物理问题

Question

阐述哈勃常数

Answer 1

美国天文学家哈勃于1929年发现星系退行速度与其距离存在着正比的关系，即所谓「哈勃定律」：退行速度v=H0X距离d，其中H0就是哈勃常数。随着哈勃定律的提出，宇宙膨胀的观念逐渐确立。天文学家后来发现哈勃常数远超过当初哈勃所认知的内容。H0原来不单是量度宇宙膨胀的一个参数，而且还可以用来计算宇宙年龄、宇宙大小、宇宙中黑暗物质的数量、重子数目、轻元素丰度、甚至早期宇宙形成的结构等等。找寻H0的数值因此便成为近代天文学家的重要课题。事实上，哈勃太空望远镜的一个主要任务，以至其主镜大小的设计，都跟寻找H0有莫大关系。
我们可以从哈勃定律看到要寻找H0，先要测量出天体(主要是星系团)的退行速度和距离。哈勃本人在1929年给出第一个数值：H0=513km/s/Mpc，即一个距离我们一百万秒差距的天体，它的退行速度是每秒513公里(一秒差距=3.26光年)。哈勃于1953年逝世后不久，桑德奇将H0修正在50与100之间。若我们接受大爆炸理论，H0=50表示宇宙年龄介乎130到165亿年之间。若H0=100，即表示宇宙年龄介乎65到85亿年之间，而实际数字则取决于宇宙的物质密度。直至90年代哈勃太空望远镜升空前，天文学家从观测计算到的H0依然是介乎50与100之间。为甚么仍有两倍的不确定呢？原来测量H0有两个主要的误差：第一个是测量退行速度的误差，虽然天文学家利用光谱及多普勒效应，已经很准确地找到个别星系的退行速度，但由于与邻近星系及星系团的引力作用，这个退行速度便不完全是因宇宙膨胀而产生。第二个误差，也是最重要的一个误差，就是距离量度的不确定。
除了几百光年内的星体外，天文学家很主要倚靠测量造父变星来计算天体的距离，利用地面望远镜测量造父变星，可直接给出约二、三千万光年内星体的距离，而对于更遥远的星体，天文学家便要借助其它方法，但这些方法还是需要利用造父变星来作校正。哈勃太空望远镜的一个重点计划，就是要测量更多更远星系中的造父变星(远达6,500万光年)，从而更准确地校正其它测量遥远天体的方法，使我们更精确地把距离测量扩展至三亿二千万光年。此外，这个重点计划也会针对在室女座及天炉座两个星系团作仔细观测，从而得出更准确的H0数值。
以女天文学家费利曼为首的26人小组，是这个重点计划的主持人。虽然这个计划仍在进行中，但迄今已有不少成果。早于1994年这个重点计划落实的初期，这小组已从旋涡星系M100的观测中计算出H0=80±17，折算宇宙年龄大约在80亿至110亿年左右。当时曾掀起一场争论，因为从恒星演化理论得知，一些最老的球状星团可能已有150亿年的寿命，怎可能星体比宇宙更年老？随后几年的不断观测，特别是NGC925、NGC1023、NGC3351、M101、NGC7331、NGC4414及NGC1365，到1999年为止最新的H0是70±10，相对于宇宙年龄90亿至120亿年。同时从依巴谷卫星得出的资料显示，球状星团的距离可能更远一些，加上重新检视球状星团的理论模型，天文学家相信球状星团的年龄并不是最初估计的年老。这场争论的分歧因此便日益减少。
除了费利曼这个小组的工作外，桑德奇利用Ia型超新星爆炸作为计算距离的方法，测出H0=55-60，此外，埃利斯等天文学家利用统计方法算出H0介乎66至82之间。还有一些天文学家另创新方法来测量H0，例如利用引力透镜现象及微波背景辐射与星系团的热等离子体造成的散射现象等等。跟50年代H0数值的两倍不确定比较，今天在探求这个重要天文参数的数值工作上，已有了一定的进步。

Answer 2

baike一搜就有
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哈勃定律中星系退行速度同距离的比值 它是一个常数 常用H表示 单位是千米／（ 秒·百万秒差距）
一般认为 H值应在50～75之间
【中文词条】哈勃常数
【外文词条】Hubble constant
【作��者】潘宁堡
河外星系退行速度同距离的比值，它是一个常数，通常用H 表示，单位是公里/(秒·百万秒差距)。这个比值有时简称速度－距离比，或哈勃比。1929年，哈勃首先发现河外星系的视向速度与距离成比例(即距离越大视向速度也越大)，并给出速度-距离比， 符号为K ，比值为500。后来人们称为哈勃常数，并改用符号H 。1931年，哈勃和M.La.s.哈马逊第二次测定H 为558，后又订正为526。
哈勃定H 时，应用了造父变星和星系中的最亮星来标定距离。1952年巴德指出，仙女星系中造父变星的星等零点应变动1.5等，由此哈勃常数应修订为H =260。1958年桑德奇指出：哈勃所说的最亮星实际上位于电离氢区，因此要再加上1.8等的星等改正，从而将哈勃常数降低为H=75。 1974～1976年，桑德奇和塔曼又用七种距离指标的方法重新修订哈勃常数，得H =55，只及哈勃当年测定值的1/10。这就是说，按哈勃定律推算星系的距离，用H的新修订值所得结果比哈勃当年所得的结果增大 10倍。
在相对论宇宙学中，哈勃常数可以与宇宙标度因子R (t )联系起来：H =(t )/R (t )。在某些宇宙学中，哈勃常数是时间的函数，通常用H 表示哈勃常数的现代值，并把H 称为哈勃参量。
自从七十年代以来，许多天文学家用多种方法测定了H ，各家所得的数值很不一致，有代表性的四种，列表如下：
哈勃常数测定值的分歧在于用不同的距离指标给出的距离模数不同。除观测的系统误差、随机误差和银河系内距离指标的标定不确定性等外在因素外，还有内在原因。例如，不同星系之间由于化学成分、年龄、演化经历的不同，距离指标和绝对星等之间的关系就不会一致。

Answer 3

哈勃定律中星系退行速度同距离的比值 它是一个常数 常用H表示 单位是千米／（ 秒·百万秒差距）
一般认为 H值应在50～75之间
【中文词条】哈勃常数
【外文词条】Hubble constant
【作��者】潘宁堡
河外星系退行速度同距离的比值，它是一个常数，通常用H 表示，单位是公里/(秒·百万秒差距)。这个比值有时简称速度－距离比，或哈勃比。1929年，哈勃首先发现河外星系的视向速度与距离成比例(即距离越大视向速度也越大)，并给出速度-距离比，符号为K ，比值为500。后来人们称为哈勃常数，并改用符号H 。1931年，哈勃和M.La.s.哈马逊第二次测定H 为558，后又订正为526。
哈勃定H 时，应用了造父变星和星系中的最亮星来标定距离。1952年巴德指出，仙女星系中造父变星的星等零点应变动1.5等，由此哈勃常数应修订为H =260。1958年桑德奇指出：哈勃所说的最亮星实际上位于电离氢区，因此要再加上1.8等的星等改正，从而将哈勃常数降低为H=75。1974～1976年，桑德奇和塔曼又用七种距离指标的方法重新修订哈勃常数，得H =55，只及哈勃当年测定值的1/10。这就是说，按哈勃定律推算星系的距离，用H的新修订值所得结果比哈勃当年所得的结果增大 10倍。
在相对论宇宙学中，哈勃常数可以与宇宙标度因子R (t )联系起来：H =(t )/R (t )。在某些宇宙学中，哈勃常数是时间的函数，通常用H 表示哈勃常数的现代值，并把H 称为哈勃参量。
自从七十年代以来，许多天文学家用多种方法测定了H ，各家所得的数值很不一致，有代表性的四种，列表如下：
哈勃常数测定值的分歧在于用不同的距离指标给出的距离模数不同。除观测的系统误差、随机误差和银河系内距离指标的标定不确定性等外在因素外，还有内在原因。例如，不同星系之间由于化学成分、年龄、演化经历的不同，距离指标和绝对星等之间的关系就不会一致。