高中拓展 · 硬科幻模型 · 宇宙学 · 低红移近似

红移越大,离我们就一定按直线更远吗?

仅限低红移z≤0.1,采用v≈cz和d≈cz/H₀;不是高红移测距或完整宇宙年龄模型。增加低红移,比较近似距离和光行时尺度。

问题的来处1920年代以来 · 宇宙距离梯

哈勃距离梯:问题从哪里来?

恒星视差、造父变星、超新星等方法逐级校准,把距离测量从银河系延伸到宇宙深处。哈勃关系是这条距离梯的重要一环。

读一段背景,带着问题动手

恒星视差、造父变星、超新星等方法逐级校准,把距离测量从银河系延伸到宇宙深处。哈勃关系是这条距离梯的重要一环。

本页比较低红移线性近似与指定模型。远距离需要宇宙学参数和距离定义,不能把cz/H₀当作任意红移的精确答案。

现在,换你来试增加低红移,比较近似距离和光行时尺度。 固定其他条件,亲手将低红移z分别设为0.02和0.04,各核验一次;H₀换一个值,同样红移的距离如何变化?

哈勃距离梯

C30 / 宇宙学
今天的问题

H₀换一个值,同样红移的距离如何变化?

独立探索要做什么?

增加低红移,比较近似距离和光行时尺度。 固定其他条件,亲手将低红移z分别设为0.02和0.04,各核验一次;H₀换一个值,同样红移的距离如何变化?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从0.1到0.001 逐步改变低红移z;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
仅低z近似 · 不外推到遥远早期宇宙低z近似距离128.4825 Mpc0中线 · 各量独立标定d/c近似时间尺度419.0533 百万年0中线 · 各量独立标定

红移固定时cz不变;哈勃常数改变距离标定与d/c时间尺度。 图中量尺以0为中线,各量按默认值独立作非线性标定,长度不能跨量比较;精确数值与单位见读数。

左点:本地星系青点:远方星系金线:低z距离示意
看这里 · 低z近似距离128.4825 Mpc

距离约128.48 Mpc;z≤0.1仍有宇宙学高阶修正,时间不是精确回望时间。 红移固定时cz不变;哈勃常数改变距离标定与d/c时间尺度。

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

低z近似距离
128.4825 Mpc
cz近似退行速度
8993.7737 km/s
d/c近似时间尺度
419.0533 百万年

距离约128.48 Mpc;z≤0.1仍有宇宙学高阶修正,时间不是精确回望时间。 红移固定时cz不变;哈勃常数改变距离标定与d/c时间尺度。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

H₀的不确定性会怎样传递到距离?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

v≈H₀d,d≈cz/H₀;1 Mpc=3.08567758×10¹⁹ km。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

H₀换一个值,同样红移的距离如何变化?

换个条件,再试一次

H₀的不确定性会怎样传递到距离?

看哪里?

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识宇宙学 · 低红移近似涉及的量与单位:低红移z(无量纲)、哈勃常数(km/(s·Mpc))。高中拓展 · 硬科幻模型为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:增加低红移,比较近似距离和光行时尺度。

再做定量:保持其他条件,比较低红移z与低z近似距离(Mpc),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

v≈H₀d,d≈cz/H₀;1 Mpc=3.08567758×10¹⁹ km。

对照核验提示:较低红移:低红移z 0.02 ;两倍红移:只改变低红移z 0.04 。按这些题设自己操作并比较低z近似距离,不把参考情景当个人完成。

适用范围:距离约128.48 Mpc;z≤0.1仍有宇宙学高阶修正,时间不是精确回望时间。 红移固定时cz不变;哈勃常数改变距离标定与d/c时间尺度。

NASA Science · 天文与行星科学阅读(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。