فرمول هابل برای کهکشان‌هایی که به هم نزدیک می‌شوند چگونه عمل می‌کند (مثل کهکشان راه شیری و آندرومدا) و سرعت نزدیک شدن کهکشان‌ها از چه طریق محاسبه می‌شود؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

عضو هيئت علمي دانشگاه الزهرا

andromedargb12ssmall

قبل از اینکه به این پرسش پاسخ بدهم باید دو مفهوم سرعت هابلی و سرعت خاص کهکشان‌ها را روشن کنم درک درست این دو مفهوم برای پاسخ این پرسش اساسی است .

سرعت هابلی همان سرعتی است که طبق قانون هابل کهکشان‌ها در اثر انبساط عالم دارند این سرعت با فاصله‌ی کهکشان‌ها  رابطه‌ی مستقیم دارد  به گونه‌ای که هر چه کهکشان دورتر باشد سرعت هابلی بیشتر است. چون جهان فعلی ما در حال انبساط است، سرعت هابلی باعث دور شدن کهکشان‌ها می‌شود و هیچ دو جرم کیهان‌شناختی چه کهکشان و یا هر چیز دیگر را به هم نزدیک نمی‌کند، همه را از هم دور می‌کند. بهترین مثال برای درک سرعت هابلی بادکنکی است که تعدادی مورچه روی آن چسبیده‌اند. وقتی بادکنک را باد می‌کنیم منبسط می‌شود و همه‌ی مورچه‌ها از هم دور می‌شوند هیچ مورچه‌ای نیست که به مورچه‌ی دیگر نزدیک شود برای این‌که بخواهیم مورچه‌ها را به هم نزدیک کنیم باید بادکنک را خالی کنیم؛ یعنی آن را منقبض کنیم. فعلاً تا اطلاع ثانوی کل عالم در حال انبساط است و سرعت هابلی هم دور کننده. مثال بادکنک یک نکته‌ی مهم دیگر را در مورد سرعت هابلی روشن می‌کند. مورچه‌ها به بادکنک چسبیده‌اند بنابراین مورچه‌ها خودشان حرکت نمی‌کنند هر مورچه در هر جایی از بادکنک که بوده همان جا می‌ماند. اما چون بادکنک کش می‌آید هر مورچه می‌بیند که مورچه‌های دیگر از او  دور می‌شوند. در کیهان هم مثل بادکنک  سرعت هابلی ناشی از جابجایی مکانی کهکشان‌ها نیست بلکه این فضا زمان است که کش می‌آید و باعث می‌شود که ما یا هر ناظر دیگر در هر جای جهان فکر کند که  کهکشان‌ها از هم دور می‌شوند.

 حال فرض کنید در مثال بادکنک مورچه‌ها را نچسبانیم به گونه‌ای که بتوانند روی سطح بادکنک حرکت کنند.  در این حالت مورچه‌ها دو نوع سرعت دارند سرعت اول سرعت خود مورچه‌ها روی سطح بادکنک است که به آن سرعت خاص می‌گوییم و سرعت دوم سرعتی است که در اثر انبساط بوجود آمده و سرعت هابلی نامیده می‌شود. کهکشان‌ها هم در عالم ثابت نیستند. آن‌ها هم برای خودشان سرعت خاص  دارند. علت سرعت خاص کهکشان‌ها مختلف است ممکن است دو کهکشان نزدیک به هم به خاطر گرانش یکدیگر به سمت هم حرکت کنند. ممکن است یک کهکشان که عضو اَبَرخوشه‌ای از کهکشان‌هاست به دور ابرخوشه بچرخد و یا حتی در درون ابرخوشه حرکات نامنظم داشته باشد، که ناشی از گرانش کهکشان‌های ابرخوشه و یا گاز موجود در ابرخوشه و یا حتی ناشی از ماده تاریک موجود در ابرخوشه است. معمولاً حدود سرعت خاص کهکشان‌ها در حدود چند صد تا چند هزار کیلومتر بر ثانیه است. جهت سرعت خاص هم معمولاً تصادفی است بعضی از کهکشان‌ها  از هم دور می‌شوند و بعضی به هم نزدیک می‌شوند.

 فکر کنم حالا جواب پرسش روشن است تفاوت سرعت خاص با سرعت هابلی در این است که سرعت خاص کهکشان‌ها به فاصله‌ی آن‌ها از ما بستگی ندارد اما سرعت هابلی متناسب با فاصله است و با زیاد شدن فاصله زیاد می‌شود. در فاصله‌های نزدیک (جایی که آندرومدا قرار دارد)  سرعت هابلی کوچک است آنچه از سرعت کهکشان می‌بینیم سرعت خاص است بنابراین در فاصله‌های نزدیک کهکشان‌ها سرعت‌های نامنظم دارند بعضی از هم دور می‌شوند و بعضی مثل آندرومدا و راه شیری به هم نزدیک می‌شوند. فاصله را که زیاد می‌کنیم سرعت هابلی کم کم زیاد می‌شود در فاصله‌های بیش از ۱۰۰ مگا پارسک سرعت هابلی بیش از سرعت خاص است و در این فاصله کهکشان‌ها فقط از هم دور می‌شوند.

  • حمید پرهيزكار

    ممنون از توضیحات مفصل آقای میرترابی

  • rasel

    با سلام
    اگر میشود نحوه ی اثبات اینکه ما در حال حاضر مرکز عالم هستی نیستیم را بوسیله قانون هابل برایم بنویسید
    یا طوری دیگه سوال را بپرسم اگر میشه اثبات کنید با اینکه هابل زمین را مرکز عالم بر فرض گرفت وسپس اثبات کرد که کهکشانها در حال دور شدن هستن اما این قانون در هر مبدا دیگری برقرار هست.
    دانشجوی فیزیک محض دانشگاه علوم پایه زنجان

  • این کجاش فرمول داشت؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟ها؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

    • علی صداقت

      سلام. v=hd.

تمام حقوق این سایت برای © 2018 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی