Frage:
Hängt die Hubble-Konstante von der Rotverschiebung ab?
bhjghjh
2018-04-19 09:15:11 UTC
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Ich weiß, dass es bereits viele Fragen zur Hubble-Konstante gibt, aber ich bin gespannt, ob sie sich mit der Rotverschiebung ändert. Wenn bei der aktuellen Rotverschiebung $ z = 0 $ span> der Wert 0,7 beträgt, unterscheidet er sich bei höherer Rotverschiebung ( $ z = 0,1 $ span>)? Wenn ja, besteht eine Beziehung zur Rotverschiebung?

Siehe auch https://astronomy.stackexchange.com/questions/10585/evolution-of-the-hubble-parameter https://astronomy.stackexchange.com/questions/11408/hubble-law-cosmological-redshift-and-distance https://astronomy.stackexchange.com/questions/18880/how-is-the-universes-expansion-accelerating-if-the-hubble-constant-is-decreasin?rq=1
Zwei antworten:
pela
2018-04-19 15:15:17 UTC
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Ja, definitiv.

Die Hubble-Konstante beschreibt die Expansionsrate des Universums, und die Expansion kann wiederum durch "reguläre" Materie / Energie verlangsamt sein und durch dunkle Energie beschleunigt.

Es ist mehr oder weniger die Norm, den Begriff Hubble -Konstante $ H_0 $ für den heutigen Wert und Hubble zu verwenden Parameter $ H (t) $ oder $ H (a) $ für den Wert zu einem Zeitpunkt $ t $ oder äquivalent einen Skalierungsfaktor $ a = 1 / (1 + z) $, wobei $ z $ ist die Rotverschiebung.

Der Wert ergibt sich aus der Friedmann-Gleichung: $$ \ frac {H ^ 2 (a)} {H_0 ^ 2} = \ frac {\ Omega_ \ mathrm {r }} {a ^ 4} + \ frac {\ Omega_ \ mathrm {M}} {a ^ 3} + \ frac {\ Omega_k} {a ^ 2} + \ Omega_ \ Lambda, $$ wobei $ \ {\ Omega_ \ mathrm {r}, \ Omega_ \ mathrm {M}, \ Omega_k, \ Omega_ \ Lambda \} \ simeq \ {10 ^ {- 3}, 0,3,0,0,7 \} $ sind die fraktionierten Energiedichten in Strahlung, Materie, Krümmung bzw. Dunkle Energie.

Sie können beispielsweise die obige Gleichung bei $ z = 0,1 $ lösen und feststellen, dass die Expansionsrate 5% höher war als heute.

Da alles aber dunkle Energie verdünnt sich mit zunehmendem $ a $, $ H (a) $ konvergiert asymptotisch zu einem Wert $ H_0 \ sqrt {\ Omega_ \ Lambda} \ simeq 56 \, \ mathrm {km} \, \ mathrm {s} ^ {-1} \, \ mathrm {Mpc} ^ {- 1} $.

Die folgende Abbildung zeigt die zeitliche Entwicklung des Hubble-Parameters:

Ht

Wie von KenG festgestellt, scheint die Tatsache, dass $ H $ mit der Zeit abnimmt , im Widerspruch zur beschleunigten Expansion des Universums zu stehen. Aber $ H $ beschreibt, wie schnell ein Punkt im Raum in einer bestimmten Entfernung zurückgeht. Später wird dieser Punkt weiter entfernt sein und so schneller zurücktreten. Aus der Definition des Hubble-Parameters ergibt $ H \ equiv \ dot {a} / a $, multipliziert mit dem Skalierungsfaktor, die Beschleunigung $ da / dt $:

aHt

Und nur um mögliche Verwirrung um diese wunderbare Antwort zu vermeiden, sprechen die Leute, wenn sie von der "Beschleunigung" der Expansion sprechen, darüber, was mit der Expansionsgeschwindigkeit H mal a passiert, nicht mit der Expansionsrate H selbst. Ihr Ergebnis zeigt also, dass während H mit oder ohne dunkle Energie fällt, dunkle Energie H-mal einen Anstieg mit a bewirkt, während Materie allein H-mal einen Abfall mit a bewirkt.
@KenG Ja, das ist ein wichtiger Punkt.
Wenn ein Tier um 1% pro Jahr wächst, könnte eine gedanken Mikrobe auf seiner Haut behaupten, dass sich die Expansion beschleunigt!
AilitsjfhzCMT Gedanken microbe :D
Gut zu sehen, dass dieser endlich erledigt ist.
Ken G
2018-04-19 15:27:43 UTC
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Die Hubble-Konstante hängt wirklich davon ab, wie alt das Universum zu dieser Zeit war. Wenn Sie jedoch ein dynamisches Modell des Universums haben, können Sie dies in z abbilden und eine Funktion H (z) erstellen. In diesem Sinne lautet die Antwort "Ja", aber seien Sie vorsichtig - wir betrachten z auch als Maß dafür, wie weit die Objekte entfernt sind, und H hängt nicht vom Ort ab, sondern vom Alter. Darüber hinaus reflektiert das z, das wir aus einer gegebenen Messung erhalten, die gesamte Ausdehnung, also alle Hs, da dieses Licht emittiert wurde, nicht nur den Wert dieses H bei diesem z. Es wäre ein bisschen so, als würden Sie Ihre Größe verwenden, um über Ihr Alter zu sprechen, und Sie sehen sich ein Bild von sich selbst an, das 4 Fuß groß ist, und sagen, Sie würden zwei Zoll pro Jahr wachsen, wenn Sie so groß wären. Das wäre wie das H, das in diesem Bild gilt, aber das Verhältnis der Höhe, die Sie jetzt haben, zur Höhe in diesem Bild hängt nicht nur von der Geschwindigkeit ab, mit der Sie in diesem Bild gewachsen sind.

(auch - Was meinst du damit, dass der Wert der Hubble-Konstante jetzt 0,7 beträgt? Das klingt nach dem Anteil der Gesamtenergie, der "dunkle Energie" ist, also geht es eher um die Beschleunigungsrate der Expansion als um die Expansionsrate selbst. Wenn Sie danach fragen, ist diese Zahl mit dem Alter des Universums gestiegen und kann daher auf eine Funktion von z abgebildet werden, wenn wir z verwenden, um über das Alter des Universums zu sprechen.)

Tolle Analogie! +1
Ich denke mit "0,7" meint er die reduzierte Hubble-Konstante, d. H. $ H_0 $ / 100 km / s / Mpc.
Ah ja, du hast wahrscheinlich recht.


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