1.2. HUBBLE´i SEADUS

edasi algus edasi

Hubble´i seadus – kaugete galaktikate kiirused suurenevad võrdeliselt nende kaugusega vaatlejast:

(1.1)
– Hubble´i konstant, mis sõltub ainult ajast, ei sõltu ruumipunktist.

Vaatleme kolme galaktikat A, B ja C (vt joonis 1). Asugu esimene vaatleja galaktikas A (nt meie galaktikas). Ta täheldab, et galaktikate B ja C liikumine allub Hubble´i seadusele

, . (1.2)

Teine, galaktikas B asuv vaatleja fikseerib galaktika C liikumise kiiruseks

. (1.3)

Valemitest (1.2) ja (1.3) saame nüüd

.

Vaadelduna galaktikast B, on vektor  galaktika C kohavektor. Seega eemaldub galaktika C galaktikast B vastavalt Hubble´i seadusele (1.1). Järelikult, kui Hubble´i seadus kehtib mingis ühes galaktikas asuva vaatleja jaoks, siis kehtib ta ka igas teises galaktikas asuva vaatleja jaoks.

Joonis 1. Kosmoloogiline printsiip ja Hubble´i seadus.

Hubble´i seadusest järeldub, et kõigi punktide (galaktikaparvede) vaheline kaugus suureneb – Universum paisub.

Kahe galaktika vaheline kaugus tulevikus

Olgu galaktikate A ja B vaheline kaugus. Vastavalt Hubble´i seadusele , saame

.

Siit leiame galaktikate A ja B vahelise kauguse sõltuvuse ajast

,

- on praegune ajamoment.

Aine tihedus paisuvas Universumis

Vaatleme Universumis mingit sfäärilist piirkonda, mille äärt markeerivad kindlad galaktikad (vt joonis 2). Kui selle piirkonna raadius on R, siis ruumala on . Selles asuvate astronoomiliste objektide kogu mass olgu M. Kosmilise aine massi tihedus  on lihtsalt leitav seosest:

.

Kuna galaktikate vaheline kaugus pidevalt suureneb, siis ilmselt massi tihedus väheneb. Diferentseerides - d aja järgi, saame

Arvestades, et Hubble´i seaduse tõttu , leiame:

. (1.4)

 on teada, võime tiheduse suvalisel ajamomendil leida järgmisest valemist (võrrandi (1.4) lahendist):

,

kus - tihedus ajamomendil .

Joonis 2. Aine tihedus ja Universumi paisumine.

Galaktikad A-F markeerivad sfäärilise piirkonna äärt. Joonisel on punktidena kujutatud arvukad galaktikad koos nende kiirustega (märgitud nooltega - mida suurem kiirus, seda pikem nool). Kosmoloogilisel paisumisel galaktikate arv sfääris ei muutu ja seega sfääris olev kogumass jääb konstantseks.

edasi algus edasi