Hver er Hubble?
Edwin Hubble var bandarískur stjörnufræðingur sem breytti skilningi okkar á alheiminum. Hann fæddist árið 1889 í Missouri og hóf feril sinn sem lögfræðingur áður en hann sneri sér að stjörnufræði. Á Mount Wilson stjörnustöðinni uppgötvaði hann að vetrarbrautir fjarlægjast okkur — og að alheimurinn er að þenjast út. Hubble's Law er kennt við hann, og nafnið hans lifir einnig áfram með Hubble geimsjónaukanum sem rannsakar alheiminn enn í dag.
Hvað er Hubble's Law?
Hubble's Law er ein af mikilvægustu uppgötvunum í sögu stjarnvísinda. Hún lýsir því hvernig vetrarbrautir í alheiminum fjarlægjast okkur og hvernig hraði þeirra eykst eftir því sem þær eru lengra í burtu. Þetta þýðir að alheimurinn sjálfur er að þenjast út, og þessi útþensla er ekki bara tilviljunarkennd heldur fylgir ákveðnu mynstri. Hubble sýndi fram á að það er línulegt samband milli fjarlægðar vetrarbrauta og hraða þeirra, sem þýðir að því lengra sem við horfum út í geiminn, því hraðar sjáum við hluti fjarlægjast okkur. Þetta var gríðarlega mikilvæg vísbending um að alheimurinn hafi einhvern tíma verið miklu minni og þéttari en hann er í dag.
Formúlan
v = H₀ × d
v = hraði vetrabrautar
H₀ = Hubble's constant
d = vegalengd frá vetrarbraut
Hraði vetrabrautarinnar v er mælt í kílómetrum á sekúndu (km/s), H₀ er Hubble's fastinn / Hubble's constant, sem segur okkur hversu hratt alheimurinn er að þenjast út fyrir hverja einingu fjarlægðar, og d er fjarlægðin frá vetrarbrautinni, oftast mælt i megaparsecs (mpc), þar sem ein mpc jafngildir sirka 3,26 milljón ljósár. Þessi formúla sýnir hvernig hraði og fjarlægð tengjast með einföldu margfeldi. Ef við vitum annaðhvort hraðann eða fjarlægðina, getum við reiknað hitt. Þetta er grundvallarverkfæri þegar við viljum skilja þróun alheimsins.
Hvernig komst Hubble að þessu?
Árið 1929 tók Edwin Hubble saman mælingar á rauðviki ljóss frá mörgum fjarlægum vetrarbrautum. Rauðvik merkir að ljósið frá vetrarbrautunum er togið í lengri bylgjulengdir, sem bendir til þess að þær séu að fjarlægjast okkur. Með því að bera saman mælda hraða vetrarbrautanna og áætlaða fjarlægð þeirra komst Hubble að því að það var ákveðið mynstur: því lengra sem vetrarbrautin var, því hraðar fjarlægðist hún. Þetta var í hróplegu ósamræmi við þá hugmynd að alheimurinn væri stöðugur og óbreytilegur, sem margir vísindamenn höfðu haldið fram. Hubble’s niðurstöður vöktu gríðarlega athygli og opnuðu dyrnar að nýrri hugsun um eðli og sögu alheimsins.
Af hverju skiptir þetta máli?
Uppgötvun Hubble's Law markaði upphafið að nýrri sýn á alheiminn. Í stað þess að líta á alheiminn sem kyrrstætt fyrirbæri, varð ljóst að hann er síbreytilegur og lifandi. Hubble's Law studdi kenninguna um Miklahvell (Big Bang), þá hugmynd að alheimurinn hafi byrjað sem einstaklega heitur og þéttur punktur og síðan þenst út. Þetta samband hjálpar líka vísindamönnum að áætla stærð alheimsins, hvernig hann hefur þróast og jafnvel hvernig hann gæti þróast í framtíðinni. Það setti einnig vísindin á nýjan braut — frá heimsmynd þar sem mannkynið var í miðjunni yfir í alheim sem er sífellt að breytast og stækka, langt umfram skilning okkar.
Pælingar
Ef við tökum Hubble's Law og reiknum út aftur í tímann, þá sjáum við að ef vetrarbrautir eru að fjarlægjast núna, þá hlýtur að hafa verið tímapunktur þar sem allar vetrarbrautir voru á sama stað. Þetta bendir til þess að alheimurinn hafi byrjað í einhvers konar sprengingu eða mikilli útþenslu, það sem við köllum í dag Miklahvell. Með því að nota mælingar á Hubble fastanum getum við reynt að áætla hvenær þessi atburður átti sér stað, sem gefur okkur grófa mynd af aldri alheimsins. Það er magnað að hugsa til þess að með því að horfa á hraðann sem vetrarbrautir fjarlægjast okkur með, getum við dregið ályktanir um uppruna allra stjarna, pláneta og jafnvel okkar sjálfra.