¿Para qué se usa la constante de Hubble?

La constante de Hubble [matemática] H_0 [/ matemática] se utiliza como constante de proporcionalidad entre la velocidad [matemática] v [/ matemática] y la distancia [matemática] D [/ matemática] en la ley de Hubble [matemática] v = H_0 D [/ matemática ] La ley expresa las observaciones de que las galaxias están más alejadas de nosotros (mayor [matemática] D [/ matemática]) también se alejan de nosotros más rápido (mayor [matemática] v [/ matemática]). Esta observación muestra que el universo se está expandiendo.

De la ecuación [math] v = H_0 D [/ math] se puede inferir fácilmente que las unidades de la constante de Hubble son [math] 1 / \ mathrm {second} [/ math] o en resumen [math] \ mathrm {s ^ {- 1}} [/ matemáticas]. Su valor numérico, de acuerdo con las últimas mediciones, es [matemática] H_0 \ aproximadamente 2.2 \ veces 10 ^ {- 18} \, \ mathrm {s ^ {- 1}} [/ matemática].

Si toma el recíproco, obtendrá algo con unidades de tiempo: el “tiempo de Hubble” [matemáticas] 1 / H_0 [/ matemáticas]. Su valor numérico se evalúa a 14.4, lo que da, más o menos, la edad del universo; Se estima que la edad real del universo es de 13.800 millones de años, pero el tiempo del Hubble corresponde a la edad del universo solo si suponemos que el universo siempre se expandió en la misma tasa que se expande hoy, lo cual es incorrecto.

También puede convertir la constante de Hubble en unidades de distancia, la “distancia de Hubble” , multiplicando el tiempo de Hubble con la velocidad de la luz: [matemática] D_0 = c / H_0 [/ matemática]. Esto se evalúa, por supuesto, a aproximadamente 14,4 mil millones de años luz (la distancia que recorre la luz durante el tiempo del Hubble). La longitud del Hubble es la distancia entre nosotros y las galaxias que actualmente se alejan de nosotros a la velocidad de la luz. Puede ver esto en la ley de Hubble al observar que si [matemática] D = v / H_0 [/ matemática] entonces [matemática] D_0 = c / H_0 [/ matemática] corresponde a [matemática] v = c [/ matemática].

En cosmología, asumimos que el universo es un fluido homogéneo en expansión, en el cual etiquetamos los puntos usando coordenadas de “movimiento”. Estas coordenadas son fijas, y la expansión del universo se explica por un factor de escala. Entonces, para obtener las coordenadas reales, multiplicamos las coordenadas fijas de “co-movimiento” con este factor de escala.

[matemáticas] r (t) = a (t) x [/ matemáticas]

Aquí [math] x [/ math] es una coordenada de co-movimiento, que permanece fija en el tiempo. [matemáticas] a (t) [/ matemáticas] es el factor de escala, que encapsula toda la información sobre la expansión del universo.

Vemos cuán elegante es este esquema, ya que la coordenada de un punto particular permanece fija, y el tejido sobre el que se expande el punto de coordenadas, cuyo efecto está completamente dictado por [math] a (t) [/ math].

Por este esquema,

[matemáticas] r (t) = a (t) x [/ matemáticas]

[matemáticas] \ frac {dr (t)} {dt} = \ frac {da (t)} {dt} x [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dot {r (t)} = \ dot {a (t)} x [/ matemáticas]

Sustituyendo de [matemáticas] r (t) = a (t) x [/ matemáticas]

Tenemos,

[matemáticas] v (t) = \ frac {\ dot {a (t)}} {a (t)} x [/ matemáticas]

Esta [matemática] \ frac {\ dot {a (t)}} {a (t)} [/ matemática] es [matemática] H (t) [/ matemática], el parámetro de Hubble. Como puede ver en la derivación simple anterior, le informa sobre la tasa de cambio relativa del factor de escala del universo, que le dice cómo se expande (o contrae) el universo.

La expresión anterior toma la famosa forma,

[matemáticas] v (t) = H (t) x [/ matemáticas]

El valor actual de [math] H (t) [/ math], denotado [math] H_ {0} [/ math], se llama la Constante de Hubble, y su último valor observado, según la Colaboración de Planck de 2013, es 67.4 km / s / Mpc.

La constante H de Hubble se usa para estimar el tamaño y la edad del Universo. Indica la velocidad a la que el universo se está expandiendo. La “constante” del Hubble no es realmente constante porque cambia con el tiempo.
Está dado por:
H = v / d
-donde v es la velocidad radial hacia afuera de la galaxia,
-d es la distancia de la galaxia a
tierra
-H es el valor actual de la
Constante de Hubble.

Tener esta extensa lectura
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/07/110726101719.htm

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