Что такое закон Хаббла?

Этот закон был сформулирован американским астрономом Эдвином Хабблом в 20-х годах XX века на основании очень немногочисленных в то время изменений скоростей галактик. Оценивая расстояния до галактик по блеску наиболее ярких звезд и сопоставляя это расстояние с известными в то время скоростями галактик, он нашел линейное соотношение между ними. При этом коэффициент пропорциональности, связывающий скорость и расстояние, был им получен с очень большой ошибкой из-за систематической недооценки расстояний. Коэффициент пропорциональности в зависимости Хаббла принято называть постоянной Хаббла. Величина постоянной Хаббла продолжает уточняться, и сейчас наиболее точное значение близко к 70 км/с на 1 мегапарсек (1 Мпк составляет около 3 млн световых лет). К примеру, если какая-то галактика находится на расстоянии в 100 Мпк от нас, то можно ожидать, что она удаляется от нашей Галактики со скоростью около 70⋅100 = 7000 км/c.

С физической точки зрения закон Хаббла является естественным отражением расширения Вселенной, происходящего одинаково по всем направлениям, при отсутствии выделенного центра этого расширения (с любой галактики картина расширения будет выглядеть примерно одинаково). Величина, обратная постоянной Хаббла, имеет размерность времени и составляет около 14 миллиардов лет. Эту величину часто условно принимают за возраст Вселенной, так как она представляет собой грубую оценку времени, прошедшего с начала расширения.

Важно отметить, что закон Хаббла — это не всеобщий закон природы. Он выполняется лишь приблизительно, потому что галактики, помимо скоростей, связанных с расширением Вселенной, обладают еще случайными скоростями собственных движений — от нескольких сотен до нескольких тысяч км/с. По этой причине, если галактики находятся сравнительно близко по отношению к нам — скажем, на расстоянии нескольких Мпк, — скорости случайных движений делают закон Хаббла неприменимым; такие галактики могут как удаляться, так и приближаться к нам. Закон Хаббла достаточно точно выполняется только для далеких галактик, и то в определенных пределах — на очень больших расстояниях в миллиарды световых лет (тысячи Мпк) постоянная Хаббла отличается от принятой для более близких галактик.

Тем не менее закон Хаббла в настоящее время используется как наиболее простой и надежный способ определения расстояний до галактик и их скоплений. Это важнейший параметр, описывающий современный темп расширения Вселенной.