Как измеряются красные смещения

ЭФФЕКТ ХАББЛА

Эдвин Хаббл за 2.5-метровым телескопом
На левой фотографии Э.Хаббл (1889-1953) ведет фотографические наблюдения на 2.5-м телескопе с ньютоновской системой в 1923 году. Правая фотография – его портрет. С помощью этого телескопа Хаббл измерял расстояния до и скорости галактик, что привело его к концепции расширяющейся Вселенной. Согласно этой идее, история Вселенной началась 10-12 миллиардов лет назад с Большого Взрыва.

Изображенный здесь телескоп является механическим шедевром. 20 июня 1981 года ему был присужден Знак Международного Исторического Механического Инженерного Искусства Американским Обществом Механических Инженеров.

Как измеряются красные смещения.

Космологическое красное смещение - это наблюдаемое смещение спектральных линий в сторону длинных волн от далекого космического источника (например, галактики или квазара) в расширяющейся Вселенной по сравнению с длиной волны тех же линий, измеренной от неподвижного источника. Оно выражается величиной «красного смещения» Z = (λ – λ₀) / λ₀, где λ₀ – длина волны излучаемая галактикой, λ – принятая, увеличившаяся, длина волны. Значение λ определяется, согласно эффекта Доплера, величиной λ = λ₀ (1- V/c), где c – скорость света, V – скорость удаления галактики. Зная красное смещение Z, можно определить скорость удаления галактики V. Если скорость галактики Vневелика по сравнению со скоростью света км/с, она выражается по простой формуле V=c Z Если измеренное по спектральным линиям , скорость связана с более сложным образом, но всегда остается меньше скорости света.

По красному смещению можно определить не только скорость удаления далекой галактики от наблюдателя, но и расстояние до нее, воспользовавшись законом Хаббла: , где - постоянная Хаббла.
Красное смещение также является мерой времени, протекшего с момента начала расширения Вселенной до момента испускания света в галактике. В рамках модели однородной и изотропной Вселенной со средней плотностью, равной критической плотности, это время выражается по формуле . Так, по современным астрономическим данным, самые первые галактики образовались в момент времени, соответствующий красному смещению 5, то есть спустя примерно 1/15 часть современного возраста Вселенной. Значит, свет от этих галактик шел до нас примерно 8.5 миллиардов лет.