Большой взрыв: что именно расширяется?

Рассмотрим диаграмму, подобную той, что я показываю ниже.

Это четыре галактики, прикрепленные к некоторому воображаемому каркасу, для простоты эта сетка квадратная, а размер каждой ячейки равен$a$. Заявление @ Кайла, хотя и короткое, абсолютно правильное: расширяется пространство в том смысле, что размер сетки увеличивается. В приведенном выше примере длина каждой ячейки увеличивается в несколько раз.$2$, конечно$a$в целом изменяется плавно как функция времени

Ваше наблюдение тоже в чем-то верно, если вы сидите на галактике$A$и наблюдайте, как расширяется Вселенная, вы увидите, что геометрия треугольника образовалась из галактик$B$и$C$не меняется. Но есть пара вещей, которые помогут вам обнаружить расширение

1. Я намеренно нарисовал объект$D$в виде набора точек представьте, что на рисунке слева эти объекты гравитационно связаны. Если это так, то даже после того, как Вселенная расширится, этот объект останется связанным, так что расстояние между его частями не изменится. Мы говорим в тех случаях, что$D$не связано с расширением , и это на самом деле причина, по которой галактики вообще существуют, и почему что-то вроде реликтового излучения является таким мощным инструментом для понимания истории Вселенной. Поскольку он содержит размеры объектов, расстояние до которых нам известно, поэтому, измеряя углы, мы можем составить довольно четкую картину процессов, которые приводят к образованию таких объектов.

2. Свет! Также на этой картинке я нарисовал фотон, испускаемый$D$, конечно, это займет некоторое время, прежде чем вы сможете его увидеть (помните, что вы находитесь в$A$), но тем временем Вселенная расширяется, когда вы, наконец, ее получите, ее «длина» подверглась расширению. С технической точки зрения его длина волны также увеличится, в нашем примере, в несколько раз.$2$. Таким образом, становится краснее, если вы можете определить, какой цвет объекта$D$излучал свой свет (что мы знаем), и измерив, каким цветом он кажется вам, вы также можете сделать вывод, насколько расширение Вселенной повлияло на этот фотон.

В этом случае правило расширяется, но мы понимаем, как это сделать, и можем использовать его изменение в своих интересах.

На мой взгляд, и это очень нестандартно, и должны быть и я уверен, что будут другие ответы, дающие более традиционную точку зрения, но вы попали в самую точку в отношении того, что есть некоторая степень абсурда в представление о большом взрыве и начале времени.

Чего многие не понимают, так это того, что и время, и размер сами по себе относительны, и поэтому представление о Вселенной размером с горошину абсурдно в то время, когда не существует ни горошины, ни чего-либо отдаленно похожего на нее, а если бы оно существовало, в любом случае не будет осмысленно "размером с горошину".

В таком случае редко заботятся о том, чтобы сделать точные заявления о том, что для Вселенной означает быть крошечной.

То, что я интерпретирую эти утверждения на самом деле, заключается в том, что распределение пространств во Вселенной было другим, поскольку пространство внутри частиц было намного больше, по сравнению с пространством между частицами, в пропорции к общему пространству, чем сейчас. .

Но представление о том, что метр тогда имел много общего с метром сейчас, абсурдно.

Что мы можем сделать, так это восстановить какое-то осмысленное представление о том, что мы подразумеваем под расширением, используя утверждение следующей формы: «Распределение пространства среди материи сдвигается так, что доля пространства, содержащегося в частицах, со временем уменьшается по сравнению с долей полное пространство между частицами».

Кроме того, следует позаботиться и о другом измерении разделения — времени, которое более эффективно сводит представление о большом взрыве к абсурду.

Согласно некоторым из наших основных моделей (если я позже найду ссылку, которая была от Джона Баэза, я добавлю ее — сейчас я могу найти это обсуждение книги Роджера Пенроуза, в которой размышляется о времени до Большого взрыва), если мы смотрим на движение по мере приближения к Большому взрыву, двигаясь назад, все движение становится все быстрее и быстрее и становится сингулярностью в начале времени. Баэз говорил, что это особенность и, если я правильно помню, возможно, недостаток наших моделей. Но то, что он не уловил в своем блоге (и я не видел ни одного выдающегося физика, уловившего это), заключается в том, что если это правда, то это означает, что Большой взрыв не обязательно является началом Вселенной.

Если движение приближается к бесконечной скорости, тогда вещи могут происходить бесконечно быстро — бесконечно много вещей может произойти в мгновение ока. С этим знанием теория большого взрыва, увиденная правдиво, только говорит, что наша концепция времени не работает около 13 миллиардов лет назад, но вы можете взять любой момент по своему выбору, сколь угодно близко к Большому взрыву, и все равно всегда найдете больше материала. происходит в то, что мы называем «мгновениями» раньше, чем за все 13 миллиардов лет спустя.

Таким образом, кажется, что вместо того, чтобы считать время линейным, мы должны думать о нем как о круговом. Локально изменение достаточно однозначно коррелирует с расстоянием или разделением, но чем дальше мы заглядываем назад, тем больше мы приближаемся к «горизонту событий», аналогичному горизонту черной дыры, где нам становится трудно отделить события друг от друга в линейной формой они напоминают время, как мы воспринимаем его локально.

Если я правильно помню, существуют предварительные, но авторитетные теории выдающихся физиков, которые сравнивают Большой взрыв с нашим появлением из черной дыры, и мое личное мнение состоит в том, что это, вероятно, хорошая аналогия, если не описание. Мое личное мнение состоит в том, что Большой взрыв — это момент, когда мы (вся Вселенная, какой мы ее знаем) как совокупность света были испущены, и что мы и все вокруг нас удаляются со скоростью света относительно Большого взрыва. Тогда реликтовое излучение является самым слабым отдаленным остатком того события, которое мы можем видеть.