באדיבות וויקיפדיה
כיצד יש לפרש את ההיסטים האדומים של גלקסיות? קיימות שתי עובדות בסיסיות: כמעט לכל הגלקסיות יש היסט לאדום, וגודל ההיסט לאדום גדל עם הגידול במרחק. במילים אחרות, גלקסיות מתרחקות מאיתנו, והגלקסיות הרחוקות יותר מתרחקות מהר יותר. אנו מניחים כי היסט לאדום הוא מדד למהירות דופלר של גלקסיה ביחס לשביל החלב. במבט ראשון נראה שהדבר מעיד על כך שאנו נמצאים במרכזו של יקום מתרחב, המנוגד לעקרון הקופרניקני לפיו אין לנו כבני-אדם מקום מיוחד ביקום.
כדי לעזור להסביר את ההיסט לאדום של גלקסיות, נשקול שתי אפשרויות שונות. ראשית, דמיינו לעצמכם עולם סטאטי. ליקום סטטי יש גודל קבוע אך יכול להכיל גלקסיות הנמצאות בתנועה (אם הגלקסיות לא היו נעות כלל, לא היו נמדד היסטים אדומים). נניח כי גלקסיות מפוזרות באופן אקראי בחלל, ומופרדות על ידי מרחקים גדולים. הן משנות את מיקומן במשך הזמן, אבל המרחקים ביניהן נותרים קבועים בממוצע. בסוג זה של היקום, למחצית הגלקסיות יהיה מרכיב של תנועה מאיתנו והלאה, ולמחצית מהגלקסיות יהיה מרכיב תנועה לעברינו. תרחיש זה מתורגם למספר שווה של היסטים אדומים וכחולים. כמו כן, לגלקסיות בכל אזור בחלל יש אותן תנועות אקראיות, ולכן תוצאות המדידה אינן תלויות במרחק. בכל מרחק, הגודל הממוצע של ההיסטים האדומים והכחולים חייב להיות זהה, ומספר ההיסטים האדומים והכחולים צריך להיות שווה בקרוב. כך, שפיזור המהירות ביחס למרחק (כל גלקסיה מיוצגת על ידי נקודה) יהיה סביב קו מהירות האפס. תוצאה זו אינה נמצאת בהתאמה עם תצפיותיו של האבל.
באדיבות וויקיפדיה
עכשיו דמיינו עולם מתפשט. ביקום מתרחב, המרחק בין הגלקסיות הולך וגדל עם הזמן. אם כל גלקסיה מתרחקת משביל החלב, אזי עבור כל גלקסיה יתקבל היסט לאדום. גלקסיות רחוקות יותר מתרחקות מאתנו מהר יותר. כדי לראות מדוע זה נכון, הבה נבחן את האנלוגיה של כדור הארץ המתרחב. נניח כי כדור הארץ מתרחב בקצב כזה שהוא יוכפל בגודל בעוד שעה. המרחק בין שתי ערים צריך גם הוא להיות מוכפל בעוד שעה. לדוגמה, טוסון הוא כ- 100 קילומטרים מפיניקס. לאחר שעה, טוסון תהיה 200 קילומטרים מפיניקס, כך שתי הערים הן זזו בנפרד בקצב של 100 קמ"ש. טוסון הוא כ 500 קילומטרים מלוס אנג'לס. לאחר שעה, טוסון תהיה 1000 קילומטרים מלוס אנג'לס, כך שכל אחת מהערים זזה, בנפרד, בקצב של 500 קמ"ש. יש קשר ליניארי בין המרחק לבין מהירות ההתרחקות. הגרף של שתי הכמויות (מרחק ומהירות) מציג מתאם, כפי שהאבל צפה ביחס לגלקסיות.
נזכור כי האיורים הנפוצים ביותר המציגים את המהירויות של הגלקסיות ביחס למרחקן מכדור הארץ הם גרפים דו ממדיים. הגלקסיות נעות למעשה בשלושה ממדים בחלל. נזכור גם כי שהיסט דופלר יכול רק למדוד את הרכיב של תנועה של גלקסיה לאורך קו הראייה. גלקסיות יהיו גם מהירויות רוחביות, או תנועה לצדדים. אסטרונומים לא יכול למדוד את הרכיבים לצדדים של תנועת הגלקסיות. גלקסיות רחוקות כל כך עד שהתנועה הצדדית שלהן אינה מורגשת אפילו בסיוע תצפיות במשך עשרות שנים. האבל היה תצפיתן והוא היה זהיר מאוד לגבי פרשנויות של הנתונים שאסף. הוא דבק בתיאור מהירות ההתרחקות של הגלקסיות, מפני שזה מה שהוא מדד למעשה, האבל נמנע מלדבר על היקום המתפשט. תפיסה זו דרשה מסגרת תיאורטית, כזו שניתנה על ידי תורת היחסות הכללית של איינשטיין.
Author: Chris Impey