Действительно ли расстояния и скорости, наблюдаемые в галактиках, отличных от Млечного Пути, показывают, что каждая точка во Вселенной является центром?

данные, показывающие расширение Хаббла, где чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется от нас, могут быть использованы для демонстрации того, что независимо от того, где вы делаете это наблюдение, вы всегда будете видеть одно и то же. Чтобы избежать математических вычислений, проведите следующий эксперимент: возьмите широкую резинку и шариковой ручкой нарисуйте на ней серию близко расположенных, но равномерно расположенных точек. Теперь растяните резинку так, чтобы точки разошлись. делая это, представьте, что вы находитесь в той или иной точке на ленте, и спросите себя, что бы вы увидели с этой точки обзора. Независимо от того, какую точку вы выберете, вы всегда будете ощущать, как точки по обе стороны от вас удаляются от вас.

Ну, мы можем сначала подумать об этом с точки зрения простой вероятности;

Конечно, было бы довольно трудно (а может быть, и невозможно) собрать достаточно доказательств, чтобы доказать первую гипотезу (изотропное и однородное расширение пространства) по сравнению со второй (радиальное расширение пространства с центром в Млечном пути). Однако последнее кажется гораздо более смелым утверждением, чем первое. Действующее допущение в основном статистическое: если расширение пространства сосредоточено в одной локальной области, а Вселенная предположительно бесконечна (по крайней мере, невообразимо велика), то крайне маловероятно, что жизнь, и конкретно вы, могли бы возникнуть в тот локальный район.

Итак, мы оказываемся во вселенной, где все галактики удаляются от нас. Два возможных вывода изложены выше. Одно из них (то, что мы находимся в центре Вселенной) крайне маловероятно, поэтому вряд ли есть причина не отбрасывать его.

Возможно, более (или менее) убедительным является аргумент теории относительности. Предположение, что расширение сосредоточено в любом месте, нарушает изотропию и однородность (удобства, без которых мы, возможно, можем обойтись) и, в более общем смысле, принцип относительности (без которого мы действительно не можем обойтись). То есть законы физики имеют одинаковую форму во всех допустимых системах отсчета. Без принципа относительности ОТО полностью ломается, как и$\Lambda$CDM или почти любая подобная космология. Так вот, эти вещи могут сломаться, если у вас есть альтернатива, которая так же или лучше описывает природу. И люди давно это пробовали. Но, без кубиков. Допущение относительности ни разу не было нарушено, и ОТО выстояла против внушительных противников.

Краткий ответ: маловероятно, что мы находимся в центре Вселенной. Что еще более важно, наши нынешние предположения о том, как устроена Вселенная, которые до сих пор оказывались устойчивыми, предполагают равномерное расширение.

Верно первое. Вселенная не расширяется из точки, а равномерно расширяется, и каждый наблюдатель видит другого наблюдателя удаляющимся. В результате не существует «центра вселенной». См. эту страницу . Цитирую: «В 1929 году Эдвин Хаббл объявил, что он измерил скорость галактик на разных расстояниях от нас и обнаружил, что чем дальше они находятся, тем быстрее удаляются. Это может означать, что мы находимся в центре расширяющегося Вселенная, но на самом деле, если Вселенная расширяется равномерно в соответствии с законом Хаббла, то с любой точки зрения будет казаться, что она расширяется » (выделено мной). Для получения более подробной информации см. остальную часть обсуждения на странице.

Вот что говорят нам наблюдения:

Галактики не меняют размер, потому что гравитационное притяжение, удерживающее их вместе, намного сильнее, чем расширение из-за «большого взрыва и т. д.».

Чтобы соответствовать расширению и многим другим наблюдениям, текущей стандартной космологической моделью является модель Большого взрыва . Слово «модель» означает, что мы нашли математическое представление, которое с наименьшим количеством возможных постулатов (эквивалентных аксиомам в математике) описывает с ошибками большое количество наблюдений.

История вселенной

На этом графике поверхность баллона является аналогом поперечного среза истории в данный момент времени.

Модель Большого взрыва развивалась годами, но основные составляющие специальной и общей теории относительности составляют основу постулатов, которые не меняются.

Первая наивная модель предполагала, что вся материя/энергия во Вселенной находится в сингулярности в начале координат в точке (0,0,0,t=0) — векторе из четырех точек, назначенном точке. Новые наблюдения и развитие теорий, а также необходимость согласования гравитации с квантовой механикой превратили эту первоначальную «точку» в нечеткую квантово-механическую область, но, тем не менее, вся материя во Вселенной началась из этой области и удаляется по мере того, как время продолжается.

Это модель , которая соответствует наблюдениям и данным, она прогнозирующая и лучшая из тех, что у нас есть на данный момент. Это на переднем крае исследований, но грубые линии не изменятся, потому что общая теория относительности хорошо подтверждена, а также специальная теория относительности, т. е. четырехмерная форма пространства-времени, останется такой, какая она есть.

Модель не соответствовала бы данным и наблюдениям, если бы центр Вселенной находился только там, где находимся мы. От гравитационного линзирования до спектроскопии от удаленных источников до космического микроволнового фонового излучения (почему оно должно быть однородным по всему небу, если оно движется от нас? Должна быть направленность) текущая модель соответствует данным и наблюдениям.

В основном, да. Однако при расчете того, что можно было бы увидеть с точки зрения других галактик, необходимо учитывать относительность. Таким образом, если расстояние от Галактики А до Галактики В, рассчитанное по земной системе отсчета, в х раз больше расстояния от Галактики А до Галактики С, рассчитанного от Земли, из этого не следует, что скорость Галактики В, рассчитанная по Галактике А в x раз превышает скорость Галактики C, вычисленную из Галактики A. Кроме того, постоянная Хаббла постоянна в пространстве (то есть, когда мы смотрим на отношение относительной скорости к скорости, число обычно одинаково, куда бы мы ни посмотрели во Вселенной ), но на самом деле не постоянна во времени. Поскольку мы видим галактики такими, какими они были в прошлом, постоянная Хаббла, которую видят эти галактики, не будет такой же, как наша.