Hukum Hubble-Lemaitre dan Ekspansi Kosmik

Hukum Hubble-Lemaitre menyatakan bahwa galaksi-galaksi yang jauh menjauh dengan kecepatan yang sebanding dengan jaraknya, yang merupakan bukti observasional dasar bahwa alam semesta mengembang.

Definition

Hukum Hubble-Lemaitre adalah proporsionalitas linier antara kecepatan resesi galaksi yang jauh dan jaraknya, dengan konstanta proporsionalitas adalah parameter Hubble; resesi ini mencerminkan ekspansi seragam ruang yang dijelaskan oleh faktor skala kosmik yang terus bertambah.

Scope

Topik ini mencakup hubungan kecepatan-jarak empiris, interpretasi pergeseran merah galaksi sebagai peregangan ruang daripada gerakan Doppler biasa, definisi dan makna parameter Hubble serta variasinya seiring waktu kosmik, dan perbedaan konseptual antara kecepatan kosmologis dan kecepatan aneh.

Core questions

• Apa implikasi hubungan kecepatan-jarak linier terhadap sejarah alam semesta?
• Bagaimana pergeseran merah kosmologis berbeda dari pergeseran Doppler biasa?
• Mengapa parameter Hubble tidak benar-benar konstan sepanjang waktu kosmik?

Key concepts

• Parameter Hubble
• Kecepatan resesi
• Pergeseran merah kosmologis
• Aliran Hubble
• Kecepatan aneh
• Faktor skala

Key theories

Proporsionalitas kecepatan-jarak

Kecepatan resesi berskala linier dengan jarak, sebuah tanda ekspansi seragam di mana setiap pengamat melihat aliran Hubble yang sama, konsisten dengan alam semesta yang homogen dan isotropik.

Pergeseran merah kosmologis

Panjang gelombang cahaya dari sumber-sumber jauh diregangkan secara proporsional dengan pertumbuhan faktor skala antara emisi dan observasi, sehingga pergeseran merah secara langsung mengukur seberapa banyak alam semesta telah mengembang.

Mechanisms

Seiring bertambahnya faktor skala kosmik, jarak sebenarnya antara objek-objek yang bergerak bersama tumbuh secara proporsional dengannya, menghasilkan kecepatan resesi yang sama dengan parameter Hubble dikalikan jarak dan meregangkan panjang gelombang cahaya yang sedang dalam perjalanan dengan faktor yang sama.

Clinical relevance

Hukum Hubble-Lemaitre mengubah kosmologi menjadi ilmu observasional: hukum ini menyediakan hubungan pergeseran merah-jarak yang digunakan untuk memetakan alam semesta dalam tiga dimensi dan untuk mengubah pergeseran merah galaksi menjadi waktu mundur, yang menjadi dasar interpretasi semua data ekstragalaksi.

History

Slipher mengukur pergeseran merah galaksi yang besar pada tahun 1910-an; Lemaitre menurunkan dan memprediksi hubungan kecepatan-jarak pada tahun 1927 dari model alam semesta yang mengembang, dan Hubble menerbitkan hubungan observasional pada tahun 1929, dengan hukum tersebut dinamai ulang Hubble-Lemaitre oleh International Astronomical Union pada tahun 2018 untuk mengakui kontribusi Lemaitre sebelumnya.

Debates

Prioritas dan penamaan

Makalah Lemaitre tahun 1927 mengantisipasi hubungan kecepatan-jarak dan bahkan memperkirakan laju ekspansi sebelum publikasi Hubble tahun 1929, yang mengarah pada perdebatan panjang mengenai kredit yang sebagian diselesaikan oleh IAU dengan mengadopsi nama ganda hukum Hubble-Lemaitre.

Key figures

• Edwin Hubble
• Georges Lemaitre
• Vesto Slipher
• Milton Humason

Seminal works

• hubble1929
• lemaitre1927

Frequently asked questions

Apakah pergeseran merah kosmologis sama dengan pergeseran Doppler?

Tidak persis: meskipun pergeseran merah kecil dapat didekati sebagai pergeseran Doppler, pergeseran merah kosmologis muncul dari ekspansi ruang yang meregangkan cahaya dalam perjalanan, dan paling tepat diinterpretasikan sebagai ukuran langsung seberapa banyak alam semesta telah tumbuh sejak cahaya dipancarkan.

Apakah hukum Hubble-Lemaitre berarti kita berada di pusat alam semesta?

Tidak: dalam alam semesta yang mengembang secara seragam, setiap pengamat melihat semua galaksi lain menjauh sesuai dengan hukum yang sama, sehingga resesi yang tampak dari kita bukanlah bukti lokasi pusat yang istimewa.