最后更新：2014年6月1日

哈勃常数与可观测宇宙的膨胀

宇宙的膨胀

回顾过去，宇宙更小、更密、更热。换言之，当倒放宇宙的影像、回溯时间时，宇宙中所有物体都彼此靠近。

1923年，埃德温·哈勃（1889-1953）使用了当时最强大的250厘米胡克望远镜。通过该望远镜的观测，哈勃得以证实此前用较弱望远镜观测到的星云并非属于我们的银河系。事实上，他测定了仙女座星系（M31）的距离，估算为80万光年，将其定位在银河系之外。由此，哈勃终结了关于这些弥散天体本质的长期争论，这些天体此后被称为星系。

不久之后，1929年，哈勃根据光谱线的红移现象，分析了此前由维斯托·斯莱弗（1875-1969）测量的星系径向速度。他最初仅局限于距离不足600万光年的星系，发现速度与距离的关系大致呈线性。随后，他与米尔顿·赫马森（1891-1972）合作，将研究范围扩展至距离达1亿光年的星系，而这一关系依然保持线性。

哈勃随后提出了著名的定律：“星系彼此远离的速度与它们之间的距离成正比。”换句话说，一个星系离我们越远，它似乎远离我们的速度就越快。由此，他创立了宇宙膨胀的概念。需要注意的是，星系虽然远离，但这并非星系的真实运动；而是整个宇宙在膨胀，赋予了星系这种表观速度。真正增加的是星系之间的空间；实际上，膨胀的是时空本身。

星系彼此之间的膨胀速率对应于埃德温·哈勃和乔治·勒梅特在20世纪30年代计算出的哈勃常数（H₀）。哈勃常数的倒数被称为"哈勃时间"，它对应于大爆炸以来的时间跨度，即宇宙的年龄。1965年发现的宇宙微波背景辐射，对宇宙学家而言堪称真正的"罗塞塔石碑"，因为它能帮助解读宇宙自大爆炸以来的热历史。

哈勃常数的值是多少？

哈勃常数与宇宙膨胀 — 这些微小的温度波动是普朗克任务（2013年3月）观测到的可观测宇宙的第一缕光芒。自2013年以来，欧洲、加拿大和美国的天体物理学家不断精化宇宙的构成。这张伪彩色合成图像代表了创世最初时刻的痕迹，即138亿年前大爆炸后约38万年（≈1%）。可观测宇宙由69.4%的暗能量、25.8%的冷暗物质和4.8%的原子（即普通物质）构成。图片来源：欧洲航天局。

宇宙微波背景图代表了可观测宇宙最初时刻的电磁辐射。这些如今可在无线电波波段探测到的光子，保留了早期大尺度结构的痕迹，而这些结构将随暴胀过程而扩展。

哈勃常数（Hο）的精确值尚不明确。自21世纪初以来的所有测量结果均介于63 km/s/Mpc至73 km/s/Mpc之间。 2013年3月，致力于重建宇宙热历史的普朗克卫星计算出该值为67 km/s/Mpc。换言之，一个1 Mpc（即326万光年）的球体每秒膨胀67公里，10 Mpc的球体每秒膨胀670公里，100 Mpc的球体每秒膨胀6700公里……

宇宙膨胀对地球与太阳距离有何影响？

宇宙的膨胀仅适用于非常大的空间尺度，即星系团或超星系团等实体之间的区域。

在太阳系中，天体通过太阳的引力相互“连接”，整体可视为一个紧密系统。

具有质量且彼此相对速度小于其逃逸速度的物体属于一个引力系统。只要该系统处于引力束缚状态，物体之间的空间就无法在反引力作用下膨胀。整个系统与可观测宇宙的膨胀相脱离。这一原理同样适用于银河系内的太阳。

Units of distances	pc	al	au	km
pc	1	3,26	206265	3,09x10¹³
al	0,307	1	63242	9,46x10¹²
au	4,85x10^-6	1,58x10^-5	1	1,50x10⁸
km	3,24x10^-14	1,06x10^-13	6,68x10^-9	1

哈勃常数与可观测宇宙的膨胀

宇宙的膨胀

哈勃常数的值是多少？

宇宙膨胀对地球与太阳距离有何影响？

表格：距离单位之间的换算关系

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