宇宙学:膨胀的宇宙
哈勃常数
/ H-naught /
如果宇宙在膨胀,显而易见的问题是:有多快?哈勃常数,写作 H0、读作“H零”,就是回答这个问题的那一个数。它是当今的宇宙膨胀速率——哈勃定律里的比例因子,告诉你星系每多坐落一个单位的距离,退行就快多少。
它的标准单位乍看古怪:千米每秒每兆秒差距(km/s/Mpc),其中一兆秒差距约为326万光年。比如取值70 km/s/Mpc,意思是每隔一兆秒差距的距离,星系就快退行约70 km/s。于是10 Mpc处的星系退行约700 km/s,100 Mpc处的约7,000 km/s。把距离约去,单位就化为时间的倒数,这正是哈勃常数悄悄定下整个宇宙年龄与大小尺度的原因。尽管叫“常数”,它在宇宙历史上其实并非真正不变——膨胀速率随宇宙变老而变化过——所以 H0 特指今天的值,宇宙学家把那个更一般、随时间变化的量称为哈勃参数。
把 H0 钉死,一直是现代天文学的伟大追求之一,因为几乎每一个宇宙距离和宇宙的年龄都系于它。几十年里估值从50到100大幅游移;如今它们聚拢在约67到73 km/s/Mpc。但当今最好的方法,彼此分歧的程度竟超过各自给出的误差——这就是著名的哈勃张力——所以连这块基石般的数字,也带着一份诚实而未决的不确定。
取 H0 = 70 km/s/Mpc。室女座星系团里一个约16 Mpc外的星系,单凭膨胀就应退行约 70 × 16 = 1,120 km/s——把室女座自身的内部运动平均掉之后,这与观测值很接近。
H0 把星系的距离换算成由膨胀驱动的退行速度。
尽管名为“常数”,H0 并非固定的宇宙常量;它是今天的膨胀速率,且随时间变化过。它如今的值,仍在哈勃张力的层面上存在争议。
又称
另见