خطوات الاستخدام
أدخل مسافة المجرة بالميغا فرسخ (Mpc). تُستخدم وحدة المسافة في علم الفلك للمسافات بين المجرات، حيث 1 Mpc ≈ 3.26 مليون سنة ضوئية. تأكد من صحة القيمة بناءً على أرصاد معتمدة مثل قياسات الانزياح نحو الأحمر أو الشموع القياسية.
تفهم الصيغة: v = H₀ × d، حيث v هي سرعة الابتعاد (km/s)، H₀ هو ثابت هابل (قيمته التقريبية 70 km/s/Mpc، لكن يمكن تعديله في الآلة الحاسبة إن أمكن). هذا القانون يعبر عن تمدد الكون: كلما كانت المجرة أبعد، زادت سرعة ابتعادها عنا.
احسب السرعة بضرب المسافة في ثابت هابل. الناتج يعطي السرعة الظاهرية لابتعاد المجرة. لاحظ أن هذه السرعة لا تمثل حركة حقيقية عبر الفضاء، بل تمدد الفضاء نفسه.
فسّر النتيجة: السرعة المحسوبة يمكن مقارنتها مع قياسات الانزياح نحو الأحمر (redshift) لتأكيد مسافة المجرة. السرعات العالية (مثل > 1000 km/s) تشير إلى مجرات بعيدة. يمكن أيضاً استخدام هذه السرعة لحساب عمر الكون التقريبي (زمن هابل = 1/H₀).
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على قانون هابل بخطوات الحل كاملة.
الحل
نعوض في القانون: v = H₀ × d = 70 km/s/Mpc × 100 Mpc = 7000 km/s. هذه سرعة كبيرة توضح أن المجرة بعيدة جداً. للمقارنة، مجرة المرأة المسلسلة (Andromeda) تبعد حوالي 0.78 Mpc، فسرعتها المتوقعة ~ 55 km/s، لكنها في الواقع تقترب منا بسبب الجاذبية المحلية. هذا المثال يبين أن قانون هابل ينطبق على مسافات كونية كبيرة حيث تأثيرات الجاذبية المحلية ضئيلة.
الحل
السرعة: v = 68 km/s/Mpc × 1000 Mpc = 68000 km/s. هذه سرعة تعادل حوالي 22.7% من سرعة الضوء (300,000 km/s). في مثل هذه السرعات تقترب من سرعة الضوء، يجب استخدام قانون هابل النسبي الصحيح الذي يأخذ تمدد الزمن بعين الاعتبار. لكن هذا المثال يوضح كيف أن المجرات البعيدة جداً تبتعد بسرعات هائلة، مما يدعم نموذج الانفجار العظيم.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة قانون هابل.
قيم مُدخَلة قياسية
- المسافة (Mpc)
- 10
قيم مُدخَلة مرتفعة
- المسافة (Mpc)
- 100
قيم مُدخَلة منخفضة
- المسافة (Mpc)
- 1