קבוע האבל הוא קבוע פיסיקלי.
על פי תאוריית המפץ הגדול, המקובלת כיום, קבוע זה קשור לקצב ההתפשטות של היקום. קבוע האבל הינו היחס בין מהירות התרחקות הגלקסיות לבין מרחקן מאיתנו.

על פי הספקטרום של גלקסיות רחוקות ניתן להבחין שהן מתרחקות מאיתנו. מניתוח הספקטרום אנו מבחינים בתופעה המכונה הסחה לאדום המבוססת על אפקט דופלר. כלומר, האור של הגלקסיות הרחוקות מאיתנו מוסט לאדום, שעל פי אפקט דופלר נגרם מהתרחקותם של מקורות האור מאיתנו.
על פי תצפיות, ניתן להבחין שכמעט כל הגלקסיות באמת מתרחקות מהגלקסיה שלנו, שביל החלב.

נוסחת האבל הינה פשוטה ביותר: מהירות ההתרחקות תלויה בעיקר במרחקה של הגלקסיה מאיתנו, והיא פרופורציונאלית למרחק. לדוגמא: אם גלקסיה רחוקה פי שלוש היא מתרחקת במהירות גדולה פי שלוש ואם גלקסיה רחוקה פי חמש היא מתרחקת במהירות גדולה פי חמישה.

חוק האבל: H מסמל את קבוע האבל, D מסמל את מרחק הגלקסיה ו v מציין את מהירותה. חוק האבל הוא למעשה חוק אמפירי שממנו אנו מסיקים שכל הגלקסיות ניראות כנמצאות במצב של התרחקות מתמדת זו מזו, אך חשוב להדגיש כי למעשה מה שמתפשט הוא המרחב (לא נפרט על כך כאן). מתוצא אמפירי זה ניתן להסיק, בפשטות, שחוק האבל מבטא את מצב ההתפשטות של היקום.

כפי שאמרנו, קבוע האבל הינו היחס בין מהירות ההתרחקות לבין המרחק מאיתנו. גודלו של קבוע הבל, H, הינו 70.8 ק"מ לשנייה, למיליון פרסק.
1 פרסק הינו ‎30.86×1012‎ קילומטר. כידוע, שנת-אור היא המרחק שהאור עובר במשך שנה אחת. שזה בערך 31,557,600 שניות. כלומר, שנת אור שווה ל: 0.306601394 פארסק. אם נמיר את קבוע האבל ליחידות זמן נקבל גודל זמן של כ 1/14 מיליארד שנה. שזה די קרוב לגיל היקום שאנו מעריכים כיום: בערך 13.7 מיליארד שנה.
חשוב להדגיש כי קבוע האבל הוא קבוע בכל היקום אך לא בזמן. את התלות של קבוע האבל בזמן אפשר לחשב תאורטית (לא נפרט זאת כאן).

על אף פשטות הנוסחה, חשוב לציין שישנו קושי בהערכת גודלו של קבוע האבל, H.
זאת משום שקשה לנו להעריך את המרחק האמיתי של גלקסיה כלשהיא מאיתנו. המדידות שלנו מבוססות על עוצמת הקרינה של הגלקסיה ושל גרמי שמים שבולטים בתוך אותה גלקסיה כמו סופרנובות וכוכבי ענק בעלי בהירות המשתנה במחזור קבוע (כוכבים ענקיים שכאלו נקראים משתנים קפאידים).

הערה חשובה: אחד התגליות החשובות ביותר בקוסמולוגיה הינה שהיקום שלנו מתפשט וזאת הודות למסקנותיו של האבל ולניסוח משוואתו עם קבוע האבל.
תגלית זו הינה בקנה אחד עם תגליתו ההיסטורית של קופרניקוס, עקרון קופרניקוס, שעל פיו אין מקום מיוחד ביקום. במבט היסטורי, קופרניקוס הניח כי לכדור הארץ אין שום מעמד מיוחד ובכלל זה אינו במרכז היקום ומיקומו אינו מועדף. תגלית נוספת הינה פרדוקס אולברס (שהשמיים חשוכים בלילה, ראו פירוט על כך בתשובות הנלוות בסוף העמוד). פרדוקס זה הביא אותנו לנסח מודלים דינמיים על היקום ובכלל זה קיומו של סקאלת זמן וגיל היקום.


תרשים התפשטות היקום, לקוח מויקיפדיה

מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

6 תגובות

  • אהוד

    מהירות ההתרחקות ומהירות האור

    יוצא שהגלקסיות המרוחקות ביותר נעות מעל מהירות האור. האם זה נכון? איך זה מסתדר עם תורת היחסות הפרטית?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןחגי אדרי

    תשובה

    <p>
    שלום אהוד,</p>
    <p>
    אתה מוזמן לקרוא כתבה בנושא <a href="http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/astrophysics/%D7%9E%D7%9...התפשטות היקום</a>.<br />
    לפי תורת היחסות אי אפשר לנוע במרחב במהירות הגדולה במהירות האור. אבל התיאוריות על התפשטות היקום מדברות על כך שהמרחב עצמו גדל בקצב מסוים ובגלל זה נראה שכל הגלקסיות מתרחקות מאיתנו. לנו נראה שהגלקסיה מתרחקת ממנו במהירות הגדולה ממהירות האור כי המרחב בינינו גדל מהר מאוד.<br />
    באנלוגיית הבלון המתנפח (שמוסברת בכתבה שהפניתי אליה למעלה) - אפשר לנוע על הבלון רק עד מהירות האור, אבל הבלון עצמו יכול להתנפח בקצב גדול מאוד כך שיראה שהעצמים על פניו נעים במהירויות גבוהות.</p>

  • מנשה קל

    איתור תשובות לשאלותי

    איפה אני מאתר את שאלותי בנושאי אסטרופיזיקה? שאלתי 1.סיבוב כדור הארץ,2.לוויני תקשורת 3.משתנים קפאידים.

  • מתעניינים

    לחיים ברק

    אתה לא חותם שאתה דר' ולפי הידע שלך
    אתה כמו פרופ' ,אז מה אתה ...?

  • מתעניינים

    לחיים ברק

    הקביעה שלנו היא על סמך כל הידע שלך שמופיע במאמרים בתחום שלך בכל האתר.
    אתה מרצה במכון וייצמן? דר'...? פרופ'...?
    לא יכול להיות שפחות מזה...!

  • מנהל

    תודה רבה על תגובתיכם ועל ההתענינות שלכם באתר

    אנחנו, בצוות צמ"ד, משתדלים לענות על שאלותיכם בצורה מפורטת וברורה.

    תודה רבה על תגובותיכם ועל ההתענינות שלכם בתחומי המדע-אונליין שאנו מציעים.