Question

Как люди поняли что Вселенная расширяется?

Основываясь на каких наблюдениях и опытах, учёные выдвинули гипотезу что Вселенная расширяется?

читайте также:

Что по мнению физиков произойдёт, когда Вселенная прекратит расширяться?

Answer 1

Насколько я помню, астроном Хаббл (именем которого нынче называется телескоп) обнаружил при наблюдении за звёздами, что абсолютное большинство из них имеет так называемое красное смещение в спектре, свидетельствующее о том, что звёзды удаляются друг от друга во всех направлениях на которое бы он не направлял телескоп.

Красное смещение это проявление эффекта Доплера - в звуковых волнах это легче представить: когда мотоцикл с рёвом мчится на вас, его рёв имеет высокий тон, при приближении к вам и этот тон резко меняется на более низкий, когда мотоцикл начинает удаляться от вас; когда машина с ревущей сиреной едет на вас с "визгливым" звуком, а минув вас резко меняет тон на менее "визгливый". Это эффект получающийся от того, что звуковые волны летящей на вас машины как бы сжимаются, а удаляющейся от вас - растягиваются. В звуковых волнах высокий тон - говорит о приближении к вам источника звука, а низкий тон - об удалении от вас источника звука. Если мы знаем, какой звук издаёт ревущий мотоцикл стоящий на месте, мы даже не видя мотоцикла, лишь по высокому или низкому тону рёва можем определить - удаляется он от нас или приближается.

В световых волнах "спрессовывание" световых волн при приближении источника света делает свет более синим для наблюдателя, синее смещение, а удаление источника света от наблюдателя, растягивание световых волн, вызывает красное смещение.

Зная, что звёзды определённой величины должны давать, допустим, жёлтый цвет, но они дают синий цвет, мы делаем вывод, что звезда в космосе к нам приближается; а если звезда которая должна светить жёлтым светит красным - значит она удаляется.

Делая свои наблюдения Хаббл, как я и писал, выяснил что большинство звёзд во Вселенной удаляются друг от друга как удаляется каждая крупинка муки в тесте растущем на дрожжах.

Answer 2

Г-н Костенко прав только отчасти.

Штука не просто в том, что "Хаббл обнаружил, что абсолютное большинство из них имеет так называемое красное смещение в спектре". Про красное смещение было известно и до этого. Как и про физическую причину оного. Но Хаббл обнаружил, что скорость, с которой от нас удаляются галактики (а не звёзды!), пропорциональна расстоянию до галактики.

Именно на галактических масштабах и проявляется закон Хаббла. Межзвёздные расстояния для этого слишком малы, и собственное движение звёзд сказывается куда сильнее, чем космологический эффект, тем самым маскируя его.

Есть и ещё один эффект, помимо наблюдения за скоростями галактик, тем более что "спектр галактики" понятие весьма расплывчато, потому как формируется кучей самых разных источников, каждый со своими характеристиками. Куда более надёжную информацию о скорости той или иной галактики дают спектры Сверхновых типа Ia, своего рода "стандартных лампочек". Взрывы Сверхновых этого типа вызываются вполне определённым механизмом, поэтому характеристики излучения чётко определены и мало изменяются от события к событию. Вот их яркость и спектры и помогают довольно точно определить и расстояние до галактики, и скорость удаления от нас этой галактики.

Но наблюдение Хаббла было не единственной предпосылкой этой концепции. Другой стала Общая теория относительности. Точнее - нестационарные решения уравнений ОТО, впервые полученные советским физиком Фридманом ещё до того, как Хаббл опубликовал свой закон. Из решений Фридмана вытекало, что Вселенная не обязана быть статичной, что она может расширяться или сжиматься.

Вот на этих двух китах и зиждется теория расширяющейся Вселенной.

Веским подтверждением этой концепции стало открытие реликтового излучения, предсказанного Георгием Гамовым. Ну натурально, раз Вселенная расширяется, то она должна охлаждаться. Значит, когда она была ещё не столь широкой и поэтому более плотной, она была горячей. А на самых ранних своих этапах даже ооооочень горячей. И поэтому непрозрачной. Когда немного расширилась и остыла, стала прозрачной, и с этого момента тепловое излучение перестало находиться в тепловой равновесии с веществом и остывать само по себе. Экспериментальное обнаружение этого излучения - третий кит теории расширения Вселенной.

Answer 3

Ну на основе чего можно сделать такой вывод? На основе того,что расстояния между наблюдаемыми объектами Вселенной увеличиваются. То есть расстояния между галактиками увеличиваются,галакт­<wbr />ики разбегаются.