Apakah percepatan ekspansi Semesta bertentangan dengan hukum Hubble?

Hukum Hubble memberikan hubungan linier antara jarak ke galaksi dan kecepatan resesinya.

Pengamatan supernova tipe 1a jauh menunjukkan bahwa pergeseran merah mereka (dan karena itu kecepatan resesi mereka) lebih rendah dari yang diharapkan, menyiratkan bahwa tingkat ekspansi Semesta lebih rendah di masa lalu.

Namun, bukankah ini berarti bahwa hukum Hubble hanya berlaku untuk jarak pendek, karena pada jarak yang jauh sebidang kecepatan resesi terhadap jarak tidak akan linier (seperti yang saya coba coba perlihatkan pada grafik di bawah)?

Hukum Hubble sedikit lebih halus daripada yang Anda perkirakan dan perluasan, baik percepatan atau perlambatan tidak membatalkannya.

Jarak dan kecepatan yang harus digunakan adalah nilainya sekarang . Ini dikenal sebagai jarak dan kecepatan yang tepat . Dalam bentuk itu, hukum Hubble bekerja dengan baik, asalkan prinsip kosmologis - bahwa alam semesta di mana-mana homogen dan isotropik - terpenuhi. Masalah dengan itu adalah bahwa baik kecepatan resesi atau jarak yang kita ukur adalah nilai-nilai yang dimiliki galaksi sekarang .

Jadi memang sebidang kecepatan resesi versus jarak yang diperkirakan tidak akan menjadi garis lurus karena kita berada cukup jauh sehingga cahaya mengambil sebagian kecil dari umur alam semesta untuk melakukan perjalanan ke kita. Lengkungan garis dapat digunakan untuk memperkirakan parameter kosmologis dan ini pada dasarnya adalah apa yang telah dilakukan dengan data supernova Tipe Ia yang Anda rujuk.

$d$$v = H_0\,d$$^\dagger$

$d$

Analogi

Lukis titik-titik pada karet gelang, pegang di satu ujung, dan biarkan teman Anda pergi dengan ujung lainnya. Tidak masalah apakah teman Anda berubah langkah, mungkin bahkan berhenti dan berjalan ke arah Anda untuk sementara waktu, kemudian mulai berlari menjauh dari Anda. Pada waktu tertentu, kecepatan titik tertentu sehubungan dengan Anda hanya sebanding dengan jaraknya dari Anda.

$^\dagger$