

Vf：Velocity ( Far Away ) 远离速率单位：km s-1

Hc：Hubble's Constant 哈柏常数单位：km s-1 Mpc-1

D：Distance 相对地球的距离单位：Mpc（百万秒差距）

因发现远离速度与距离呈线性关系，而产生哈柏定律，其线性数学式如后：

v = H0D
其中v是由红移现象测得的远离速率，一般表示为km/s。H0是哈柏常数，在弗里德曼方程式中对应着数值H（通常称为哈柏参数，是一个取决于时间的值，由时间的观测得来，以下标0来区别。此常数在宇宙中对任意保角时间（conformal time）而言皆是相同的。D是光相对于观测者的惯性座标系穿越星系的适当距离，以百万秒差距（Mpc）作为测量单位。

对于相对邻近的星系，速度v可从星系的红移z利用红移公式v = zc估计，其中c是光速。对遥远的星系，速度v可以从红移z利用相对移动的多普勒效应决定。然而，最好的方法来计算远离速度及其相关时空膨胀率是考虑来自远星系光子的相关保角时间。对于非常遥远的星体，退离速度可能大于光速。但是这并不违反狭义相对论，因为度量空间的扩张并不与任何有形物体的速度相关。

当使用哈柏定律来决定距离时，只能用因宇宙膨胀而造成的速度。引力相互作用星系的运行与彼此相关，而独立于宇宙膨胀之外。因其相对运行所造成的这类相对速度，被称作奇特的速度（peculiar velocities）。当使用哈柏定律时，奇特的速度需要加入考虑。1938年，由Benjamin Kenneally所发现的“上帝的手指”效应（Finger of God）是奇特的速度所造成的现象之一。受引力约束的系统，例如星系或我们的行星系统，都不会受到哈柏定律的影响，也不会膨胀。

针对均匀膨胀的宇宙的理想哈柏定律，其数学推导是一个在三维笛卡尔/牛顿协调空间相当初等的几何定理。此协调空间被视为一种度量空间，具有完全均匀和各向同性（性质不随地点或方向改变）。
奥伯斯佯谬
主条目：奥伯斯佯谬
哈柏定律对大霹雳的解释总结了空间的扩展与著名的古老难题奥伯斯佯谬之间的矛盾：如果宇宙是无限的、稳定的，充满了均匀分布的恒星，那么在天空中视线所及之处都将存在着恒星，而天空也将会像恒星的表面一样明亮。从1600年代开始，天文学家和其他的思想家提出了许多可能解决这个佯缪的想法，但当前能被接受的这一部分是来自大霹雳的理论。宇宙只存在了有限的时间，只有有限多的星光有机会到达我们这儿，所以矛盾就解决了。换言之，在膨胀的宇宙中，远方天体的远离速度使来自她们的星光产生红移并且降低了亮度，但这样也只是解决了部份的矛盾。依照大霹雳的理论，两者都有贡献(宇宙的历史是有限的在两者中较为重要)。天空之所以黑暗，也为大霹雳提供了一种证据。[2]

[编辑] 哈柏常数的测量
在二十世纪后半，哈柏常数H0的值被估计约在50至90(km/s)/Mpc之间。

哈柏常数的值曾是个长久而激烈的争议主题，Gérard de Vaucouleurs主张其值应为80而Allan Sandage则认为其应为40。1996年，由John Bahcall主持，包含Gustav Tammann及Sidney van den Bergh的辩论以类似早期Shapley-Curtis debate的模式举行，主题针对上述两个竞争数值。1990年代晚期，引进宇宙的λ-CDM模型，数值差异的问题被部分地解决。在此模型下，利用苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应进行的X光高红移群及微波波长的观察、宇宙微波背景辐射各向异性的量度和光学调查皆测定哈柏常数的值为70左右。特别的是，Hubble Key Project（由Wendy L. Freedman博士主导，在卡内基天文台进行）进行最精确的光学测量，在2001年五月发表其最终估计值为72±8 (km/s)/Mpc，此结果与基于苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应进行的银河系星群观测所测出的H0相当一致，具有相似的精确值。在2003年，利用WMAP所得出最高精度的宇宙微波背景辐射测定值为71±4 (km/s)/Mpc，而直到2006年，皆以70 (km/s)/Mpc, +2.4/-3.2作为测定值。因为1秒差距接近米，故在公制单位中H0的值约为(m/s)/m（Hertz）。从上述三种方法得出一致的测定值提供了H0测定值与λ-CDM模型有力的支持。

q的值被以Ia型超新星所制定的标准烛光观察标准所测量。该标准定于1998年，其值被定为负值。此举使许多天文学家感到惊讶，因为这暗示著宇宙膨胀正在“加速”（虽然哈柏因子随时间而递减；详见暗物质及λ-CDM模型）。

在2006年八月，利用美国国家航空航天局（NASA）的Chandra X光天文台（Chandra X-ray Observatory），来自NASA Marshall Space Flight Center（MSFC）的研究小组观测得出哈柏常数的值为77公里每秒每百万秒差距（77km/s Mpc；1百万秒差距等于3.26百万光年），不准量约15%
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/92/Universos.gif
宇宙的最终命运和宇宙的年龄，可以取决于测量现今的哈柏常数和推断减速参数的观测值，此参数特具密度参数值（Ω）的特征。所谓的“封闭宇宙”（Ω＞1）即将在一次“大紧缩”（Big Crunch）后结束，比哈柏年龄年轻。“开放宇宙”（Ω≤1）永远都在扩张且具有较接近哈柏年龄的年龄。我们所居住的宇宙为“加速宇宙”（accelerating universe），其年龄正巧非常接近哈柏年龄。

退行速度是天文学上描述天体远离而去的速度，通常是将地球当成静止不动的。

[编辑] 运用于宇宙学
这个项目通常只用来表示遥远星系的距离，最主要的原因是这个项目来自于哈勃定律，这表示退行速度是惯性观测者和遥远星系距离的比例。以方程式表示：

v = H0D

此处 H0是哈勃常数，D 是被观测天体的距离，而v 就是退行速度，通常单位是千米/秒。

退行速度通常是经由测量被观测到的星系发射的电磁辐射红移得到的，因此星系的距离是用哈勃定律估计的值。
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/WMAP_2003.png

物理宇宙学
宇宙 • 大霹雳
宇宙年龄
大霹雳年表
宇宙的终极命运

早期的宇宙
宇宙膨胀 • 核合成
宇宙重力波
宇宙微波背景

膨胀的宇宙
红移 • 哈柏定律
Metric expansion of space
弗里德曼方程 • FLRW度规

结构形成
宇宙的形状
结构形成
星系形成
大尺度结构

成分
λ-CDM模型
暗能量 • 暗物质

历史
宇宙学年表

宇宙论实验
观测的宇宙论
2度视场星系红移巡天 • 史隆数位巡天
COBE • 毫米波段气球观天计划 • WMAP

回答（3）：

你的理解不对！只能说在我们看来“其他星系在以我们为原点退离”。其实在宇宙中任何一个位置看都是这样。有点费解是吧？这是因为我们宇宙空间其实是弯曲的，并且在膨胀。这就好像在一个气球表面。气球在打气涨大时你在气球表面任何一处观察，是不是表面其它所有的点都在远离自己，而且也是越远的越快？就是说没有一处会象你说的“和你是同方向上退离”。有点明白了吗？这打气的速度就是哈勃常数。

回答（4）：

至今为止
世界天文学已经发展的程度能给你答案
但我觉得现在的定论不一定是对的
也许你会觉得我的回答很荒唐，但事实就是这样，人类尚未走出银河系，而银河系又在宇宙中微不足道，人类毕竟懂的太少了

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