Lei de Hubble

A lei de Hubble, tamén coñecida como lei de Hubble-Lemaître,^[2] é a observación na cosmoloxía física de que as galaxias se afastan da Terra a velocidades proporcionais á súa distancia. Noutras palabras, canto máis lonxe están, máis rápido se afastan da Terra. A velocidade das galaxias foi determinada polo seu desvío ao vermello, un desprazamento da luz que emiten cara ao extremo vermello do espectro.

A lei de Hubble considérase a primeira base observacional da expansión do universo e hoxe serve como unha das probas máis citadas en apoio do modelo do Big Bang.^[3][4] O movemento dos obxectos astronómicos debido exclusivamente a esta expansión coñécese como fluxo de Hubble.^[5] Descríbese mediante a ecuación v = H₀D, con H₀ a constante de proporcionalidade (constante de Hubble) entre a "distancia adecuada" D a unha galaxia, que pode cambiar co paso do tempo, a diferenza da distancia conmovedora, e a súa velocidade de separación v, é dicir, a derivada da distancia adecuada respecto á coordenada do tempo cosmolóxico.

A constante de Hubble adoita citarse en (km/s)/Mpc, dando así a velocidade en km/s dunha galaxia a 1 megaparsec (3,09×10¹⁹ km) de distancia, e o seu valor é de aproximadamente 70 (km/s)/Mpc. Non obstante, a unidade SI de H₀ é simplemente s⁻¹ e a unidade SI para o recíproco de H₀ é simplemente o segundo. O recíproco de H₀ coñécese como tempo de Hubble. A constante de Hubble tamén se pode interpretar como a taxa de expansión relativa. Nesta forma H₀=7%/Gyr, o que significa que ao ritmo actual de expansión pasan miles de millóns de anos para que unha estrutura non ligada medre un 7%.

Aínda que amplamente atribuída a Edwin Hubble,^[6][7][8] a noción do universo expandíndose a un ritmo calculable foi derivada por primeira vez das ecuacións da relatividade xeral en 1922 por Alexander Friedmann. Friedmann publicou un conxunto de ecuacións, agora coñecidas como ecuacións de Friedmann, mostrando que o universo podería expandirse e presentando a velocidade de expansión se for o caso.^[9] Entón Georges Lemaître, nun artigo de 1927, deduciu de xeito independente que o universo podería estar en expansión, observou a proporcionalidade entre a velocidade de recesión e a distancia aos corpos distantes e suxeriu un valor estimado para a constante de proporcionalidade; esta constante, cando Edwin Hubble confirmou a existencia da expansión cósmica e determinou un valor máis preciso para ela dous anos despois, coñeceuse polo seu nome como constante de Hubble.^{[3][10][11][12][13]} Hubble inferiu a velocidade de recesión dos obxectos dos seus desvíos cara ao vermello, moitos dos cales antes foran medidos e relacionados coa velocidade por Vesto Slipher en 1917.^[14][15][16] Aínda que a constante de Hubble H₀ é aproximadamente constante no espazo velocidade-distancia nun momento dado, o parámetro H de Hubble, do que a constante de Hubble é o valor actual, varía co tempo, polo que o termo constante ás veces pénsase como un nome incorrecto.^[17][18]