Физика и астрономия · 10 клас · урок 3 от 4

Галактики. Закон на Хъбъл

Галактиките са огромни системи от звезди, газ, прах и тъмна материя. Нашата галактика, Млечният път, е спирална с пречка, има стотици милиарди звезди и диаметър около 100 000 светлинни години, а в центъра ѝ има свръхмасивна черна дупка. Едвин Хъбъл установява, че спектрите на далечните галактики са с червено отместване, тоест те се отдалечават от нас. Скоростта на отдалечаване е пропорционална на разстоянието: това е законът на Хъбъл и той показва, че Вселената се разширява.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Закон на Хъбъл: v = H0·d, H0 ≈ 70 km/(s·Mpc).
  • Червено отместване означава отдалечаване на източника.
  • Най-близката голяма спирална галактика е Андромеда.
  • Оценка за възрастта на Вселената: t ≈ 1/H0 ≈ 14 милиарда години.

Пример

Галактика на 50 Mpc се отдалечава със скорост v = 70·50 = 3500 km/s.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се казва галактиката, в която се намира Слънчевата система?
    • Андромеда
    • Магелановият облак
    • Млечният път
    • Триъгълник

    Отговор: Млечният път

    На небето се вижда като светла ивица от милиарди звезди.

  2. Какъв тип галактика е Млечният път?
    • Спирална с пречка (бар)
    • Елиптична
    • Неправилна
    • Кълбовиден звезден куп

    Отговор: Спирална с пречка

    Има централна пречка и спирални ръкави.

  3. При константа на Хъбъл 70 km/(s·Mpc) с каква скорост се отдалечава галактика на 100 Mpc?
    • 700 km/s
    • 7000 km/s
    • 70 000 km/s
    • 1,4 km/s

    Отговор: 7000 km/s

    v = H0r = 70·100 = 7000 km/s.

  4. Какво показва червеното отместване в спектрите на далечните галактики?
    • Че те се отдалечават от нас
    • Че те се приближават
    • Че са много горещи
    • Че са съставени от червени звезди

    Отговор: Отдалечаване

    Линиите в спектъра са изместени към по-големи дължини на вълната.

  5. Оценката 1/H0 дава приблизителната възраст на Вселената. Колко е тя при H0 = 70 km/(s·Mpc)? (1 Mpc ≈ 3,1·1019 km)
    • ≈ 1,4 милиарда години
    • ≈ 140 милиарда години
    • ≈ 4,6 милиарда години
    • ≈ 14 милиарда години

    Отговор: ≈ 14 милиарда години

    1/H0 = 3,1·1019/70 s ≈ 4,4·1017 s ≈ 1,4·1010 години.

  6. Как се нарича най-близката голяма спирална галактика до Млечния път?
    • Голямото Магеланово облако
    • Орион
    • Плеядите
    • Андромеда

    Отговор: Андромеда

    Галактиката Андромеда (M31) е на около 2,5 милиона светлинни години от нас.

  7. Около колко звезди има в Млечния път?
    • около 1 милион
    • около 100 милиона
    • стотици милиарди
    • около 1000

    Отговор: стотици милиарди

    Оценките са от около 100 до 400 милиарда звезди.

  8. Около колко светлинни години е диаметърът на диска на Млечния път?
    • около 1000
    • около 100 000
    • около 100 милиона
    • около 10 милиарда

    Отговор: около 100 000

    Дискът на Млечния път е с диаметър около 100 000 светлинни години, а Слънцето е на около 26 000 светлинни години от центъра.

  9. Какво има в центъра на Млечния път?
    • Свръхмасивна черна дупка
    • Неутронна звезда
    • Свръхгигантска звезда
    • Бяло джудже

    Отговор: Свръхмасивна черна дупка

    В центъра е черната дупка Стрелец A* с маса около 4 милиона слънчеви маси.

  10. Защо астрономите смятат, че в галактиките има тъмна материя?
    • Галактиките изглеждат тъмни на снимките
    • Светлината от тях е с червено отместване
    • Звездите в покрайнините обикалят по-бързо, отколкото позволява видимата маса
    • Звездите в тях не светят

    Отговор: Звездите в покрайнините обикалят по-бързо, отколкото позволява видимата маса

    Кривите на въртене остават почти плоски далеч от центъра, което изисква много повече маса от видимата.

  11. Какво представлява галактиката?
    • Една голяма звезда
    • Облак около планета
    • Група от планети
    • Огромна система от звезди

    Отговор: Огромна система от звезди

    Галактиката съдържа милиарди звезди, газ, прах и тъмна материя.

  12. Кой учен установява, че далечните галактики се отдалечават от нас?
    • Едвин Хъбъл
    • Исак Нютон
    • Галилео Галилей
    • Нилс Бор

    Отговор: Едвин Хъбъл

    Хъбъл открива връзката между скоростта на отдалечаване и разстоянието до галактиките.

  13. Галактика A е 3 пъти по-далеч от галактика B. Колко пъти по-бързо се отдалечава A?
    • 9 пъти
    • 3 пъти
    • √3 пъти
    • Еднакво бързо

    Отговор: 3 пъти

    По закона на Хъбъл v = H0·d, скоростта е пропорционална на разстоянието.

  14. Какво отместване се наблюдава в спектъра на галактика, която се приближава към нас, като Андромеда?
    • Червено отместване
    • Няма отместване
    • Синьо отместване
    • Двойно червено

    Отговор: Синьо отместване

    При приближаване дължините на вълните се скъсяват и линиите се отместват към синия край.

  15. Законът на Хъбъл се получава еднакъв от всяка галактика. Какво следва от това?
    • Млечният път е в центъра
    • Вселената се свива
    • Галактиките са неподвижни
    • Няма център на разширението

    Отговор: Няма център на разширението

    Пространството се разширява навсякъде еднакво, затова от всяка галактика другите изглеждат, че се отдалечават.