L'espansione accelerata dell'Universo contraddice la legge di Hubble?

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La legge di Hubble fornisce una relazione lineare tra la distanza da una galassia e la sua velocità recessiva.

Le osservazioni di supernovae di tipo 1a distanti hanno mostrato che il loro spostamento rosso (e quindi le loro velocità recessive) erano inferiori alle aspettative, il che implica che il tasso di espansione dell'Universo era inferiore in passato.

Tuttavia, ciò non significa che la legge di Hubble si applica solo a brevi distanze, poiché a grandi distanze un diagramma delle velocità recessive contro la distanza non sarebbe lineare (come ho rozzamente cercato di mostrare sul grafico qui sotto)?

expansion redshift hubble-constant

— Pancake_Senpai
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Benvenuto Pancake, Il fatto che hai sollevato qui è abbastanza intrigante. Potresti aggiungere un riferimento anche alle osservazioni a cui ti riferisci?

— J. Chomel,

en.wikipedia.org/wiki/… youtube.com/watch?v=tXkBfkeJJ5c Grazie per il benvenuto. Queste sono due delle mie fonti.

— Pancake_Senpai,

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La legge di Hubble è un po 'più sottile di quanto si pensi e un'espansione, sia che l'accelerazione o la decelerazione non la invalidi.

La distanza e la velocità che dovrebbero essere utilizzate sono i loro valori ora . Questi sono noti rispettivamente come distanza e velocità appropriate . In quella forma la legge di Hubble funziona perfettamente, a condizione che il principio cosmologico - che l'universo sia ovunque omogeneo e isotropico - sia soddisfatto. Il problema è che né la velocità di recessione né la distanza che misuriamo sono i valori che una galassia ha ora .

Quindi in effetti un diagramma di una velocità recessiva rispetto alla distanza stimata non sarà una linea retta poiché ci allontaniamo abbastanza da far sì che la luce impieghi una frazione apprezzabile della vita dell'universo per viaggiare verso di noi. La curvatura della linea può essere utilizzata per stimare i parametri cosmologici e questo è essenzialmente ciò che è stato fatto con i dati delle supernovae di tipo Ia cui si fa riferimento.

— Rob Jeffries
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Quindi sarebbe sicuro che l'espansione accelerata non violi la Legge di Hubble, ma piuttosto possiamo usare la Legge di Hubble per spiegare le nostre osservazioni e costruire un modello più accurato?

— corsiKa

@corsiKa Sì, penso che tu possa dirlo. La legge di Hubble equivale all'assioma secondo cui l'universo è omogeneo e isotropo. In un tale universo qualsiasi espansione porta alla legge di Hubble. Il fatto che possiamo vedere l'espansione "nel passato" per così dire è ciò che ci dà una mano sui parametri cosmologici.

— Rob Jeffries,

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$d$ $v = H_0\,d$ $^\dagger$

$d$

Analogia

Dipingi dei punti su un elastico, mantieni un'estremità e lascia che il tuo amico se ne vada dall'altra parte. Non importa se il tuo amico cambia ritmo, forse si ferma e cammina verso di te per un po ', quindi inizia a correre via da te. In qualsiasi momento, la velocità di un dato punto rispetto a te è semplicemente proporzionale alla sua distanza da te.

$^\dagger$

— Pela
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