Визначення відстаней до інших галактик. Закон Габбла.

Як уже неодноразово наголошувалось, одні­єю з найважливіших проблем в астрономії є визначення відстаней до космічних об’єктів. Починаючи з 20-х років XX ст., цю проблему щодо галактик майже розв’язано: дотепер розроблено більше 10 методів визначення відстаней до них.

Першим із цих методів – за спостере­женнями цефеїд – скористався Е. Габбл у 1924 р. На околицях галактики М31 (а не­вдовзі ще декількох) він виявив цефеїди, зумів визначити періоди зміни їхнього блиску, а потім встановити відстані до них.

У далеких галактиках намагаються зареєструвати спалахи нових і особливо наднових зір у момент максимуму їхньо­го блиску. Покладаючи, що потужності цих об’єктів (явищ) однакові у всіх га­лактиках, за їхніми видимими величи­нами встановлюють відстані. Після цьо­го за кутовими розмірами визначають і лінійні діаметри галактик.

Порівнюючи зміщення спектральних ліній у різних частинах галактики (або за розширенням ліній у спектрі), встановлюють факт її обертання на­вколо своєї осі, а для зір, що перебувають на околицях галактик – швидкості обертання навколо центра мас системи. Ці дані використову­ють для визначення мас галактик.

Як виявилося, і наша Галактика, і Туманність Андромеди входять до числа найбільших за масою, світністю і кількістю зір.

Можна з упевненістю твердити, що в спіральних і неправильних га­лактиках міститься багато білих і блакитних зір, тоді як в еліптичних галактиках – більше червоних. Це означає, що різні типи галактик ма­ють різний вік.

Червоне зміщення в спектрах галактик свідчить про те, що галактики з величезними швидко­стями розлітаються в різні боки.

Розлітання галактик — дивний процес розши­рення Всесвіту, який су­проводжується збільшенням відстаней між галактиками.

Це дивне розлітання галактик у різні боки було доведено за допомогою ефекту Доплера, бо у спектрах далеких галактик усі спек­тральні лінії зміщені у червоний бік. У 1929 р. амери­канський астроном Е. Габбл довів, що швидкість, з якою втікають від нас інші галактики, збільшується прямо пропорційно відстані до цих галактик (закон Габбла): V = Нr, де V — швидкість галактики, Н — ста­ла Габбла, r — відстань до галактики у мегапарсеках.

За останніми вимірами Н = 70 км/(с • Мпк).

Швидкість розлітання галактик збільшуєть­ся на 70 км/с на кож­ний мільйон парсеків

Закон Габбла дозволяє нам виміряти відстань до далеких галактик за допомогою їх спектрів. Якщо відоме зміщення спектральних ліній, то можна визна­чити швидкість галактики, а отже, і відстань до неї. Найбільш віддалений об’єкт, який вдалося зареєстру­вати, має швидкість 280 000 км/с і знаходиться на відстані 14 млрд св. років. Тобто ми його бачимо у той час, коли ще не було не тільки нашої Землі та Сонця, але не існувала навіть наша Галактика. На перший погляд здається, що наша Галактика знаходиться в центрі цього розширення, але виявляється, що нія­кого центра у Всесвіті не існує. Мешканець будь-якої іншої галактики буде спостерігати таке саме розши­рення, тому він може вважати, що його галактика зна­ходиться у центрі Всесвіту.