Космос ★☆☆ Початковий

🌌 Закон Хаббла — Розширення Всесвіту

Кожна галактика видаляється зі швидкістю, пропорційною відстані: v = H₀ × d. Змінюйте сталу Хаббла, спостерігайте червоне зміщення та сферу Хаббла.

Пресети:
H₀ = 70 км/с/Мпк Час Хаббла ≈ 13.97 млрд р. Радіус Хаббла ≈ 13.97 млрд св. р.
v = H₀ · d  |  z ≈ v/c  |  TH = 1/H₀

Закон Хаббла (1929)

Едвін Хаббл виявив, що далекі галактики видаляються швидше за близькі — швидкість відходу пряма пропорційна відстані. Це не рух галактик у просторі, а розтягнення самого простору. Стала Хаббла H₀ задає темп розширення.

Сфера Хаббла (пунктирне коло) позначає відстань, за якою швидкість відходу дорівнює c. Галактики за нею видаляються швидше за світло — але вони не відрізані від нас причинно, їхнє світло просто витрачає більше часу на дорогу. Колір галактики кодує червоне зміщення: синій = близько, червоний = далеко.

Про цю симуляцію

Ця візуалізація анімує закон Хаббла — співвідношення v = H₀ · d, яке стверджує, що швидкість віддалення галактики зростає прямо пропорційно до її відстані. Центрального спостерігача оточують 80 галактик, що дрейфують назовні, ілюструючи, що розширюється сам простір, а не галактики рухаються крізь нього. Пунктирна сфера Хаббла позначає відстань, на якій швидкість віддалення сягає швидкості світла, а кожна галактика забарвлена за червоним зміщенням, щоб передати, як далеко й як швидко вона віддаляється.

🔬 Що показує

Симуляція моделює рівномірне космічне розширення за формулою v = H₀d. Із обраної сталої Хаббла сторінка виводить час Хаббла та радіус Хаббла за тотожністю T_H = 1/H₀ ≈ 978/H₀ млрд років (а радіус дорівнює c·T_H у мільярдах світлових років). Колір галактики змінюється від синього (близькі, мале червоне зміщення z ≈ v/c) до червоного (далекі, велике червоне зміщення).

🎮 Як користуватися

Перетягуйте повзунок H₀ (50–100 км/с/Мпк), щоб змінювати темп розширення, або оберіть пресет, як-от Planck 2020 (67,4), SH0ES 2022 (73) чи значення Хаббла 1929 року (~500). Перемикайте кнопки «Сфера Хаббла» та «Стрілки швидкості», щоб показати або сховати ці накладки, а кнопкою «Пауза» зупиняйте анімацію.

💡 Чи знали ви?

Виміри H₀ не збігаються: значення раннього Всесвіту за даними Planck (~67,4) та локальне значення за цефеїдами й наднабовими (~73) відрізняються більше, ніж їхні похибки. Цей нерозв'язаний розрив відомий як напруження Хаббла й може вказувати на нову фізику.

Поширені запитання

Що таке закон Хаббла?

Закон Хаббла стверджує, що швидкість віддалення галактики пропорційна до її відстані, що записують як v = H₀ · d, де H₀ — стала Хаббла. Едвін Хаббл оприлюднив це співвідношення 1929 року, помітивши, що віддаленіші галактики мають більше червоне зміщення. Це центральний спостережний доказ того, що Всесвіт розширюється.

Чому галактики віддаляються, а не рухаються крізь простір?

У стандартній космологічній картині галактики не розлітаються крізь нерухомий простір; натомість простір між ними розтягується. Кожен спостерігач бачить, як усі інші галактики віддаляються, і жодного особливого центру немає. Симуляція розміщує вас у центрі лише для зручності – той самий потік назовні було б видно з будь-якої галактики.

Що змінює повзунок сталої Хаббла?

Повзунок задає H₀ у км/с/Мпк, у межах від 50 до 100. Більше H₀ означає швидше розширення, коротший час Хаббла та менший радіус Хаббла, оскільки T_H = 1/H₀ ≈ 978/H₀ мільярдів років. Пресети відповідають реальним опублікованим значенням, тож ви можете напряму порівняти оцінки Planck і SH0ES.

Що таке сфера Хаббла, показана пунктирним колом?

Сфера Хаббла — це відстань, на якій швидкість віддалення дорівнює швидкості світла c. Галактики за нею віддаляються швидше за світло, що дозволено, бо розширюється сам простір, а не об'єкти рухаються крізь нього. Такі галактики не відрізані від нас причинно назавжди, але їхньому світлу потрібно дедалі більше часу, щоб нас досягти.

Наскільки точна ця модель Всесвіту?

Співвідношення v = H₀d та виведені з нього час і радіус Хаббла фізично коректні в першому наближенні для близького Всесвіту. Проте візуалізація схематична: вона використовує циклічну анімацію назовні та фіксовані позиції галактик замість розв'язання повних рівнянь Фрідмана й нехтує прискоренням від темної енергії та релятивістськими поправками за великих червоних зміщень.