Opgave 02: Hubbles lov

Nedenfor ses data for nogle galakser, hvor man med nogenlunde sikkerhed kender afstanden samt hastigheden bort fra os:

Navn Afstand = r Hastighed = v
  Mlysår 103 km/s
UMa 80,1 1,27
Fornax 78,2 1,38
Centaurus 203 3,39
Hydra I 242 3,49
Pegasus 215 3,88
Cancer 298 4,90
Pisces 283 5,11
Perseus 323 5,47
Zw 74-23 375 6,23
A1367 394 6,64
A400 461 6,99
Coma 411 7,14
A539 524 8,50
A2634/66 450 8,61
A1185 724 10,5
A2147 697 10,5
Hercules 648 11,2

Kilde: (Sandage og Tammann, The Astrophysical Journal, 365,1-10,1990)

  1. Afsæt datapunkterne i et koordinatsystem, og vis at der er proportionalitet mellem hastigheden v og afstanden r, altså at v = konstant · r.

Proportionalitetsfaktoren kaldes Hubblekonstanten og betegnes med H0.

  1. Beregn værdien for H0. Brug enheden

  1. Beregn H0 ud fra Hubbles oprindelige diagram, vist i Galakser på flugt. Sammenlign med resultatet fra forrige spørgsmål, og kommenter forskellen.

Den historiske udvikling i forbindelse med fastlæggelsen af H0 er meget interessant at følge. På Fysiks hjemmeside er der muligheder for at studere dette emne nærmere.

De viste data i tabellen illustrerer blot ét blandt mange forsøg på at bestemme H0. De nævnte navne er egentlig navne på galaksehobe. Hvert datasæt er altså et gennemsnit for flere galakser. De viste hastigheder fås ud fra galaksernes rødforskydning og er bestemt med god nøjagtighed. Værdierne for galaksernes afstande er derimod behæftet med stor usikkerhed. De er et „passende" gennemsnit af forskellige forskeres resultater, ofte med meget forskellige metoder – og facit! F.eks. er afstanden for Coma-hoben målt af 4 forskellige forskergrupper til henholdsvis 450, 501, 399 og 411 Mlysår.