O Diagrama de Hubble e o Universo em Expansão

Quando você fez o gráfico de magnitude x redshift na última seção, você seguiu os passos de forma parecida com os de Edwin Hubble em 1929. Agora, você se encontra na mesma posição que Hubble estava em 1929: você deve interpretar seu diagrama para aprender algo útil sobre o Universo.

Hubble fez duas outras observações importantes, levando-o da linha reta que ele viu nos dados para a imagem do Universo em expansão. Em primeiro lugar, a linha no seu diagrama de distância-redshift não depende da direção do céu - em uma direção, vemos redshifts, como se as galáxias estão se afastando de nós e, na direção oposta, também vemos redshifts e não blueshifts. Em todo lugar, as galáxias estão se afastando de nós e, quanto mais longe elas estão, mais rápido se afastam.

Em segundo lugar, contagens de galáxias em várias direções no céu e em várias distâncias sugerem que o espaço está uniformemente preenchido com galáxias. (Embora galáxias se aglomerem, os aglomerados apresentam as mesmas estruturas em todo o espaço).

O Centro do Universo?

Já que vemos todas as galáxias se afastando de nós, você poderia concluir que nós estamos no centro do Universo. Mas não é isso o que acontece. Pense novamente na bexiga - cada ponto na superfície da bexiga fica mais distante em relação a cada outro ponto, mas nenhum ponto está no "centro" da bexiga. Todos os pontos se afastam uns dos outros por causa da expansão da superfície da bexiga.

De forma semelhante, todas as galáxias no Universo se afstam umas das outras por causa da expansão do espaço no Universo. Não existe "centro" no Universo - nós veríamos a mesma linha reta no Diagrama de Hubble se estivéssemos observando de qualquer outra galáxia. Galáxias se afastam umas das outras por causa da expansão do próprio Universo.

A Equação para a Reta

A reta no diagrama de Hubble que relaciona redshift com distância é dada por:

c z = H₀ d ,

onde c é a velocidade da luz, z é o redshift, d é a distância e H ₀ é a chamada constante de Hubble. O valor de H₀ depende das unidades usadas para se medir a distância d. O "0" subscrito nos diz que a "medida é feita no tempo presente", o que sugere que o valor pode ter sido diferente no passado.

Se você perguntar para um astrônomo qual a distância de uma galáxia em particular, ele provavelmente vai medir o redshift z e usar a fórmula acima para calcular d. Isso não é o que você fez: você estava tentando comprovar que a fórmula estava certa, o que significa que você teve de estimar d independentemente da medida de redshift. Mas assumindo que o Universo está em expansão, a equação acima fornece uma maneira fácil de se medir a distância de qualquer galáxia - desde que você conheça o valor de H₀, a constante de Hubble.