Непостоянная постоянная Хаббла

Эдвин Хаббл в 1924 году нашел в туманности Андромеды 36 цефеид. Амплитуды изменения блеска этих переменных звезд – сверхгигантов полностью соответствовали таковым у цефеид нашей Галактики. Зависимость период – светимость, установленная по цефеидам Магеллановых Облаков и Галактики, позволяла определить светимость найденных Хабблом звезд, и сравнение ее с блеском давало расстояние. Хаббл разработал критерии определения расстояний для далеких галактик, цефеиды в которых оставались недоступны 100″ телескопу. Они были основаны на предположении об одинаковости блеска самых ярких отдельных звезд внутри разных галактик. К 1929 году у него были расстояния двух десятков галактик.
17 января 1929 года в академию наук США поступила статья Хьюмасона о лучевой скорости NGC 7619 и статья Хаббла, называвшаяся “Связь между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей”. Сопоставление этих расстояний с лучевыми скоростями показало четкую линейную зависимость скорости от расстояния, по праву называющуюся теперь законом Хаббла, что записывается так: $$cz = v = Hr,$$
где c – скорость света, z – расстояние и v – лучевая скорость. Коэффициент пропорциональности H был назван позднее постоянной Хаббла.
Леметр в 1927 году заявил о расширении “вселенной”, а на основании работ Хаббла эта модель была признана, хотя сам Хаббл это расширение отрицал.
В 1935 году в 29 галактиках Хаббл определил звездные величины самых ярких звезд, и эти звездные величины должны быть функцией расстояния.
Эта зависимость по данным Хаббла представляется формулой $\lg v = 0,2m – 1,0$. С другой стороны, $v = Hr$, $\lg v = \lg H + \lg r$, и $\lg r = 0,2 (m – M) + 1$, где M – абсолютная величина.
Из этих трех формул и вытекает выражение, с помощью которого определяется постоянная Хаббла: $\lg H = 0,2M – 2,00$.
В общем виде из закона Хаббла $cz = Hr$ и формулы $\lg r = 0,2(m – M)+1$ следует $m = 5\lg z + M – 5\lg H + 5\lg c – 5$, т.е. $m = 5\lg z + \textrm{const}$.
Абсолютная величина ярчайших звезд, найденная Хабблом, была равной -6,35m, и величина H получилась 535 (км/с)/Мпс.
Поскольку, пересмотр нуль-пункта зависимости период – светимость (В.Бааде, 1952) означал необходимость и пересмотра величины постоянной Хаббла. Хьюмасон, Мейолл и Сендидж в 1955 году учтя поправку Бааде о светимость ярчайших звезд в сравнении их с цефеидами, получили H=180 (км/с)/Мпс.
Ни H=535 (км/с)/Мпс, ни H=180 (км/с)/Мпс, никак не могли устроить космологов, нртому, что тогда время расширения “математической вселенной” получалось меньшим, чем врем существования Земли. Начались работы по коррекции постоянной Хаббла.

В 1958 году Аллан Сендидж опубликовал результаты ревизии постоянной H. Опираясь главным образом на Новые звезды, Сендидж пришел к выводу, что модули расстояний Магеллановых Облаков, M31, M33 и NGC 6822 надо увеличить в среднем на 2,3m сравнительно со значениями, принятыми Хабблом. Сендидж обнаружил у своего учителя еще и серьезную ошибку – объекты, которые Хаббл принимал за ярчайшие звезды в лежащих за пределами Местной группы галактиках, являются в действительности компактными эмиссионными туманностями, областями HII.
Хаббл, который в двадцатых годах мог работать только с пластинками, чувствительными к синим лучам, не имел возможности отличить изображения компактных областей HII от звезд, особенно в далеких галактиках. Даже в M31, несмотря на тщательные поиски, он не нашел ни одной эмиссионной туманности, хотя сейчас их там известно 981. Вероятно, поэтому возможность такой путаницы не приходила Хабблу в голову.
Суммарная ошибка была признана, около 4,0m! В итоге, по оценке Сендиджа, постоянная Хаббла должна быть заключена в пределах 50-100 (км/с)/Мпк. Результаты Сендиджа означали, что расстояния далеких галактик Хаббл преуменьшал в 6-7 раз!
В 1968 году, Сендидж определил постоянную Хаббла другим способом. Еще Хаббл установил, что ярчайшие члены скоплений галактик – гигантские эллиптические галактики – имеют почти одинаковую абсолютную величину. Можно и для них построить зависимость между видимыми величинами и красным смещением и если определить светимость хотя бы одной из них, из этой зависимости можно определить постоянную Хаббла, аналогично тому, как это делал сам Хаббл с ярчайшими звездами.
По Сендиджу интегральная абсолютная величина ярчайшего скопления нашей Галактики (-9,7mB, в Кентавре) и M31 (-9,8mB, В282), а также блеск ярчайшего скопления M87 (21,3mВ), получается модуль расстояния M87 и всего скопления галактик: m-M=21,3m+9,8m = 31,1m. Отсюда следует, что ярчайшая галактика скопления Девы (эллиптическая галактика NGC 4472, в которой также очень много шаровых скоплений) – и, следовательно, ярчайшие галактики во всех скоплениях вообще – имеют абсолютную величину -21,7m.
Так Сендидж получил в 1968 году значение H=75 (км/с)/Мпс.
В 1974-1975 годах Сендидж и Тамман получили для постоянной Хаббла даже значение 55 (км/с)/Мпк, а Ж. де Вокулер получал значение H=95.

Особенно понравилась космологам постоянная Хаббла по космическому микроволновому фону 67 километров в секунду на мегапарсек.

Но все эти вычисления постоянной Хаббла не соответствуют ничему реальному, так как ошибочны даже расстояния между объектами Солнечной системы, и тем более, расстояния между объектами внутри нашей Галактики, которые сильно завышены. Возможно, именно постоянная вычисленная самим Хабблом наиболее близка к реальности.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Solve : *
40 ⁄ 20 =