Космологический вопрос

[fregimus]

Господа астрофизики, выручайте! fiviol задал два вопроса, на которые мы никак не отыщем удовлетворительных ответов:

1. С помощью новейших телескопов астрономы могут наблюдать очень далекие галактики в момент их возникновения - порядка 12-13 млрд лет назад, то есть примерно через 1 млрд лет после Большого Взрыва. С другой стороны, Вселенная расширяется, и через 1 млрд лет после взрыва самые далекие галактики были удалены от нашей Галактики на гораздо меньшее расстояние, тоже порядка 1 млрд световых лет. По теории относительности скорость света не зависит от собственной скорости наблюдателя, то есть свет должен был преодолеть это расстояние уже давным давно. Почему же свет от этих галактик шел до нас так долго?
2. Ну, и чтобы два раза не вставать, на ту же тему: существует мнение, что галактики, удаленные от нас на расстояние больше 13-14 млрд км мы совсем не можем видеть, так как скорость их относительного удаления от нас по закону Хаббла оказывается больше световой. Вопрос: эта цифра имеет тот же порядок, что и возраст Вселенной случайно? Или это, по сути, одно и то же число, описанное в других терминах?

С первым вроде бы разобрались, но все равно интересно, так ли он и я это понимаем. Со вторым — совсем труба. Буду признателен за помощь — мне и самому интересно до конца это понять.

Comments

[fat-crocodile.livejournal.com]

Почитал. Впечатлился тому, насколько всё это вилами по воде.

[fregimus.livejournal.com]

О нет, уверяю Вас. С космологией все в относительном порядке. В отличие от, например, particle physics, явно убежавшей вперед от своей экспериментальной базы, в астрофизике постоянно появляются новые наблюдения, и такого буйства теорий вовсе даже не наблюдается.

[fat-crocodile.livejournal.com]

particle physics -- физика элементарных частиц? Это тоже самое что и квантовая?

Буйство теорий ладно. Но имхо слишком смелые выводы по исключительно косвенным данным. Очень сложная модель, ни один из параметров которой не проверить непосредственно.

[fregimus.livejournal.com]

Что делать. Стадию точного взвешивания запаянной колбы с газом естественные науки уже прошли. Современные модели все скорее такие. Ничего «слишком» смелого там нет, теории — как и всегда — непротиворечивые в достаточной степени.

Да, физика элементарных частиц, точно. Квантовая физика — это, скорее, не раздел физики, а фундаментальная теория, обобщение механики и электродинамики на микроскопические масштабы.

[gwadelup.livejournal.com]

1. Гыыы, теория инфляции. Когда наш космос в один момент решил всё нарушить и сильно расширился быстрее скорости света. А так, никто обычно не говорит, что свет от звезды на расстояние в 10 миллиардов СЛ шёл к нам 10 миллиардов лет, это передёргивание не очень хороших журналистов.

2. И да и нет. Возраст вселенной определи вроде по начальному излучению (если я не путаю, астрофизикой увлекался в колледже ещё 7 лет назад), но почему-то выходит что граница убегания и возраст практически близки к друг другу. Думаю, если покапаться в научных журналах, можно найти больше.

[fregimus.livejournal.com]

Не гыыы. Прочитайте, когда происходила инфляция. Об ту пору свет по вселенной не ходил.

[fandaal.livejournal.com]

галактики, удаленные от нас на расстояние больше 13-14 млрд км

возможно, световых лет ?

[fregimus.livejournal.com]

Да, конечно.

[sergepolar.livejournal.com]

http://astronet.ru/db/msg/1194830

[fregimus.livejournal.com]

Отлично, спасибо! То, что надо!

[happy-husband.livejournal.com]

Спасибо. А можно ли ещё дилетантский вопросик? Если предположить, что за расширением Вселенной последует сжатие (сейчас эта теория, похоже, стала не очень популярной), то, вскоре после "разворота" звёзд на околосветовых скоростях, не будем ли мы (ну, или наши гипотетические потомки) одновременно видеть свет от ещё удаляющихся звёзд и свет от них же, но уже приближающихся? Если да, то при каких параметрах этот эффект вообще может быть заметен? Если нет, то почему? Или, другими словами, если в какой-то момент наблюдатель видит (ну, допустим), что расширение вселенной сменилось сжатием, где на самом деле находятся развернувшиеся звёзды? С удалением интуитивно проще, а со сжатием ума не зхватает...

[fregimus.livejournal.com]

Я на этот вопрос ответить не могу, увы. Будем надеяться, что астрофизики откликнутся.

[sergepolar.livejournal.com]

Если я правильно понял ваш вопрос.

Представим себе одномерную картину, где мы и далекая галактика все время на одной прямой.
Представим себе, что в галактике работает маяк, испускающий по фотону раз в какое-то время.
Тогда всегда фотон, излученный позже придет к нам позже. Никакие вариации динамики вселенной не позволят позднему фотону обогнать более ранний.

Другое дело, что мы можем видеть на небе (если представим себе, что можем задать космологическую модель какую захотим) одновременно приближающиеся и удалаяющиеся галактики (но разные галактики, конечно).
Также мы можем видеть галактику удаляющейся, хотя она уже к нам приближается (и наоборот, в зависимости от модели), но фотоны, несущие эту информацию до нас еще не дошли.

также, в некоторых моделях была бы возможна ситуация, когда мы видим галактику, которая и в момент излучения, и в момент наблюдения удаляется от нас быстрее света. Представьте, что мы имеем стадию быстрого расширения. Галактика испустила фотон. Он удаляется от нас. потом стадия быстрого расширения закончилась, и фотон начал к нам приближаться и достаточно приблизился. Опять включаем стадию быстрого расширения. Далекая галактика будет удаляться от нас быстрее света, а фотон, который уже близко, будет таки приближаться и до нас доберется.

В общем, играя с динамикой, можно разные ситуации получать, но один фотон не обгонит другой.

[sergepolar.livejournal.com]

Есть еще одна возможность (не знаю, не имели ли вы ее ввиду).
В замкнутой "маленькой" вселенной могут появляться "духи".
Это несколько изображений одного и того же далекого объекта, возникающие из-за того, что луч света успел несколько раз обежать вселенную "по кругу". Тщательные поиски "духов" (см. статьи Starkman) дали отрицательный результат.
Но теоретически это можно себе представить. В таком случае, конечно, наблюдая несколько изображений одного и того же объекта на разных расстояниях от нас, мы могли бы видеть его на разных статдиях расширения вселенной.

По второму вопросу

[yurikravchik.livejournal.com]

Наверное просто вселенная бесконечна и не расширяется :)
А красное смещение возникает не от того, что галактики от нас убегают, а от того, что свет теряет энергию, наполняя веществом межгалактическое пространство :). Последнее утверждение конечно спорно, но не более чем предположение о большом взрыве.
Ну, поэтому и совпадение оценки возраста вселенной и расстояния до галактик. Это просто одно число.

Это, конечно, несколько желтовато, но стандартные ответы на связанные вопросы (почему мы "в центре", ваш вопрос, почему скорости равномерно распределены) - нахожу слишком сложными для меня :)