Как только место может двигаться скорее скорости света?

    Космологи в душе путники во времени. Оглядываясь обратно на млрд лет, эти ученые способны проследить эволюцию нашей Вселенной в умопомрачительных деталях. 13,8 млрд годов назад произошел Объемной Взрыв. Спустя толики секунды экспоненциально расширилась Вселенная — за маленький период времени под заглавием инфляция. В течение следующих эпох космос вырос перед началом больших объемов, мы даже и не лицезреем его краешков.

    Как только место может двигаться скорее скорости света?

    Однако как только это же возможно может быть? Ежели скорость света знаменует галлактическое ограничение скорости, как только умеют существовать регионы пространства-времени, фотоны которых присутствуют вне нашей досягаемости? А уж ежели они и есть, как только нам познать о них существовании? На этот вопросец ответила Ванесса Янек с UniverseToday.

    Содержание

    • 1 Расширяющаяся Вселенная
    • 2 Размер Хаббла
    • 3 Мистика относительности
    • 4 Наблюдаемая Вселенная
    • 5 Черная энергия

    Расширяющаяся Вселенная

    Как только и все другое в физике, наша Вселенная стремится существовать в низшем энергетическом состоянии из потенциальных. Однако спустя 10^-36 секунд опосля Немалого Взрыва, как только полагают инфляционные космологи, космос проживал в энергии неверного вакуума — низшей точке, которая на деле и не существовала низшей. В поисках настоящего надира энергии вакуума, спустя долю секунды, Вселенная раздулась с коэффициентом 1050.

    С того времени Вселенная продолжает расширяться, однако с наименьшей скоростью. Мы лицезреем свидетельства сего расширения в свете дальних объектов. По мере тамошнего как только фотоны, выпущенные кинозвездой либо галактикой, распространяются по Вселенной, растяжение места принуждает них терять энергию. Когда фотоны добиваются нас, них длины волн показывают красноватое смещение в согласовании с дистанцией, которую они прошли.

    Вот посему космологи рассказывают об красноватом смещении как только об опции расстоянии в пространстве и времени. Свет от удаленных объектов путешествует эдак длительно, что когда мы, в конце концов, лицезреем его, мы смотрим объекты таковыми, какими они были млрд годов назад.

    Размер Хаббла

    Красноватое смещение света дозволяет нам созидать объекты вроде галактик таковыми, какими они существовали в дальнем минувшем, однако мы и не можем следить все действия, кои происходили в нашей Вселенной в протяжении ее истории. Так как наш космос расширяется, свет энных объектов оказывается просто очень далек от нас, дабы его заприметить.

    Физика данной границы опирается, а именно, на фрагмент окружающего нас пространства-времени под заглавием размер Хаббла. Тут, на Планете земля, мы определяем размер Хаббла методом измерения эдак именуемого параметра Хаббла (H0), величины, которая связывает скорость разбегания дальних объектов с них красноватым смещением. В первый раз ее вычислил Эдвин Хаббл в 1929 году, найдя, что дальние галактики удаляются от нас со скоростью, пропорциональной светло-красному смещению них света.

    Как только место может двигаться скорее скорости света?

    Два родника бордового смещения: Доплер и космологическое расширение. Снизу: сенсоры улавливают свет, испущенный центральной кинозвездой. Этот свет растянут, либо сдвинут, наряду с расширением места

    Разделив скорость света на H0, мы получим размер Хаббла. Этот сферический пузырек обхватывает область, в какой все объекты удаляются от центрального наблюдающего со скоростью, наименьшей скорости света. Соответственно, все объекты за пределами размера Хаббла удаляются от центра скорее скорости света.

    Да, «быстрее скорости света». Как только это же может быть?

    Мистика относительности

    Ответ на этот вопросец сопряжен с отличием меж специальной теорией относительности и общей теорией относительности. Особая теория относительности просит эдак именуемой «инерциальной системы отсчета», либо, ежели проще, фона. Согласно данной теории, скорость света схожа во любых инерциальных системах. Ежели наблюдающий посиживает на скамье в парке планетки Планета земля либо взмывает с Нептуна с головокружительной скоростью, для него скорость света все время будет схожей. Фотон все время удаляется от наблюдающего со скоростью 300 000 000 погонных метров за секунду.

    Общественная теория относительности, но, определяет ткань самого пространства-времени. В данной теории инерциальных систем отсчета нет. Место и не расширяется относительно чему-либо за его пределами, потому рубеж скорости света относительно наблюдающего и не ишачит. Да, галактики за пределами сферы Хаббла удаляются от нас скорее скорости света. Однако галактики сами по самому себе и не преодолевают галлактические ограничения. Для наблюдающего в одной из этаких галактик ничто и не нарушает специальную теорию относительности. Это же место меж нами и эти галактики ускоряются и вытягиваются экспоненциально.

    Наблюдаемая Вселенная

    Может быть, последующее вас малость изумит: размер Хаббла — это и не то же самое, что и наблюдаемая Вселенная.

    Дабы осознать это же, разглядим, что когда Вселенная становится старше, удаленному освещению требуется все больше времени, дабы достигнуть наших сенсоров тут, на Планете земля. Мы можем созидать объекты, кои ускорились за границы нашего сегодняшнего размера Хаббла, так как свет, который мы лицезреем сейчас, был выпущен ими, когда они были снутри сферы.

    Строго говоря, наша наблюдаемая Вселенная совпадает с кое-чем под заглавием горизонт частиц. Горизонт частиц помечает расстояние перед началом самого далекого света, который мы можем следить в этот момент времени — у фотонов существовало довольно времени, дабы или остаться в границах, или догнать мягко расширяющуюся сферу Хаббла.

    Как только место может двигаться скорее скорости света?

    Наблюдаемая Вселенная. На техническом уровне знаменита как только горизонт частиц

    Что с расстоянием? Едва все больше 46 млрд световых лет в любом направлении — и наша наблюдаемая Вселенная в поперечнике составляет на глазок 93 млрд световых лет, либо наиболее 500 млрд триллионов км.

    (Маленькая заметка: горизонт частиц — это же и не то же самое, что космологический горизонт обстоятельств. Горизонт частиц обхватывает все действия в минувшем, кои мы можем созидать в текущее время. Космологический горизонт обстоятельств, с альтернативный стороны, измеряет расстояние, на котором грядущий наблюдающий сумеет узреть тогда античный свет, который излучается нашим маленьким уголком пространства-времени сейчас.

    То есть, горизонт частиц имеет дело с расстоянием перед началом объектов в минувшем, античный свет которых мы можем следить сейчас; а уж космологический горизонт обстоятельств имеет дело с расстоянием, которое сумеет пройти наш современный свет, по мере тамошнего как только далекие уголки Вселенной будут ускоряться от нас).

    Черная энергия

    Благодаря расширению Вселенной, существуют регионы космоса, кои мы ни разу и не увидим, даже ежели будем ожидать нескончаемое время, пока что них свет и не достигнет нас. Однако как только насчет тамошних зон, кои лежат сразу же за пределами нашего современного размера Хаббла? Ежели эта сфера тоже расширяется, сможем ли мы узреть эти приграничные объекты?

    Это же находится в зависимости от тамошнего, какой же регион расширяется скорее — размер Хаббла либо части Вселенной в непринужденной близости от него извне. И ответ на этот вопросец находится в зависимости от двух вещей: 1) повышается либо миниатюризируется H0; 2) ускоряется либо замедляется Вселенная. Эти два темпа плотно сплетены меж собой, однако и не являются одним и этим же.

    По большому счету, космологи полагают, что мы живем во время, когда H0 миниатюризируется; однако по причине черной энергии скорость расширения Вселенной возрастает.

    Может появиться алогичным, однако пока что H0 миниатюризируется наиболее неспешными темпами, чем возрастает скорость расширения Вселенной, массовое движение галактик от нас как и раньше происходит с увеличением скорости. И в этот момент времени, как только полагают космологи, расширение Вселенной будет опережать наиболее умеренный рост размера Хаббла.

    Потому даже при фолиант, что размер Хаббла расширяется, воздействие черной энергии устанавливает твердый предел на разрастание наблюдаемой Вселенной.

    Космологи разламывают голову над глубокими вопросцами вроде тамошнего, как только будет высмотреть наблюдаемая Вселенная в один великолепный денек и как только поменяется расширение космоса. Однако в конечном счете ученые умеют лишь полагать ответы на вопросцы об грядущем, основываясь на нынешнем осознании Вселенной. Космологические временные рамки так немыслимо велосипеды, что нереально сообщить что-то заядлое об поведении Вселенной в дальнейшем. Современные фотомодели на удивление ладно отвечают современным заданным, однако ИСТИНА в фолиант, что никто из нас и не проживет довольно длительно, дабы узреть, реализуются ли прогнозы.