Calcolatore della Costante di Hubble
La migliore stima attuale è 67.4–73.0 km/s/Mpc a seconda del metodo di misurazione.
Distanza nella tua unità selezionata; 1 Mpc = 3.26 milioni di anni luce.
Seleziona una Modalità e Inserisci Valori
Scegli una modalità di calcolo sopra, inserisci i valori noti, e il calcolatore risolverà istantaneamente per velocità di recessione, distanza, costante di Hubble, o redshift.
Come Utilizzare il Calcolatore della Costante di Hubble
Scegli una Modalità di Calcolo
Seleziona una delle quattro schede in alto: Risolvi Velocità (necessita di distanza e H₀), Risolvi Distanza (necessita di velocità e H₀), Risolvi H₀ (necessita di sia velocità che distanza), o Lunghezza d'Onda/Redshift (necessita di lunghezze d'onda delle linee spettrali). I campi di input si aggiorneranno automaticamente per la modalità scelta.
Imposta la Costante di Hubble
Il campo della costante di Hubble predefinito è 70.3 km/s/Mpc. Usa i pulsanti preimpostati per passare tra Planck 2018 (67.4), SH0ES (73.0) o la stima originale di Hubble del 1929 (50). Puoi anche digitare qualsiasi valore personalizzato. L'età dell'universo e H(z) si aggiorneranno istantaneamente.
Inserisci i Dati della Tua Galassia
Digita i valori noti nei campi di input. Per la velocità, scegli le unità (km/s, m/s, o frazione di c). Per la distanza, scegli Mpc, anni luce, parsec, o km. In modalità Lunghezza d'Onda, usa i pulsanti preimpostati delle linee spettrali (Ca II K, H-alfa, ecc.) per popolare automaticamente la lunghezza d'onda a riposo, quindi inserisci la lunghezza d'onda osservata dal tuo spettro.
Leggi i risultati ed esporta
I risultati appaiono istantaneamente a destra. Vedrai la quantità principale risolta, la velocità di recessione come percentuale di c, la distanza in quattro sistemi di unità, l'età stimata dell'universo e H(z) al redshift calcolato. Un grafico a barre comparativo mostra come l'età dell'universo varia tra Planck, SH0ES e il tuo H₀ scelto. Clicca su Esporta CSV per scaricare tutti i valori, o Stampa Risultati per una stampa pulita.
Domande Frequenti
Cos'è la costante di Hubble e quali sono le sue unità?
La costante di Hubble H₀ descrive quanto velocemente l'universo si sta espandendo oggi. Le sue unità sono chilometri al secondo per megaparsec (km/s/Mpc), il che significa che per ogni megaparsec aggiuntivo di distanza dalla Terra, una galassia sembra allontanarsi a H₀ più km/s. Una galassia distante 100 Mpc si allontana a circa 7.000 km/s se H₀ = 70. H₀ può anche essere espresso in unità SI di secondi inversi (s⁻¹), ma la convenzione km/s/Mpc è quasi universale nell'astronomia osservativa. Il suo valore cambia nel tempo cosmico man mano che il tasso di espansione evolve; il sottoscritto zero denota il valore attuale. Le migliori stime attuali variano da 67.4 (CMB di Planck) a 73.0 (scala delle distanze SH0ES) km/s/Mpc.
Cos'è la Tensione di Hubble?
La Tensione di Hubble è la discrepanza statisticamente significativa tra due misurazioni indipendenti di H₀. Le misurazioni utilizzando il fondo cosmico a microonde e il modello cosmologico standard ΛCDM (Planck 2018) danno H₀ ≈ 67.4 km/s/Mpc, mentre le misurazioni utilizzando la scala delle distanze locali — stelle variabili Cepheid che calibrano le supernovae di Tipo Ia — (team SH0ES) danno H₀ ≈ 73.0 km/s/Mpc. Il disaccordo è ora a livello 5-sigma, rendendo l'errore sistematico sempre meno plausibile come unica spiegazione. Le risoluzioni proposte includono energia oscura precoce, specie relativistiche extra, o modifiche all'epoca della ricombinazione. A partire dal 2026, la tensione rimane irrisolta ed è uno dei principali problemi aperti nella cosmologia.
Quando devo usare la formula relativistica?
La formula semplice v = cz è valida solo per piccoli redshift (circa z < 0.1, corrispondente a velocità inferiori a circa il 10% della velocità della luce). A redshift più elevati, l'approssimazione non relativistica sovrastima la vera velocità di recessione e può persino dare risultati superiori a c, il che è fisicamente impossibile. La formula relativistica di Doppler v = c×[(z+1)²−1]/[(z+1)²+1] dovrebbe essere utilizzata per z ≥ 0.1. Questo calcolatore applica automaticamente la correzione e visualizza una nota quando è stata utilizzata. Per contesto, una galassia a z = 1 ha una vera velocità di recessione di circa 0.6c usando la formula relativistica, mentre v = cz darebbe erroneamente esattamente c.
Come viene calcolata l'età dell'universo da H₀?
La stima più semplice dell'età dell'universo è il tempo di Hubble: t_H = 1/H₀. Dopo aver convertito H₀ da km/s/Mpc a secondi inversi (dividendo per il numero di chilometri in un megaparsec, 3.086×10¹⁹ km), il risultato è un tempo in secondi che viene poi convertito in giganni. A H₀ = 70 km/s/Mpc, t_H ≈ 13.97 Gyr. In realtà, l'età vera è leggermente inferiore perché l'espansione si stava rallentando nell'era dominata dalla materia ed ora sta accelerando a causa dell'energia oscura. La correzione ΛCDM dà un'età di circa 13.8 Gyr per H₀ = 67.4. Questo calcolatore utilizza il puro tempo di Hubble senza il fattore di correzione ΛCDM, quindi l'età visualizzata è una leggera sovrastima.
Come rivelano le linee spettrali la velocità di recessione di una galassia?
Le galassie contengono elementi familiari come idrogeno, calcio, magnesio e sodio. Questi elementi emettono e assorbono luce a lunghezze d'onda precise, misurate in laboratorio, chiamate lunghezze d'onda a riposo. Quando una galassia si sta allontanando da noi, l'effetto Doppler allunga le lunghezze d'onda della sua luce verso l'estremità rossa dello spettro — un fenomeno chiamato redshift cosmologico. Confrontando la lunghezza d'onda osservata di una linea spettrale nello spettro di una galassia con la sua lunghezza d'onda a riposo nota, gli astronomi calcolano il redshift z = (λ_obs − λ_rest)/λ_rest. Questo valore di z dà quindi la velocità di recessione tramite la Legge di Hubble. Le linee Ca II K (3934 Å) e H-alfa (6563 Å) sono tra le più comunemente utilizzate a questo scopo nella spettroscopia ottica.
Cos'è H(z) e perché il parametro di Hubble cambia con il redshift?
Il parametro di Hubble H(z) descrive il tasso di espansione dell'universo all'epoca cosmica corrispondente al redshift z. Poiché l'universo era più piccolo e denso in passato, il suo tasso di espansione era diverso — più veloce durante l'era dominata dalla materia e più lento prima che l'energia oscura iniziasse a dominare. Nell'approssimazione dominata dalla materia (valida all'incirca per 1 < z < 100), H(z) ≈ H₀×(1+z)^1.5. La formula completa ΛCDM è H(z) = H₀×√[Ω_m(1+z)³ + Ω_Λ], dove Ω_m ≈ 0.31 è il parametro di densità della materia e Ω_Λ ≈ 0.69 è il parametro di densità dell'energia oscura. Questo calcolatore utilizza la formula semplificata dominata dalla materia, che sovrastima H(z) a basso redshift dove l'energia oscura è importante.