哈勃定律

1929年,哈勃发现河外星系的视向退行速度v(由红移算出)与距离 D成正比,即距离越远,视向速度越大。这个速度-距离关系叫作哈勃定律,也叫哈勃效应。它的形式是:

v=HD

H叫作哈勃常数

1914年,斯里弗测得了13个星系的视向速度,加上其他人测得的数据,成为当时研究太阳运动的依据。1916年,特鲁曼在扣除了太阳运动之后,发现剩余速度很大,并且主要是正的。1916年,维尔茨引入K项来代表星系的普遍退行。1916~1917年,德西特建立了一种宇宙学,认为由于有着与距离成正比的原子振动的变慢,星系的光谱呈现可能被错误解释为退行的红移。由于1923年爱丁顿《相对论的数学理论》一书对这个理论的介绍,天文界才把星系视向速度的研究与德西特宇宙学联系起来。1929年,哈勃根据24个已知距离和视向速度的星系,用正比于距离的K项去解条件方程,确立了退行速度与距离间的线性关系,并认为它是德西特效应的一级近似。但是早在1922年,弗里德曼就建立了另一种宇宙学;1927年,勒梅特得出了更普遍的形式;它们都是演化型的。1930年,爱丁顿把红移作为非静态宇宙的膨胀效应,于是,哈勃定律就成了宇宙膨胀的观测证据。

哈勃定律中的速度和距离不是直接可以观测的量。真正来自观测、没有掺进任何假设的量是红移-视星等关系;在此基础上再加上一系列假设,才可以得到速度-视星等关系和速度-距离关系。哈勃定律原来是对正常星系而言的,对于类星体或其他特殊星系并不完全适用。哈勃定律通常被用作推算距离的工具。例如,当发现最大红移为0.75的星系时,就认为已观测到宇宙中距我们达90亿光年的深处;目前所说的类星体的距离也是由哈勃定律算出的。这种判断的准确性尚待证明。