Нил Тайсон - Добро пожаловать во Вселенную

3,1 1022 м/Мпк и получить расстояние в мегапарсеках. Когда мы проделаем это для всех четырех галактик, получим

Галактика 1: расстояние = 6,5 1024 м = 210 Мпк,

Галактика 2: расстояние = 8,4 1024 м = 270 Мпк,

Галактика 3: расстояние = 1,1 1025 м = 360 Мпк,

Галактика 4: расстояние = 1,5 1025 м = 490 Мпк.

81. bСоставим таблицу, в которой сведем измеренные длины волн для каждой из двух линий в каждой галактике, соответствующее красное смещение для каждой из линий и среднее красное смещение. Красное смешение задается формулой z = (—)/, где = 3935 ангстрем и 3970 ангстрем

0

0

0 для этих двух линий.

Галактика первой второй

Красное

Красное

Среднее линии линии смещение смещение красное

(анг-

(анг-

первой второй смещение стрем)

стрем)

линии линии

1

4100

4135

0,042

0,041

0,042

298

Решения

Галактика первой второй

Красное

Красное

Среднее линии линии смещение смещение красное

(анг-

(анг-

первой второй смещение стрем)

стрем)

линии линии

2

4145

4185

0,053

0,054

0,053

3

4215

4255

0,071

0,072

0,071

4

4318

4360

0,097

0,098

0,098

81. сКрасное смещение равно скорости удаления, поделенной на скорость света. Поэтому мы можем вычислить скорость удаления как красное смещение, умноженное на скорость света. Мы будем работать со скоростями в единицах километров в секунду, поскольку хотим получить окончательный результат для постоянной Хаббла в километрах в секунду на мегапарсек.

Постоянная Хаббла задается отношением скорости каждого объекта к расстоянию до него. Поэтому составим еще одну таблицу.

Галактика

Красное

Скорость

Расстояние

H = V / D (км/с/

0 смеще-

(км/с)

(мегапар-

мегапарсек)

ние секи)

1

0,042

12 600

210

60

2

0,053

15 900

270

59

3

0,071

21 300

360

59

4

0,098

29 400

490

59

Четыре галактики дают похожие значения для постоянной Хаббла —

около 60 км/с/мегапарсек. Не тождественно современному значению в

67 км/с/мегапарсек, но близко.

Эти расчеты на вид довольно очевидны; почему же точное значение постоянной Хаббла вызывает столько споров? Дело в том, что абсолютные светимости галактик трудно измерять. В условиях задачи дано, что све-

299

Решения тимость всех галактик одинакова и равна светимости Млечного Пути. Это верно лишь приблизительно; в этой задаче величины немного подогнаны так, чтобы получилось похожее значение H .0

82. Что расширяется быстрее — Вселенная или Атлантический океан?

Применим расширение Вселенной к Атлантическому океану. Как сказано в условиях задачи, в применении закона Хаббла здесь есть доля лукавства, но все равно это позволяет почувствовать, как быстро происходит расширение. Скорость, с которой удаляется от нас точка на расстоянии 6000 км, согласно закону Хаббла, составляет v = H d .

0

Чтобы двинуться дальше, необходимо помнить, что постоянная Хаббла должна выражаться в удобных единицах. В «Большом космическом путешествии» мы показали, что обратная величина постоянной Хаббла — возраст

Вселенной, 14 миллиардов лет 5 1017 с. Тогда H обратна этой величине, 0 то есть равна 2 10–18 /с. Подставим это значение в формулу и получим v = H d = 2 10–18 с–1 6000 км 106 мм/км = 1,2 10–8 мм/с.

0

За год расстояние, пройденное с такой скоростью, составляет эту величину, умноженную на количество секунд в году, то есть на 3 107 с, и получается расстояние в 4 10–1 мм, или 400 микрон. Тектоника плит дает нам расширение в гораздо более высоком темпе — на 1 дюйм

(около 25 мм) в год. То есть Атлантический океан расширяется быстрее

Вселенной в 25 мм / 0,4 мм 60 раз. Значит, возраст Атлантического океана (со времен, когда две Америки откололись от Африки и Европы) примерно в 60 раз меньше возраста Вселенной. Поделив 14 миллиардов на 60, получим примерно 200 миллионов лет, а раскол континентов, как полагают, произошел 170–200 миллионов лет назад. Так что наша оценка вполне точна!

300

Решения

83. Третье измерение в астрономии

Параллакс описывает видимое изменение положения звезд при изменении точки наблюдения. В частности, мы применяем его, когда наша точка зрения меняется из-за вращения Земли вокруг Солнца в течение года.