Wet van Hubble
Van Wikipedia
De Wet van Hubble is een wet, of zo men wil vuistregel, in de sterrenkunde, die stelt dat melkwegstelsels zich van elkaar verwijderen met een snelheid die evenredig is met hun onderlinge afstand.
Eenvoudiger gezegd: hoe verder de melkwegstelsels van onze aarde staan, hoe sneller ze zich van ons verwijderen. 'Wet' is misschien een wat sterke uitdrukking voor deze regel, omdat bv. de Andromedanevel zich juist naar ons melkwegstelsel toe beweegt. Niettemin gaat de wet beter op naarmate de afstanden waar het om gaat groter worden.
Inhoud |
[bewerk] Oorsprong van de wet
Edwin Hubble formuleerde de wet in 1929. Hij ontdekte de wet door de roodverschuiving van het lichtspectrum van het licht van de sterrenstelsels te verklaren door het Dopplereffect. Hubble zette de berekende snelheid volgens het Dopplereffect uit tegenover de afstand van de sterrenstelsels en vond een lineaire relatie tussen snelheid en afstand. De constante die deze lineaire relatie uitdrukt is de Hubbleconstante. De oorspronkelijk door Hubble bepaalde waarde was 500 km/s/Mpc, door een onderschatting van de onderlinge afstanden.
[bewerk] Formulering van de wet
De wet kan in een eenvoudige formule worden uitgedrukt:
Hierin is
- Ho de Hubbleconstante uitgedrukt in km/sec/Mpc,
- d de afstand tot de aarde in Megaparsec of Mpc (1 Mpc is ongeveer 3,26 miljoen lichtjaar) en
- v de snelheid (in km/sec) waarmee het sterrenstelsel zich van ons verwijdert.
Het bepalen van de Hubbleconstante is een lastige zaak omdat de afstandsbepaling in het heelal gecompliceerd is.
[bewerk] Waarde van de Hubbleconstante
De waarde van de Hubbleconstante is lang een strijd geweest tussen Gérard de Vaucouleurs, die een waarde van 100 bepaalde, en Alan Sandage, die de waarde op 50 bepaalde. Het Hubble key project heeft de bepaling van de waarde aanzienlijk verbeterd. Een goede bepaling van de Hubbleconstante is gepubliceerd in mei 2001 en bedraagt 72 ± 8 km/s/Mpc. Ook WMAP geeft 71 km/s/Mpc.
De Hubbleconstante is/lijkt tijdafhankelijk te zijn.
- ten gevolge van de gravitatie zou men veronderstellen dat de snelheden afnemen
- op basis van recente waarnemingen gelooft men dat de expansie van het heelal versnelt. Hierdoor zou het universum geen 10 miljard, maar 13,7 miljard oud zijn. Zie externe links: versnellende expansie van het heelal? Het zou wel een oplossing geven voor de sterren van 12 miljard jaar oud.
[bewerk] De leeftijd van het heelal en de Hubbleconstante
De Hubbleconstante wordt meestal gegeven in kilometer per seconde per megaparsec (km/s/Mpc) en heeft dus de dimensie 1/tijd. Het omgekeerde van de Hubbleconstante, 1/H, heet de Hubbletijd: de leeftijd die het heelal zou hebben als het altijd aan het uitzetten zou zijn geweest met de snelheid waarmee het nu uitzet.
Als men er van uit gaat dat de snelheden v van de sterrenstelsels gelijk blijven in de tijd dan geldt: d = v * t en als men deze formule in de wet van Hubble invult is het resultaat:
- H = 1/tH
waarbij tH de Hubbletijd is, de tijd die verlopen is sinds de oerknal. Op deze manier laat de wet van Hubble toe de ouderdom van het heelal te bepalen. Bij gelijkblijvende uitdijing van het heelal berekent men 10 miljard jaar. Bij een versnelling van de uitdijing, dus H > 1/t en 1/H0, is dit ± 11 tot 20 miljard jaar.
[bewerk] De Hubbleconstante is moeilijk te bepalen
- Voor verafgelegen sterrenstelsels meet men de roodverschuiving van het licht dat miljoenen jaren geleden uitgestraald werd, welk men uitzet tegen de nu gemeten afstand.
[bewerk] Toepassing van de Hubbleconstante
Waar de Hubbleconstante meestal voor gebruikt wordt, is voor het bepalen van de afstand tot een bepaald sterrenstelsel. Als uit de roodverschuiving bekend is hoe snel het zich van ons af beweegt, is eenvoudig te berekenen hoe ver het sterrenstelsel van ons af staat.
