Máy Tính Tốc Độ Giãn Nở Vũ Trụ là gì?
Công cụ này áp dụng Định luật Hubble, một trong những nền tảng của vũ trụ học hiện đại, cho biết các thiên hà ở xa đang lùi ra khỏi chúng ta với vận tốc tỉ lệ thuận với khoảng cách của chúng. Thiên hà càng ở xa thì dường như càng lùi ra nhanh hơn — đây là bằng chứng trực tiếp cho thấy vũ trụ đang giãn nở. Mối liên hệ này được viết dưới dạng \(v = \text{H}_0 \times d\), trong đó \(v\) là vận tốc lùi xa, \(\text{H}_0\) là hằng số Hubble, còn \(d\) là khoảng cách.
Cách sử dụng
Hãy nhập khoảng cách đến một thiên hà theo đơn vị megaparsec (Mpc) — 1 Mpc tương đương khoảng 3,26 triệu năm ánh sáng. Tiếp theo, nhập hằng số Hubble H₀ theo đơn vị km/s trên mỗi Mpc. Các phép đo hiện đại xác định H₀ nằm trong khoảng 67 đến 74 km/s/Mpc; giá trị mặc định ở đây là 70. Máy tính sẽ cho ra vận tốc lùi xa theo km/s, đồng thời biểu diễn vận tốc đó dưới dạng tỉ lệ so với tốc độ ánh sáng.
Giải thích công thức
Định luật Hubble nhân hằng số Hubble với khoảng cách:
$$v = \text{H}_0 \times d$$Vì H₀ có đơn vị km/s/Mpc còn khoảng cách tính bằng Mpc, nên đơn vị Mpc triệt tiêu lẫn nhau, kết quả còn lại là vận tốc theo km/s. Để biết chuyển động này mang tính tương đối tính đến mức nào, ta chia kết quả cho tốc độ ánh sáng c ≈ 299.792,458 km/s.
$$\frac{v}{c} = \frac{\text{H}_0 \times \text{Distance}}{299792.458}$$
Ví dụ minh họa
Giả sử một thiên hà nằm cách chúng ta 100 Mpc và H₀ = 70 km/s/Mpc. Khi đó \(v = 70 \times 100 = 7000\) km/s. Tính theo tỉ lệ so với tốc độ ánh sáng, con số này là \(7000 \div 299792{,}458 \approx 0{,}0234\,c\), tức khoảng 2,3% tốc độ ánh sáng.
Câu hỏi thường gặp
Hằng số Hubble là gì? Đó là tốc độ giãn nở hiện tại của vũ trụ, đo bằng mức độ không gian giãn ra trên mỗi đơn vị khoảng cách — vào khoảng 70 km/s cho mỗi megaparsec.
Định luật Hubble có áp dụng được cho các thiên thể ở gần không? Không. Các thiên hà ở gần có chuyển động "riêng" cục bộ lấn át dòng giãn nở Hubble đều đặn, nên định luật này chỉ đáng tin cậy chủ yếu với các thiên hà ở xa.
Vận tốc có thể vượt quá tốc độ ánh sáng không? Với những khoảng cách rất lớn, vận tốc lùi xa tính được có thể vượt c. Điều này được phép vì đó là sự giãn nở của chính không gian, chứ không phải chuyển động xuyên qua không gian, nên không vi phạm thuyết tương đối.
