Расширяется сама линейка

[alien3]

Понравилось, как m61 написал о Вселенной«Но разве, таким образом, мы не получаем противоречия с теорией относительности - ведь это вроде бы означает, что далёкие объекты удаляются от нас со скоростью, которая больше скорости света

Comments

[dims12]

Вот несколько альтернативных гипотез развития Вселенной, популярных в настоящее время



Чёрным сплошным цветом отмечена самая популярная, о которой говорит m61.

По-вертикали слева отмечен так называемый "масштабный фактор", то есть, безразмерная величина, говорящая о том, во сколько раз увеличилась Вселенная по сравнению с сегодня. То есть, сегодня масштабный фактор равен 1 по определению.

Замечу, что масштабный фактор не говорит о том, что Вселенная конечна. Он говорит о том, как увеличивались характерные расстояния во Вселенной, например, расстояние между двумя любыми достаточно далёкими реперными галактиками. При этом Вселенная, скорее всего, бесконечна.

Далее. По современным представлениям Вселенная однородна. То есть, она увеличивается как целое, всюду одинаково и синхронно. То есть, масштабный фактор характеризует всю Вселенную.

По горизонтали отмечен возраст Вселенной в единицах Хабла. То есть, одно деление равно примерно 0,7 миллиарда лет.

В тот момент, когда масштабный файктор равен 0 -- Вселенная рождается. По чёрному графику это происходит примерно 13 миллиардов лет назад.

Сразу после рождения, масштабный фактор растёт очень быстро -- график почти вертикален. Но постепенно начинает наклоняться правее -- расширение Вселенной замедляется.

Потом долгое время график идёт почти прямо, то есть, Вселенная расширяется с постоянной скоростью.

Постепенно, график начинает выгибаться вверх -- появляется ускоренное расширение.

Красное смещение измеряется в единицах z, которые показывают, во сколько раз вытянулась световая волна в полёте. Только единицы подобраны таким образом, что z=0 означает, что волна не вытянулась совсем, а z=1 означает, что волна вытянулась в 2 раза.

Когда свет летит в расширяющейся Вселенной, то его волны вытягиваются пропорционально расширению Вселенной, так как части света между собой не взаимодействуют.

То есть, z -- это то же самое, что и масштабный фактор, только в других единицах. На графике отмечены уровни z=2 и z=4. Видно, что z=4 соответствует масштабному фактору 0,2, то есть, с того времени Вселенная увеличилась в 1/0,2 = 4+1 = 5 раз.

Далее. График изменения масштабного фактора, хотя и не прямой, но ПОЧТИ прямой. То есть, Вселенная расширяется ПОЧТИ равномерно. Поэтому, сверхсветовое движение удаляющихся галактик никак не связано с тем, как давно был излучён свет и когда мы его приняли. Если m61 утверждает, что галактика с z=1.5 удаляется от нас быстрее света, то это не только сейчас она удаляется от нас быстрее света, но и в момент излучения она тоже удалялась от нас быстрее света.

[m61]

Если m61 утверждает, что галактика с z=1.5 удаляется от нас быстрее света, то это не только сейчас она удаляется от нас быстрее света, но и в момент излучения она тоже удалялась от нас быстрее света.

Я, в общем, недаром в конце своего постинга дал ссылку на более подробный разбор темы - там эти моменты тщательно разъяснены, с расчетами и графиками. Да, мы действительно можем сейчас принимать свет от галактик, чья скорость удаления от нас даже в момент излучения превышала скорость света - и никаких чудес в этом нет.

Собственно, в свое время у меня даже школьная задачка на похожую тему была рассмотрена - движение жука по быстро растягивающейся резиновой ленте.

[dims12]

Я понимаю, но у Вас по тексту получается, что противоречие с теорией относительности устраняется засчёт того, что мы принимаем сейчас свет излученный давно. А это неверно. На самом деле, теория относительности, в виде ОТО, просто не запрещает сверхсветовое движение.

То есть, быстрее света не могут двигаться друг относительно друга только те предметы, которые рядом. А те предметы, между которыми находится много пространства -- спокойно могут удаляться друг от друга быстрее.

Более того, пространство между предметами может быть такое хитрое, что расстояний между ними может быть не одно, а два и более. То есть, соответственно, скорости тоже может быть две и более.

Кроме того, мне не понравилась Ваша растягивающаяся линейка. alien3 даже вставил её в заголовок и, боюсь, именно от этой линейки у него возникла иллюзия какого-то понимания.

На самом деле, космология исходит из существования неизменяющихся линеек. Пусть даже они невозможны физически, но в форме расчётов предполагается, что измерения дают результаты в неизменных единицах.

[m61]

Я понимаю, но у Вас по тексту получается, что противоречие с теорией относительности устраняется засчёт того, что мы принимаем сейчас свет излученный давно.

Я чуть подправил постинг - поместил примечание, в котором пообещал более подробный разбор этого момента

На самом деле, космология исходит из существования неизменяющихся линеек.

На самом деле, в космологии есть разные "линейки". Собственно, мой образ "растягивающейся" линейки - был лишь художественной перифразой сопутствующего (конформного) расстояния.

[dims12]

Ну это понятно, что у самих учёных имеются в запасе и растягивающиеся линейки. Но их наличие следует держать в строгом секрете, а то обыватель подумает, что наука всё врёт :D