Если бы Вселенная не расширялась быстрее света, были бы наши ночи ярче дня?

Парадокс Ольбера предполагает бесконечную и статичную Вселенную (бесконечную жизнь Вселенной и звезд тоже).

Космологическое красное смещение, вызванное расширением Вселенной, смещает видимый свет в инфракрасную или микроволновую область электромагнитного спектра. Реликтовое излучение является наиболее ярким эффектом.

Наблюдаемая Вселенная конечна (примерно 93 миллиарда световых лет). Это ограничивает количество галактик, от которых мы получаем излучение.

Звезды имеют конечную жизнь.

Кроме того, некоторые части Вселенной со скоростью удаления больше c могут войти (в будущем) в горизонт событий, но они будут смещены в красную область на z более 1,8, вдали от видимой области.

Ссылка: arXiv:astro-ph/0310808v2, 13 ноября 2003 г.

Peacock Cosmological Physics Cambridge Press 2010 (раздел 12.1)

Заблуждения Davis Linewear о Big Bang, журнал Scientific American, март 2005 г.

Мне нравится это видео от MinutePhysics на эту тему. Это может прояснить вещи как учебник для начинающих.

Когда вы утверждаете, что Вселенная расширялась со скоростью выше скорости света, вы должны остановиться и спросить, что на самом деле имеется в виду под таким утверждением. Что движется относительно чего?

В стандартной космологии мы описываем расширение Вселенной скоростью Хаббла$H(t)$.$H(t)$однако это не скорость, а "скорость"$[H]=time^{-1}$. «Кажущаяся скорость» (примерно соответствующая красному смещению) между двумя точками на расстоянии$d$в остальной системе отсчета Вселенной тогда

$$v = H(t)d$$ Для любой заданной скорости Хаббла мы можем найти $d$для которых «кажущаяся скорость» формально больше скорости света, но и другая $d$для которого это не так. Это просто выражение того факта, что при любой положительной скорости расширения и бесконечной Вселенной всегда будут только конечные области, которых мы можем достичь, поскольку расстояние между нами и остальными просто растет быстрее, чем мы можем двигаться.

Это потому, что скорость света конечна, а свет от большинства звезд находится на пути к Земле.

Это так, но нужно учитывать и второй эффект — красное смещение. Если бы не было красного смещения, т.е. расширения Вселенной с момента ее зарождения, звезды постоянно находились бы на фоне тускло светящегося оранжевого (температурного$\sim 3000 K$) на фоне последнего рассеяния первичной плазмы, а также мы бы увидели гораздо больше звезд — слой за слоем, изображающих срез истории Вселенной, поскольку каждому слою требовалось больше времени, чтобы добраться до нас. (Мы видим это «первичное свечение плазмы» как реликтовое излучение). Однако, поскольку наша Вселенная имеет историю расширения, световые волны «растянулись» и, таким образом, сместились в красную сторону за пределы видимости.

Но да, если бы расширение было намного медленнее, то звезды казались бы гораздо ярче, так как расстояние между нами выросло бы не так сильно, и больше их было бы в видимом спектре, так как они не были бы так смещены в красную сторону меньшим расширенная вселенная. Если мы растянем это немного дальше, мы действительно сможем наслаждаться большим количеством света даже ночью. Но остерегайтесь своих желаний, этот пакет также будет включать гораздо больше мощности космического излучения, такого как гамма-всплески и т. д. и т. д.