最終更新日: 2024 年 10 月 22 日

宇宙の膨張の最初の証明

画像の説明:アンドロメダ銀河私たちの銀河系、天の川銀河に最も近い銀河です。私たちの銀河はアンドロメダによく似ています。アンドロメダの拡散光は、アンドロメダを構成する数千億個の星によって引き起こされます。アンドロメダの画像を囲む多くのはっきりとした星は、実際には、約 200 万光年離れたアンドロメダのはるか前方にある、私たちの銀河系の星です。ソースNASA。

ヴェスト・スリファー役

20 世紀初頭の天文学の歴史は、次のような人物によって特徴付けられます。ベストメルビンスリファー(1875-1969) は、星雲と銀河の動きの理解において重要な役割を果たしたアメリカの天文学者です。スライファーは、これらの天体が発する光のスペクトルの変化に関する一連の基本的な観察を行いました。この発見は、現代宇宙論の最も重要な理論の 1 つにつながります。宇宙の膨張。

初期の観察

20 世紀初頭、星雲 (現在銀河と呼ばれるもの) はまだ十分に理解されていませんでした。これらの遠方の天体の正確な性質は依然として不明であり、一部の天文学者はそれらが私たちの銀河内のガス雲であると考えていました。しかし、他の人たちは、彼らが実際には「宇宙の島々"は、天の川のはるか彼方に位置しています。

1912年、アリゾナ州のローウェル天文台で働いていたとき、ベストスリファー渦巻き星雲の光のスペクトルを調べ始めました。分光技術を使用して、スリファーはこれらの星雲が発する光を研究しました。彼は、物体の化学組成とその動径速度、つまり地球に対する物体の移動速度を推定できると期待していました。

ドップラーシフトとスペクトルシフト

Slipher の発見の中心となる現象は、波動物理学のよく知られた概念であるドップラー効果です。この効果は、観測者に対する音源の相対運動に応じて波の周波数がどのように変化するかを表します。

光源が私たちに近づくと、そのスペクトル線は次のようになります。ブルーシフトした。
それが遠ざかると、光線は赤方偏移した。

スリファーは、星雲のスペクトルを研究することによって、それらの多くが次のようなスペクトルを示していることを発見しました。赤方偏移。これは、これらの物体が地球から遠ざかっていることを意味しました。さらに驚くべきことに、これらの速度は信じられないほど速く、一部の星雲は秒速 1000 km を超えていました。

宇宙の膨張

スリファーの作品は、エドウィン・ハッブル（1889-1953）。 1929 年、ハッブルはスリファー測定を使用して銀河の距離と後退速度の関係を確立し、銀河の距離と後退速度の関係を確立しました。ハッブルの法則。この法則は、銀河が遠くにあるほど速く遠ざかっていると述べており、宇宙が膨張していることを示唆しています。

スリファー自身は宇宙の膨張というアイデアを提案したわけではありませんが、彼の研究はこの発見の基礎となっていました。彼の赤方偏移の観察は、宇宙が静的ではなく動的であることを示す最初の直接的な証拠でした。

Slipher が使用する分光手法

Slipher の手法は次の使用に依存していました。分光器、波長に基づいて物体から光を分離する機器。星雲を観察するために、スリファーは、これらの遠方の天体から十分な光を捉えるために、長い露光時間を使用し、場合によっては数十時間も使用しました。次に、観測されたスペクトル線を地球上の既知の元素のスペクトル線と比較し、そのドップラーシフトから動径速度を決定しました。

したがって、スリファーは 1925 年以前に 21 個の渦巻星雲の動径速度を測定することができ、これらの星雲が実際に天の川銀河の外側にある銀河であるという最初の証拠に大きく貢献しました。