Если плотность небулярного распределения возрастает симметрично во всех направлениях, то как это объясняется искривлением пространства?

Позвольте мне предварить мой ответ, сказав, что вы читаете книгу 1937 года, которая ссылается на научные знания начала 1900-х годов. Если вы не знакомы с астрономической историей, я скажу, что мы продвинулись очень далеко.пути с начала 1900-х гг. Например, в этой книге обсуждается «Туманность как островные вселенные». В этот момент астрономы только что обнаружили, что эти таинственные «туманности» на самом деле представляют собой целые галактики, удаленные от нас на миллионы световых лет. Однако Хаббл по-прежнему называет их туманностями, а не галактиками. При этом на самом деле может быть довольно сложно «перевести» некоторые из этих научных достижений почти 100-летней давности в современные теории и терминологию. Вы даже можете найти вещи, которые совершенно неверны. Хаббл действительно сделал много важных открытий, но во многих деталях ошибался.

Показывают ли более поздние наблюдения симметричное увеличение плотности туманностей?

Опять же, туманности здесь относятся к галактикам, а не к тому, что мы привыкли считать туманностями . То, о чем вы здесь спрашиваете, и то, на что ссылался Хаббл до того, как оно получило официальное название, относится к космологическому принципу .

Однако я думаю, что правильный ответ на этот вопрос - указать, что я считаю, что вы неправильно интерпретируете текст. В разделе « Сравнение наблюдений с теорией » Хаббл показывает, что наблюдения за туманностями (sic, галактиками) показывают, что они однородны в пространстве, и что его однородность легко объясняется статической, нерасширяющейся Вселенной.

Если бы оба дополнительных члена (для удаления и для кривизны) отсутствовали, обзоры явно соответствовали бы формуле, потому что ситуация была бы точно такой же, как в стационарной Вселенной.

«Формула», о которой он говорит здесь, указывает

туманности равномерно распределены по нерасширяющейся Вселенной, в которой красные смещения не являются главным образом сдвигами скорости, [и] тогда числа должны быть пропорциональны объемам

Однако он также знает, что Вселенная расширяется (в конце концов, именно он открыл это), поэтому он взял стандартную формулу и добавил универсальное расширение. Однако он обнаруживает, что теперь уравнения предсказывают, что

количество туманностей увеличивается быстрее, чем объем пространства, по которому они рассеяны

Важным моментом здесь является то, что расширяющаяся Вселенная (без кривизны) предсказывает , что это так, а не то, что это действительно так. Его предыдущие разделы и сопровождающий сюжет указывают на то, что наблюдения показывают, что Вселенная однородна. Хаббл указывает (и вы ссылаетесь на это), что это несоответствие можно решить, включив в это сочетание кривизну Вселенной, и в этом случае предсказания теперь совпадают с базовой «формулой», которая не включала расширение или кривизна.

В качестве дополнения я расширю это и добавлю, что текущие наблюдения действительно показывают, что галактики изотропны и однородны в больших масштабах. Один только обзор, показывающий это, — обзор красного смещения галактики 2dF . Ниже показан график их результатов. В то время как полный статистический анализ необходим, чтобы сказать что-то окончательное, вы можете видеть, что невооруженным глазом распределение галактик кажется однородным и изотропным.

_{Обратите внимание, что это покрывает только часть неба, потому что остальная его часть заблокирована диском нашей галактики.}

Я понимаю, как расширяющаяся Вселенная объясняет симметричное красное смещение, но не понимаю, как оно объясняет симметричное увеличение плотности туманностей.

Я интерпретирую это так, что вам интересно, как «формула» с включенным расширением может привести к результату, что «число туманностей увеличивается быстрее, чем объем пространства, в котором они рассеяны». Я думаю, что это более или менее математический вопрос. Если вам действительно интересно узнать, как это было получено, посмотрите оригинальную статью Хаббла: Hubble, E., Tolman, RC, Astrophysical Journal , 82, 302, 1935 . Я думаю, вы найдете сводные уравнения в Разделе 12 (стр. 328 в статье, стр. 27 в pdf) с длинными выводами до этого.