У вересні 1912 р. американський астроном Весто Слайфер з експозицією майже сім годин на 60-см телескопі зфотографував спектр "туманності Андромеди". Використавши формулу ефекту Доплера, він встановив, що вона рухається в бік нашої Галактики зі швидкістю 300 км/с. Невдовзі для іншої туманності з сузір’я Діви він же отримав протилежний результат: об’єкт віддаляється від нас зі швидкістю 1000 км/с. Такі ж дані упродовж п’яти років отримано для близько 30 об’єктів – за винятком декількох всі вказували на "розширення". Варто пригадати, що формула ефекту Доплера має вигляд: (1.1) Тут Δλ – зміщення лінії, що має довжину λ, порівняно з її положенням у спектрі нерухомого (лабораторного) джерела світла, υ – радіальна швидкість об’єкта (додатна, коли об’єкт віддаляється), с – швидкість світла. З 1921 р. це відносне зміщення лінії у спектрі об’єкта іменується червоним зміщенням z. У 1924 р. інший американський астроном Едвін Габбл, виявивши і дослідивши в туманності Андромеди декілька десятків змінних зір – цефеїд, обчислив відстань до неї і довів, що це – насправді інша (як і наша) зоряна система. З того часу розпочався розвиток позагалактичної астрономії. Упродовж наступних п’яти років Габбл зі своїм помічником Мілтоном Х’юмасоном на найбільшому тоді 2,5-м телескопі отримав спектри 46 галактик і визначив відстані до них (найдальша мала швидкість 3800 км/с!). Як виявилося, чим більша відстань до галактики r, тим більша її швидкість υ, що і було представлено у формі: (1.2) Коефіцієнт пропорціональності H отримав згодом назву стала Габбла (сам Габбл використав для неї позначення К). Оцінка її величини у 30-х рр. XX ст. давала значення 500 – 560 км/с/Мпк. Поділивши ліву і праву сторони рівняння (2) на υH, отримаємо (1.3) – час, упродовж якого триває рух галактик, тобто "вік нашого Всесвіту" (за умови, що розширення є рівномірним). При H = 500 км/с/Мпк було: tH = 1,9 млрд. років. Після введення в дію (1947 р.) 5-м телескопа і отримання надійніших даних для близько 500 галактик сталу Габбла "зменшено" до H = 180, у 1968 р. – до 75 км/с/Мпк. Так "вік Всесвіту зріс" від 2 до близько 14 млрд. років. Технічні можливості у вивченні світу галактик у наш час майже фантастичні. Так, за допомогою навіть 4-метрового телескопа сучасний приймач енергії дозволяє на площі, яку займає диск Місяця, за 10 хвилин отримати зображення 5000 галактик. Навіть телескоп з діаметром дзеркала 2,5 м дає змогу крізь п’ять різних світлофільтрів отримувати фотографії неба зі швидкістю 20 квадратних градусів за годину, а за одну ніч реєструвати зображення кількох мільйонів об’єктів, зокрема – одночасно до 640 спектрів, сягаючи відстаней до 5 млрд. світлових років! Ось звіт однієї групи дослідників за 2003 р.: “отримано спектри й виміряно червоне зміщення z для 200 000 галактик, є план – для мільйона". Інша група на 4-метровому телескопі має змогу одночасно отримати 400 спектрів, за п’ять років отримано їх для 221 414 галактик. Розмова про сотні тисяч виміряних червоних зміщень виглядає нині буденною. Але огляньмося на 80 років назад! На отримання спектра відносно недалекої галактики доводилося затрачати до 60 годин експозиції. Тобто ввечері спрямувати телескоп на вибраний об’єкт, перед світанком шторку касети закрити, касету на день заховати в темний мішок, ввечері знову... продовжувати нагромадження світлових квантів від цієї ж галактики на те ж місце емульсії. І так – тиждень! Як тут ще раз не згадати Мілтона Х’юмасона, який з 1917 по 1957 р. визначив червоні зміщення 620 галактик – більше, ніж на той час усі інші спостерігачі, разом узяті. І саме завдяки сучасним телескопам в поєднанні з винятково ефективними приймачами енергії стало можливим виявлення спалахів наднових зір на відстанях, для яких z > 1 (зокрема, у вересні 2005 р. такий спалах зареєстровано в галактиці "зліва внизу біля Квадрата Пегаса", для якої z = 6,29 !).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Розширення світу галактик» з дисципліни «Фрагменти космології»
