By wyznaczyć stałą Hubble'a należy dysponować wielkością przesunięcia ku czerwieni (red-shift) określonego obiektu. Oto wzór umożliwiający to:
cz = Hr
Tu z – wielkość red-shiftu, czyli względna zmiana długości fali świetlnej w efekcie Dopplera (w stosunku do długości wzorcowej źródła nieruchomego); c – prędkość światła, r – odległość obiektu. Z pomiarem wielkości z nie ma większego problemu, za to pomiar odległości nie jest łatwy, gdyż o wynikach pomiaru decydować mogą różne czynniki, których uzględnienie nie jest możliwe. Nie wszystko przecież jest funkcją postępu technologicznego. Same obiekty (cefeidy, supernowe) różnić się mogą minimalnie między sobą. Także nie do pominięcia jest ewentualna obecność między nami, a danym obiektem, materii pochłaniającej w jakimś stopniu światło. Ma to niewątpliwie jakiś wpływ na stwierdzaną obserwacyjnie jasność obiektu. Należy więc wykonać wiele pomiarów, kierując teleskopy w różne strony. Nie można uniknąć badań o charakterze statystycznym.
Wartość współczynnika H oszacowano, już dosyć dawno na: H = (15-20) km/s/na milion lat świetlnych lub: H = (48,9-65,2)km/s/Mps. [Mps – megaparsek, czyli milion parseków; parsek, to odległość odpowiadająca paralaksie sekundowej i wynosi 3,26 roku świetlnego] Dziś sądzi się, że
współczynnik Hubble'a jest większy, bliższy liczbie 21,5 (70) w podanych wyżej
jednostkach, ale to nie ostatnie słowo nauki. Jak już stwierdziłem, nie jest go łatwo wyznaczyć (stąd dość szeroki przedział wartości). Dziś szacuje się jego wartość na ponad 20, ale to jeszcze nie ostatnie słowo. Pomiar wymaga znajomości prędkości i odległości jak największej liczby obiektów. Nachylenie tak otrzymanego wykresu v(r) (prostej) stanowi wynik. Najłatwiej uczynić to w odniesieniu do obiektów najbliższych, ale problem w tym, że ich prędkości kosmologiczne są porównywalne z prędkościami przypadkowych ruchów lokalnych, są nawet mniejsze, a także ich zwrot może być nawet przeciwny. Przykład stanowić może galaktyka M 31 w Andromedzie, zbliżająca się do nas z prędkością około 300 km/s. A obiekty dalsze? Wyznaczenie ich odległości nie jest pewne. Poza tym, reprezentują one sobą Wszechświat młodszy, z czasów, jak się dalej przekonamy, w których wartość współczynnika H była inna. Jeśli jest on stały (jako współczynnik proporcjonalności), to dlatego, gdyż Dziś w całym Wszechświecie jest jednakowy. Jeśli tak, to rzeczywiście istnieje globalny czas kosmologiczny – dla przypomnienia, jest to nasz czas, czas jaki upłunął na Naszych zegarach od Wielkiego Wybuchu.
Okazuje się więc, że bardzo odległe galaktyki, wszystkie bez wyjątku, oddalają się od nas, przy czym ich prędkości radialne są proporcjonalne do odległości (co wyraźnie manifestuje się w odpowiednio dużym zbiorze danych pomiarowych). Spójne to jest oczywiście z wnioskami wynikającymi z zasady kosmologicznej. Nie psuje tego fakt, że niektóre galaktyki z tych najbliższych, jak wspomniałem, nawet zbliżają się. Tak nawiasem mówiąc, interesujące, skąd wzięły się ruchy własne galaktyk. Czy ktoś próbował na to pytanie odpowiedzieć? Zadać? I o tym będzie mowa w odpowiednim czasie.
Reasumując możemy stwierdzić, iż odkrycie Hubble’a: a) stanowiło potwierdzenie obserwacyjne zasady kosmologicznej, nawet potwierdzenie naszego modelu roboczego; b) umożliwiło wyznaczenie wartości liczbowej stałej przewidywanej przez ten nasz prosty model; c) sugeruje nawet, że prędkości względne są stałe, a ściślej, stały jest stosunek v/c. To trzecie stwierdzenie (na razie to tylko sugestia), nie w pełni zbieżne jest z aktualnym widzeniem spraw, choć przyjęte może być jako niewiele wnosząca idealizacja. Dalej okaże się jednak, że właśnie w nim zawarty jest spory ładunek heurezy.
I na tym właśnie polega zasadniczy postęp, jaki dokonał się dzięki odkryciu. Wyniki do jakich doszedł Hubble w swych badaniach, należy to zaznaczyć, choć bezpośrednio wynikają z zasady kosmologicznej, choć stanowią jej empiryczne potwierdzenie, nie w pełni koherentne były z „zastaną” dynamiką badań. Nie dziw, że samo odkrycie zaskoczyło świat nauki. Wprost nie było kojarzone z zasadą kosmologiczną, nie mniej jednak stanowiło silny bodziec heurystyczny. Tak się złożyło, że rozwój kosmologii poszedł jednak, moim skromnym zdaniem, w kierunku niewłaściwym. Nowa koncepcja przestrzeni i Wszechświata bazująca na OTW zdominowała myślenie kosmologiczne na cały wiek (albo na dłużej, gdyż mój udział w debacie oczywiście nie liczy się).
Także w naszych czasach, choć tak dużo już wiemy, bywamy zaskakiwani (pomimo wprowadzania coraz to lepszych modeli, wszystkich bazujących na ogólnej teorii względności). Najklasyczniejszy przykład zaskoczenia niech stanowi pociemnienie supernowych – asumpt do „odkrycia” ciemnej energii, przyjętego z entuzjazmem (i bezkrytycznie), bo wcześniej, szczególnie w latach siedemdziesiątych, kombinowali ze stałą kosmologiczną, wprowadzoną i odrzuconą przez Einsteina jako jego „największa pomyłka” (już choćby w związku z niestatycznością i ewolucyjnością Wszechświata). Na bezrybiu rak też ryba, więc powiedzieli sobie: „To jest to”. W 2011 był już Nobel.
Jak pamiętamy, także odkrycie Hubble'a stanowiło niespodziankę godząc w „obowiązujące” dotąd modele Wszechświata statycznego i nieskończonego. A mimo to stała kosmologiczna do dziś żyje i rozkwita... Meandry nauki (w tym, do psychosocjologii). To na prawdę ciekawy przyczynek do historii nauki. A dzisiaj? Także teraźniejszość jest już historią...
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz