Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.
Галактика находится на расстоянии 200 Мпс от нас. С какой скоростью она удаляется? Постоянную Хаббла примите равной 70 км/(с·Мпс) (по данным учебника).
По закону Хаббла скорость равна постоянной Хаббла, умноженной на расстояние.
\(v = H r = 70 \cdot 200 = 14\,000\) км/с.
В спектре далёкой галактики линии водорода сдвинуты к красному концу спектра. Приближается галактика к нам или удаляется?
Вспомните эффект Доплера — что происходит с частотой волны, если источник удаляется.
Красный конец спектра — это длинные волны и меньшие частоты. По эффекту Доплера частота принимаемого излучения уменьшается, когда источник удаляется от наблюдателя. Значит, галактика удаляется.
Галактика удаляется от нас со скоростью 5600 км/с. На каком расстоянии она находится? Ответ дайте в мегапарсеках и в миллионах световых лет. H = 70 км/(с·Мпс), 1 пк = 3,26 св. года.
Выразите расстояние из закона Хаббла, затем переведите мегапарсеки в световые годы.
\(r = \dfrac{v}{H} = \dfrac{5600}{70} = 80\) Мпс.
1 Мпс = 3,26 млн св. лет, поэтому \(r = 80 \cdot 3{,}26 \approx 261\) млн св. лет.
Галактика А находится на расстоянии 40 Мпс, галактика Б — на расстоянии 120 Мпс. Во сколько раз скорость удаления галактики Б больше, чем галактики А?
Скорость удаления пропорциональна расстоянию, постоянная Хаббла сократится.
\(\dfrac{v_Б}{v_А} = \dfrac{H r_Б}{H r_А} = \dfrac{120}{40} = 3\).
Свет от галактики шёл к нам около 700 млн лет, то есть она находится примерно в 700 млн св. лет. С какой скоростью она удаляется? Какую долю скорости света составляет эта скорость? H = 70 км/(с·Мпс), 1 Мпс = 3,26 млн св. лет, c = 300 000 км/с.
Сначала переведите расстояние в мегапарсеки.
\(r = \dfrac{700}{3{,}26} \approx 215\) Мпс.
\(v = H r = 70 \cdot 215 \approx 15\,000\) км/с.
\(\dfrac{v}{c} = \dfrac{15\,000}{300\,000} = 0{,}05\) — 5 % скорости света.
Все далёкие галактики удаляются от Млечного Пути. Значит ли это, что наша Галактика находится в центре Вселенной?
Представьте надуваемый шарик с точками на поверхности. Как движутся точки относительно любой из них?
Нет. При равномерном расширении расстояние между любыми двумя галактиками растёт пропорционально самому расстоянию. Наблюдатель в любой другой галактике тоже увидел бы, что все далёкие галактики удаляются от него по тому же закону Хаббла. Так выглядят точки на раздуваемом шарике — у поверхности шарика нет центра, и ни одна точка не выделена.
УрокГид — https://urokgid.ru/fizika/9-klass/stroenie-i-evolyuciya-vselennoj/evolyuciya-vselennoj/zadachi/