Действительно ли возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет?

Хорошо, я знаю, что многие люди задавали этот вопрос, но причина, по которой я задаю этот вопрос, немного другая. Пожалуйста, читайте дальше.

Я смотрел видео Фермилаба (начало в 6:30, в 8:30 он упоминает, что мы никогда не сможем увидеть свет, излучаемый объектами на расстоянии> 14 миллиардов световых лет). В нем ведущий доктор Дон Линкольн рассказывает о скорости света и о том, что некоторые вещи быстрее этой скорости. Расширение Вселенной может быть быстрее скорости света, потому что галактики на расстоянии 1 мегапарсек кажутся движущимися со скоростью 68 км/с, галактики на расстоянии 2 мегапарсека — со скоростью 136 км/с и так далее. Таким образом, скорость галактик удваивается каждый мегапарсек. Если мы посчитаем, скорость удаляющихся галактик превосходит скорость света на расстоянии 14 миллиардов световых лет.

14 миллиардов — это всего на 200 миллионов плюс-минус больше, чем нынешнее измерение возраста Вселенной.

Мой вопрос в том, что на расстоянии 14 миллиардов световых лет галактики движутся быстрее скорости света, и мы никогда не сможем увидеть ничего сверх этого. Означает ли это, что даже по прошествии, скажем, 5 миллиардов лет (при условии, что мы все еще существуем), если кто-то воспользуется той же методикой для измерения возраста Вселенной, он получит то же число, но меньше 14 миллиардов?

Мы, безусловно, можем видеть вещи за пределами этого. Самая далекая подтвержденная галактика GN-z11 находится на правильном расстоянии 32 миллиарда световых лет при красном смещении около 11. Расстояние прохождения света составляет 13,4 миллиарда световых лет. Не то же самое, что правильное расстояние из-за расширения пространства за эти 13,4 миллиарда лет.
Для полноты в вопросе следует указать указанное видео.
Нет, рассчитывается. Расстояние до вещей, которые мы видим на расстоянии 13,7 миллиардов лет, сейчас находится на расстоянии 46 миллиардов лет. Это не простое удвоение через каждые X лет, здесь более сложная кривая (например, расширение Вселенной замедлилось в первые 8 миллиардов лет, с тех пор оно ускоряется). Заметьте, у нас нет возможности узнать что-то о будущем, мы можем только экстраполировать текущие процессы. Может быть, когда-нибудь он снова затормозит, кто знает? Это все совсем не так точно, как математика.
@lordparthurnaax Теперь я добавил ссылку на видео с отметкой времени для просмотра. Спасибо!

Ответы (2)

Возраст Вселенной не рассчитывается на основе размера видимой Вселенной. Возраст Вселенной рассчитывается исходя из того, что законы природы не имеют направления. Это означает, что вы можете использовать законы природы для предсказания будущего поведения, а также предполагать предыдущее поведение. Основываясь на вычислениях в обратном направлении с помощью законов природы, например, общей теории относительности, физики могут в определенной степени вычислить в обратном направлении, как началась Вселенная.

Тот факт, что Вселенная расширяется и размер Вселенной таков, каков он есть, не имеет никакого отношения к возрасту Вселенной. Пожалуйста, посмотрите еще одно видео Дона Линкольна о размерах Вселенной и ее возрасте. Здесь объясняется, что Вселенная уже имела очень большое расширение, что сделало ее больше, чем возраст.

Однако произойдет следующее: видимая Вселенная, которая меньше фактического размера Вселенной, с течением времени будет более пустой. Через 5 миллиардов лет, о которых вы упомянули, за видимыми границами Вселенной будет больше галактик, потому что они удаляются от нас быстрее скорости света. Расширение Вселенной, предположительно связанное с темной энергией, делает Вселенную больше, а не старше.

Если законы природы не меняются радикально, и мы используем эти законы через 5 миллиардов лет для расчета возраста Вселенной, мы должны получить правильное число: 14 миллиардов плюс 5 миллиардов лет.

Существует множество чрезвычайно распространенных заблуждений о космологии. Одна из них заключается в том, что космологическая скорость разбегания, превышающая с . В действительности скорости разбега определяются несколько своеобразно, и величина с не имеет в них значения. Это не предельная скорость, и в каком-либо полезном смысле это не «скорость света». Возможно иметь две галактики со скоростью удаления, которая всегда была и всегда будет больше, чем с , которые все еще могут общаться друг с другом с помощью сигналов со скоростью света. В однородной Вселенной докритической плотности с нулевой космологической постоянной при любой скорости в какими бы большими ни были галактики, скорость удаления которых всегда больше, чем в которые могут общаться туда и обратно бесконечное количество раз. (Честно говоря, сигнал будет очень слабым, и им придется ждать ответа очень долго — но не вечно.)

В видео, на которое вы ссылаетесь, спикер правильно отмечает (около 7:44), что при текущем значении постоянной Хаббла решение ЧАС 0 д "=" с является д 14  миллиард световых лет . У этого расстояния даже есть название «расстояние Хаббла», но оно ничего не значит . Это не предел того, насколько далеко мы можем видеть. Существует несколько способов определения такого рода предела, но ни один из них не дает вам значения с / ЧАС 0 . Иллюстрация, начинающаяся в 8:17 и якобы показывающая, почему свет, излучаемый за пределами хаббловского расстояния, никогда не может достичь Земли, абсолютно неверна.

Что текущее расстояние Хаббла близко к с раз текущий возраст Вселенной является совпадением. Так бывает в эту космологическую эру, но этого не было в прошлом и не будет в будущем (если стандартная космология верна).

Вы не должны изучать космологию у этого парня, так как он сам этого не понимает. Очень трудно найти популяризацию космологии, сделанную людьми, которые действительно знают, о чем говорят. Лучшее, что я когда-либо видел, это туториал Неда Райта .