Episteme Alam Semesta dan Hukum Hubble

Diagram 1929 Hubble membuktikan  mereka benar. Sayangnya, Friedmann meninggal muda pada tahun 1925 dan tidak hidup untuk menyaksikan hasil Hubble. Hubble sendiri, bagaimanapun, tidak menghubungkan hasilnya dengan solusi semesta yang berkembang ini. Makalah Friedmann (1922) dan Lemaitre (1927) belum dikenal atau dibahas secara luas pada tahun 1929. 

Sebaliknya, Hubble merujuk (dalam paragraf singkat terakhir makalahnya) tentang kemungkinan  hubungan liniernya yang diamati mungkin berhubungan dengan yang dibahas kemudian.  

Sekarang lama ditinggalkan  model statis de Sitter di mana pergeseran Doppler muncul terutama karena melambatnya waktu pada jarak yang jauh daripada dari alam semesta yang mengembang. Tak lama setelah penemuan Hubble, para kosmolog, termasuk Einstein, menyadari makalah Lemaitre (1927); Hubungan Hubble yang diamati memberikan titik balik bagi alam semesta yang mengembang.

Selama beberapa dekade sejak penemuan Hubble, banyak pengamatan tentang Hukum Hubble telah dilakukan untuk jarak yang jauh lebih besar dan dengan presisi yang jauh lebih tinggi menggunakan berbagai lilin standar modern, termasuk Supernovae tipe Ia (SNIa) ( 9 - 14 ) , dan indikator jarak bintang / Cepheid yang sangat ditingkatkan ke kluster Virgo (15), dilakukan dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble, yang dinamai sesuai untuk menghormati Hubble.

Epsiteme Alam Semesta Dan Hukum Hubble

Gambar 2 menyajikan kompilasi terbaru dari Diagram Hubble diamati menggunakan SNIa sebagai indikator jarak (14) untuk galaksi pada jarak ratusan kali lebih besar daripada yang diamati oleh Hubble; Diagram asli Hubble cocok dengan tempat kecil di dekat asal grafik ini (sesuai dengan lingkungan kosmik langsung kami). Hubungan linear yang indah yang diamati pada jarak-jarak ini adalah kemenangan luar biasa bagi hasil Hubble. 

Nilai Hubble untuk jaraknya pada tahun 1929, bagaimanapun, salah, oleh faktor besar 7! Ini terutama disebabkan oleh kalibrasi titik nol yang salah dari lilin standar yang digunakan pada saat itu. 

Dengan demikian, semua jarak terlalu kecil dengan faktor 7, dan laju ekspansi Ho terlalu besar oleh faktor yang sama. Nilai Hubble untuk Ho adalah 500 km / s / Mpc, sedangkan nilai terkalibrasi dengan baik hari ini adalah Ho = 70 ( 2) km / s / Mpc ( 15 - 20). Namun, terlepas dari perbedaan besar ini dan implikasinya yang besar terhadap laju ekspansi dan usia alam semesta, penemuan mendasar Hubble tentang alam semesta yang mengembang tidak terpengaruh; hubungan linear v yang mendasari tetap tidak berubah.

Diagram Hubble galaksi [jarak vs redshift (kecepatan)] dari sampel indikator-jarak SNIa gabungan besar [direproduksi dengan izin dari ref. 14 () ESO]. Diagram Hubble baru-baru ini dari sampel gabungan besar galaksi yang menggunakan SNIa sebagai lilin standar untuk pengukuran jarak. Grafik menyajikan jarak (sebagai modulus jarak; proporsional terhadap log jarak) vs pergeseran merah z (Pergeseran Doppler, sebanding dengan kecepatan untuk pergeseran merah kecil: v / c c z ). 

Sampel SNIa yang berbeda dilambangkan dengan warna berbeda dan terdaftar dengan nama [sampel z rendah; Sampel Sloan SDSS; Survei warisan SN, SNLS; dan Hubble Space Telescope SNIa, HST; untuk detail dan referensi, lihat Betoule et al. ( 14)]. Garis hitam (yang sesuai dengan data dengan baik) mewakili hubungan d ( z ) yang diharapkan untuk kosmologi saat ini (alam semesta datar dengan kepadatan massa 30% dan konstanta kosmologis 70%) dan Konstanta Hubble H o = 70 km / s / Mpc. Bentuk sedikit deviasi pada jarak yang jauh adalah bukti akselerasi. Grafik 1929 Hubble Gambar 1 , diplot dengan sumbu kebalikan, v vs d ) akan muat di tempat kecil dekat / di bawah asal diagram ini.

Penemuan Hubble meresmikan bidang kosmologi observasional dan membuka alam semesta yang sangat luas untuk dijelajahi. Pengamatan struktur skala besar alam semesta, kelompok galaksi, SNIa (digunakan sebagai lilin standar untuk mengeksplorasi evolusi Hukum Hubble ke jarak yang jauh), dan radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik telah mengungkapkan alam semesta yang menakjubkan: alam semesta yang datar (lengkungan spasial nol) dan mengandung 5% baryon (bintang, gas), 25% materi gelap nonbaryonic eksotis, dan 70% energi gelap yang menyebabkan laju ekspansi alam semesta saat ini semakin cepat. 

Hasil akselerasi kosmik yang menakjubkan ditemukan pada tahun 1998 ( 9 -12) menggunakan metode indikator jarak mirip dengan yang digunakan oleh Hubble, tetapi menggunakan SNIa yang sangat terang sebagai lilin standar yang akurat untuk mengukur evolusi laju ekspansi (Hubble Diagram) pada jarak yang jauh (waktu kosmik awal).