Галактика приближается быстрее света

В космологии мы говорим о галактиках, удаляющихся от нас из-за расширения Вселенной. Свет от этих галактик кажется смещенным в красную сторону. Если галактики находятся достаточно далеко, то пространство между нами на самом деле расширяется быстрее света, и свет от этих галактик никогда не достигает нас.

Мой вопрос в том, что произойдет во вселенной Большого сжатия, где пространство сжимается быстрее света. Как нам может показаться, что галактика приближается быстрее скорости света? Будет ли его свет сильно смещен в сторону синего? Можем ли мы увидеть, что фотоны, испускаемые позже, прибывают первыми, так что будет казаться, что они возвращаются назад во времени и удаляются дальше?

Ответы (1)

В идеальной реколлапсирующей Вселенной FLRW коллапс — это просто обращение расширения во времени. Коэффициент доплеровского сдвига всегда равен а ( т эмиссия ) / а ( т обнаружение ) , а во время коллапса это синее, а не красное смещение.

На самом деле Большой схлопывание было бы намного более хаотичным, чем Большой взрыв, потому что энтропия продолжала бы увеличиваться, и, таким образом, космология FLRW не описывала бы его должным образом.

Однако независимо от деталей никогда не бывает «сверхсветового синего смещения», когда свет падает в обратном направлении.

Скорости разбегания в космологии определяются таким образом, что скорость с не имеет особого значения. Смотрите этот ответ для получения дополнительной информации. Галактики со скоростью удаления выше с не движутся быстрее света (т. е. вне светового конуса), и, как правило, неверно, что свет от них никогда не достигает нас. (В ΛCDM есть космологический горизонт, за которым мы не можем видеть свет, но он не совпадает с точкой, в которой скорость разбегания равна с .)

В коллапсирующей Вселенной скорость сближения галактик (определяемая таким же образом) может быть больше, чем с , но свет от этих галактик все равно достигнет нас раньше, чем сама галактика, и достигнет нас с большим положительным синим смещением, а не с отрицательным доплеровским сдвигом (назад).

Я в замешательстве. Есть целые статьи, объясняющие, что из-за скорости расширения Вселенной свет некоторых галактик никогда не дойдет до нас. en.m.wikipedia.org/wiki/Observable_universe
«Этот факт можно использовать для определения типа космического горизонта событий, расстояние от которого до Земли меняется со временем. Например, текущее расстояние до этого горизонта составляет около 16 миллиардов световых лет, а это означает, что сигнал от события, происходящего в настоящее время, может в конечном итоге достичь Земли в будущем, если событие произойдет на расстоянии менее 16 миллиардов световых лет, но сигнал никогда не достигнет Земли, если событие произойдет на расстоянии более 16 миллиардов световых лет».
«Свет, который сегодня излучается галактиками за более далеким космологическим горизонтом событий, около 5 гигапарсеков или 16 миллиардов световых лет, никогда не достигнет нас, хотя мы все еще можем видеть свет, который эти галактики излучали в прошлом». en.m.wikipedia.org/wiki/Expansion_of_the_universe
@AlonNavon Я просто имел в виду, что нет правила, согласно которому, когда скорость рецессии проходит с , объект становится невидимым. Скорость рецессии с в с / ЧАС 0 14  Гли , что строго меньше, чем 16  Гли расстояние до космологического горизонта. Вещество, излучавшее реликтовое излучение, в то время имело скорость рецессии около 70 с , Я думаю. В моделях с преобладанием открытой материи скорость удаления может быть сколь угодно большой, но горизонта нет, и весь свет в конечном итоге достигает всей Вселенной. И т. д.
Из ссылки Алона на Observable Universe в Википедии: Assuming dark energy remains constant (an unchanging cosmological constant), so that the expansion rate of the universe continues to accelerate, there is a "future visibility limit" beyond which objects will never enter our observable universe at any time in the infinite future, because light emitted by objects outside that limit could never reach the Earth.- можете ли вы согласовать это с вашими заявлениями, @benrg? Предполагая, что и вы, и статья верны, как вы приходите к разным выводам?
@AnoE В этом абзаце говорится о космологическом горизонте, а я говорю о расстоянии, на котором скорость рецессии с . Они разные, и Википедия не говорит иначе (а если и говорит, то не должна). Есть предел тому, что мы можем видеть в ΛCDM, но он не связан простым образом со скоростями рецессии.
«Появление в космологии скоростей удаления, превышающих с, является артефактом используемых координат». Ну да, как и все остальное. Что не так с этими координатами тогда? Вернее, почему мы используем неправильные координаты?
@Peter-ReinstateMonica (и все), я переписал оскорбительный раздел. Я надеюсь, что это улучшение.
@benrg Итак, вы говорите, что недоступность далеких галактик связана не с их скоростью разбегания — все они были бы доступны без космологической постоянной, а с положительной космологической постоянной, заставляющей их разбегание «ускоряться»? Что звучит как (своего рода) Rindler Horizon? en.wikipedia.org/wiki/Rindler_coordinates#The_Rindler_horizon