Если я правильно понимаю, общая теория относительности Эйнштейна предсказывала расширение самого пространства, и Хаббл подтвердил это предсказание, наблюдая красное смещение удаляющихся галактик.
Мне всегда было интересно, откуда физики знают, что это красное смещение указывает на то, что само пространство расширяется, а не просто указывает на то, что эти галактики движутся в космосе и удаляются от Земли. Я могу согласиться с тем, что теория Эйнштейна предсказывает расширение самого пространства, но что касается подтверждения этого предсказания наблюдениями, если бы пространство было статичным (ни расширялось, ни сжималось), но наблюдаемые галактики двигались в пространстве с высокой скоростью от Земли, не вызовет ли это также красное смещение при наблюдении с Земли?
Космический микроволновый фон обеспечивает удобную систему отсчета для измерения движения (называемую сопутствующей системой отсчета ). Если вы движетесь относительно реликтового излучения, то доплеровский сдвиг означает, что реликтовое излучение выглядит немного горячее в том направлении, в котором вы движетесь (дипольная анизотропия ), и немного холоднее в другом направлении. Это движение называется пекулярным движением . Если мы измерим реликтовое излучение с Земли, мы обнаружим, что на самом деле мы движемся относительно реликтового излучения, но со скоростью всего 368 км/с (вы можете подумать, что 368 км/с — это довольно быстро, но это мелочь по сравнению с галактическим красным смещением), поэтому мы сделать вывод, что Земля примерно неподвижна относительно реликтового излучения.
Общая теория относительности, или, точнее, решение, называемое метрикой FLRW, предсказывает, что каждая звезда/галактика или что-то еще оказывается примерно неподвижным относительно реликтового излучения, поэтому тот факт, что Земля кажется стационарной, неудивителен.
Но если красное смещение вызвано движением галактик, то эти галактики не будут стационарными относительно реликтового излучения. Вы должны были бы заключить, что Земля неподвижна, а все галактики удаляются от нее, т.е. имеют ненулевые пекулярные движения, и вам пришлось бы заключить, что это пекулярное движение увеличивается с расстоянием от Земли. Это сделало бы Землю совершенно особенным местом, что кажется невероятным, потому что Солнце кажется довольно стандартной звездой, в довольно стандартной галактике, в довольно стандартном скоплении и так далее. Гораздо более вероятно, что красное смещение связано с расширением Вселенной, а не с особым движением галактик.
Поэтому, учитывая, что крайне маловероятно, что Земля случайно оказалась в центре Вселенной, и что у нас есть хорошо проверенная теория (Общая теория относительности), которая предсказывает расширение пространства, мало кто из нас сомневается в том, что расширение пространства является причиной красного смещения.
Думаю, я не совсем понял ваш вопрос.
Если бы эти галактики двигались в космосе, красное смещение каждого отдельного объекта (например, Проксимы Центавра и какой-то другой звезды, скажем, Сигмы Ориона ) было бы одинаковым. Это не было бы такой большой головной болью. Но это не так . Само наблюдение Хаббла показало, что вся Вселенная ускоряется . Прежде всего, нет никакого направления или центра (ну, каждая отдельная позиция может быть центром) для расширения (которое вы, возможно, уже знаете). Он не расширяется от Земли в каком-то определенном направлении. Согласно наблюдению, более близкие объекты движутся с немного меньшей скоростью, чем самые дальние объекты. Это видно из классического закона Хаббла. . Небольшое размышление может показать, что если скорость увеличивается с каждым увеличением расстояния, то она ускоряется...
Более интересное объяснение можно найти в статьях Вики о метрическом расширении пространства , законе Хаббла и нашем принятом в настоящее время модель .
пользователь4552