A lei de Hubble

Autor: Leandro Alegsa

18-12-2020

A lei de Hubble ou Lei de Hubble-Lemaître é o nome para a observação de que:

Todos os objetos observados no espaço profundo têm uma velocidade de deslocamento doppler-medida em relação à Terra, e uns aos outros;
A velocidade medida pelo doppler-shift das galáxias que se afastam da Terra é proporcional à sua distância da Terra e de todos os outros corpos interestelares.

Com efeito, o volume espaço-tempo do universo observável está se expandindo e a lei de Hubble é a observação física direta disso. Ela é a base para acreditar na expansão do universo e é uma evidência frequentemente citada em apoio ao modelo do Big Bang.

Embora amplamente atribuída a Edwin Hubble, a lei foi inicialmente derivada das equações de Relatividade Geral por Georges Lemaître em um artigo de 1927. Lá ele propôs que o Universo está se expandindo, e sugeriu um valor para a taxa de expansão, agora chamada de constante Hubble. Dois anos depois, Edwin Hubble confirmou a existência dessa lei e determinou um valor mais preciso para a constante que agora leva seu nome. A velocidade de recessão dos objetos foi inferida a partir de seus redshifts, muitos medidos anteriormente por Vesto Slipher em 1917 e relacionados à velocidade por ele.

A lei é freqüentemente expressa pela equação v = H0D, com H0 a constante de proporcionalidade (a constante de Hubble) entre a "distância adequada" D a uma galáxia e sua velocidade v (ver Usos da distância adequada). H0 é normalmente citado em (km/s)/Mpc, o que dá a velocidade em km/s de uma galáxia a 1 megaparsec (3,09×1019 km) de distância. O recíproco de H0 é o tempo Hubble.

Uma estimativa recente da constante Hubble 2011, que utilizou uma nova câmera infravermelha no Telescópio Espacial Hubble (HST) para medir a distância e o redshift para uma coleção de objetos astronômicos, dá um valor de H0 = 73,8 ± 2,4 (km/s)/Mpc. Uma abordagem alternativa usando dados de aglomerados galácticos deu um valor de H0 = 67,0 ± 3,2 (km/s)/Mpc.

Vários outros métodos têm sido utilizados, dando números entre 70 e 72 (km/s)/Mpc. Um método recente (2016) usando a luz mais antiga do universo sugere que o valor de Hubble Constant foi 66,53km/s por megaparsec logo após o início da expansão. Isto implica que a taxa de expansão tem aumentado.

Linhas de absorção no espectro visível de um supercluster de galáxias distantes (direita), em comparação com as linhas de absorção no espectro óptico do Sol (esquerda). As setas indicam redshift. O comprimento de onda aumenta em direção ao vermelho e além (a freqüência diminui).

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Perguntas e Respostas

P: Qual é a lei do Hubble?

R: A lei de Hubble, ou lei Hubble-Lemaître, é uma observação astronômica de que todos os objetos observados no espaço profundo têm uma velocidade de deslocamento dopplermedida em relação à Terra e outros corpos interestelares que é proporcional à sua distância em relação a eles. Afirma também que o volume espaço-tempo do universo observável está se expandindo.

P: Quem primeiro derivou essa lei?

R: A lei foi derivada pela primeira vez das equações de Relatividade Geral por Georges Lemaître, num artigo de 1927.

P: Quem confirmou sua existência?

R: Edwin Hubble confirmou a existência da lei dois anos mais tarde e obteve um valor mais exato para a constante que agora leva seu nome.

P: Como foi medida a velocidade da recessão?

R: A velocidade de recessão foi inferida a partir dos redshifts medidos anteriormente por Vesto Slipher, em 1917, e relacionada à velocidade por ele.

P: Que equação expressa essa lei?

R: A lei é freqüentemente expressa pela equação v = H0D, sendo H0 a constante de proporcionalidade (a constante Hubble) entre a distância adequada D a uma galáxia e sua velocidade v.

P: Em que unidade H0 normalmente entra?

R: H0 é geralmente citado em (km/s)/Mpc, que dá a velocidade em km/s de uma galáxia a 1 megaparsec (3,09×1019 km) de distância.

P: O que tem sido sugerido sobre as estimativas recentes de H0? Uma estimativa recente de 2011 sugere que H0 = 73,8 ± 2,4 (km/s)/Mpc enquanto uma abordagem alternativa usando dados de aglomerados galácticos deu um valor de 67 ± 3,2 (km/s)/Mpc com outros métodos dando números entre 70 e 72 (km/s)/Mpc . Um método recente de 2016 sugere que pode ter sido 66,53 km/s por megaparsec logo após o início da expansão, o que implica uma taxa crescente de expansão ao longo do tempo.