Expandierendes Universum und die eigentümliche Geschwindigkeit

Das Gesetz von Hubble gilt für die Ausdehnung des Raums selbst, dh wenn zwei zueinander stationäre Objekte ohne Kraft zwischen ihnen allein gelassen würden, würde der Abstand zwischen ihnen mit der Zeit zunehmen, weil sich der Raum selbst ausdehnt . Darauf zielt Hubbles Gesetz ab.

Im Fall der Milchstraßen- und Andromeda-Galaxien (und aller Galaxien in dieser Angelegenheit) gibt es eine Kraft zwischen ihnen: die Schwerkraft. Die Gravitationskraft zwischen der Milchstraße und den Andromeda-Galaxien hat eine Beschleunigung erzeugt, die dazu führt, dass sich die beiden Galaxien schneller aufeinander zubewegen, als sich der Raum zwischen ihnen gemäß dem Hubble-Gesetz ausdehnt. Die überwiegende Mehrheit der Galaxien liegt jedoch weit genug von der Milchstraße entfernt, dass die Gravitationskraft zwischen uns und ihnen im Vergleich zur Hubble-Expansion gering ist und das Hubble-Gesetz dominiert.

Kurz gesagt, das Hubble-Gesetz gilt im gesamten Universum, aber lokalisierte Systeme können zwischen sich so viel Anziehungskraft haben, dass die Gravitationseffekte dominieren.

Das Gesetz von Hubble gilt für Galaxien, die in ihren Regionen des Universums lokal in Ruhe sind. Jede Galaxie, die sich lokal in Bewegung befindet, wird aufgrund dieser Bewegung entweder etwas zu ihrer Rotverschiebung hinzufügen oder von ihr abziehen. Dies wird beispielsweise in diesem Diagramm des Hubble-Gesetzes als Streuung um die lineare Beziehung gesehen:

Wenn man sich das Diagramm ansieht, kann man sehen, dass es zB im Virgo-Haufen eine ziemlich große Streuung um die Linie gibt - das liegt daran, dass sie stark gravitativ gebunden sind und hohe eigentümliche Geschwindigkeiten haben. Tatsächlich können wir sehen, dass einige der Virgo-Galaxien viel höhere eigentümliche Geschwindigkeiten auf uns zu haben als Andromeda, aber Virgo ist so weit von uns entfernt, dass sich seine Raumregion im Allgemeinen von uns entfernt.

Andromeda hingegen hat eine relativ geringe Eigengeschwindigkeit, aber sie ist uns so nahe, dass die kosmologische Expansion in Hubbles Gesetz fast völlig unbedeutend ist. Daher ist es blauverschoben.