Исключает ли реликтовое излучение, что Вселенная бесконечна?

Как уже обсуждалось, термин бесконечность неоднозначен и требует уточнения, чтобы дать правильный ответ.

Нет, реликтовое излучение не исключает бесконечности пространственной природы Вселенной. Пространство может быть бесконечным, «хотя» мы видим реликтовое излучение во всех направлениях с одинаковой силой и в целом с одинаковыми характеристиками. Само пространство не участвует в создании реликтового излучения, реликтовое излучение создано материей в этом пространстве.

Нет, реликтовое излучение также не исключает бесконечность материи и энергии во Вселенной и не доказывает, что Вселенная ограничена в какой-то точке и работает с отражениями, которые рассеивают происхождение реликтового излучения настолько, что оно светит ото всех. направления аналогично.

Реликтовое излучение прибывает со всех сторон, потому что мы были внутри сгустка материи, создавшего реликтовое излучение. Этот сгусток материи испускал фотоны во всех направлениях, а не только наружу. Вместо этого все тепло и события, происходящие в то время, создали поток фотонов из всех точек в этом облаке во всех направлениях (статистически говоря), а также и в его собственное внутреннее пространство . Большинство фотонов, конечно же, никогда не достигнут того места, где мы сейчас находимся, потому что они направлены куда-то еще. Но некоторые уже указывали точно на точку в пространстве, где мы находимся сегодня (это точка, которая была в то время, когда испускался реликтовый фон, внутри той области, где произошло реликтовое излучение; находится ли эта точка сегодня все еще внутри этой области? это скорее ориентир).

Некоторые из этих фотонов были очень близки к нам, когда они начали свое путешествие, может быть, всего в нескольких световых годах от нас, поэтому они должны были достичь того места, где мы сейчас, всего несколько лет спустя, поэтому мы не должны были видеть их сегодня. Но пространство унесло их с собой, когда расширилось (это идея расширения пространства: оно уносит с собой все, включая фотоны). Это расширение также уменьшило энергию и частоту фотонов за счет увеличения их длин волн. Вот почему мы сегодня видим первоначально высокоэнергетические гамма-фотоны как простые инфракрасные фотоны, которые чрезвычайно трудно обнаружить.

С испусканием этих фотонов началась гонка между фотонами, движущимися к нам со скоростью света, и расширением самого пространства. Будь они немного дальше, расширение победило бы, и эти фотоны никогда не достигли бы нас. То, что мы видим сегодня, — это именно те фотоны, которые были запущены в сфере вокруг нас и находились на точно правильном расстоянии от нас, так что эти фотоны сегодня выигрывают эту гонку. Завтра мы увидим фотоны, которые были испущены в сфере вокруг нас, которая была чуть больше и, следовательно, дальше.

На приложенной диаграмме показано это расширение. Мы находимся в черном пятне, зеленое кольцо — это сфера, испустившая фотоны, которые мы видим сегодня, треугольники — это фотоны, летящие прямо к нам. Они меняют цвет с течением времени, что указывает на изменение их длины волны. Когда они достигают черной точки, они становятся темно-красными, что указывает на инфракрасное излучение.

Итак, нет необходимости в подпрыгивании, чтобы объяснить наши наблюдения. Фотоны находились в пути около 13,8 миллиардов лет, но зеленое кольцо, которое их излучало, теперь находится намного дальше, чем всего 13,8 световых года, и они были намного ближе, чем 13,8 световых года, когда они испускались.

Сгусток материи, создавший реликтовое излучение, может быть бесконечным, а может и не быть, мы этого не узнаем, по крайней мере, не глядя на реликтовое излучение. На диаграммах он изображен в виде круга конечного размера, и мы находимся не слишком близко к границе (иначе мы бы увидели разницу в CMB в разных направлениях). Но круг может быть бесконечным полем такой материи, растягиваемым расширяющейся Вселенной. Мы увидим точно такое же CMB.

Все это не означает, что Вселенная на самом деле бесконечна. Там просто указано, что это нельзя определить, глядя на реликтовое излучение.

Было бы интересно упомянуть, что вся наша наблюдаемая Вселенная, все фотоны, достигающие Земли, излучаются внутри расширяющегося зеленого круга. Все, что излучается сразу за его пределами, достигнет нас в будущем (но на самом деле это произойдет лишь с небольшим количеством дополнительных слоев, потому что они были расширены вместе с пространством до огромных размеров), и все, что находится достаточно далеко за пределами зеленого кольца, не выигрывает. гонка против расширения и никогда не достигнет нас. Вот почему мы называем видимые микроволновые фотоны «фоном» (буква B в CMB).

Есть несколько вещей, которые нужно уточнить:

1. Вселенная не бесконечна по возрасту, Большой взрыв произошел 13,8 млрд лет назад

2. вселенная может быть бесконечна по размеру, но мы подразумеваем под этим, что вселенная практически бесконечна

Есть два способа сказать, бесконечно ли что-то (например, наша Вселенная):

1. бесконечное пространственное расширение (или бесконечное четырехмерное расширение в нашей вселенной), что означает, что он простирается (например, как сфера в трехмерном пространстве) бесконечно, поэтому его оси будут бесконечно длинными, что означает, что он неограничен в пространственном расширении.

2. бесконечный означает бесконечный, то есть вы можете вечно путешествовать в космосе, не задев края (которого, возможно, не существует в нашей вселенной)

Теперь в нашей вселенной случай, возможно, 2., бесконечный, что означает бесконечный, вы можете путешествовать в космосе, не ударяясь о край навсегда.

Хороший пример — поверхность Земли для муравья. Муравей может путешествовать по поверхности Земли вечно, не заезжая в конец, дорожный знак не имеет конца. Означает ли это, что Земля имеет бесконечную пространственную протяженность в космосе? Нет. Земля имеет ограниченное пространственное расширение в космосе (например, вы можете поместить/ограничить Землю в куб).

Тем не менее, Земля бесконечна для муравья (который не понимает общей картины), который живет только в 2D на поверхности.

Точно так же Вселенная бесконечна для нас, живущих в трехмерном пространстве, а это означает, что мы можем путешествовать бесконечно, не касаясь края.

Означает ли это, что возраст Вселенной бесконечен (в 4D в обоих направлениях, назад во времени и вперед)? Нет.

Аналогично, Вселенная ограничена в 4D, так что измерение времени ограничено в одном направлении, назад к большому взрыву, и нет смысла возвращаться назад до большого взрыва, нет такого понятия, как до большого взрыва. хлопнуть.

Очень важно понять, что бесконечность (в данном случае бесконечность) пространства не требует бесконечного времени.

Судя по комментариям, вопрос скорее в том, почему мы видим реликтовое излучение, если Вселенная бесконечна по размерам и все излучение разбавлено.

Теперь некоторые люди могут сбить вас с толку, задавая такие вопросы, как «почему тогда ночное небо не темное?»

Все возвращается к измерению времени. Причина, по которой мы все еще видим свет, исходящий от других галактик, и мы видим реликтовое излучение, заключается в том, что Вселенная не имеет бесконечного возраста. Возраст Вселенной, согласно принятой в настоящее время теории СМ, ​​составляет 13,8 миллиарда лет.

Чтобы иметь то, что вы предполагаете, что реликтовое излучение полностью разбавлено (и, аналогично, ночное небо темное), Вселенная должна быть бесконечно старой, а это означает, что Вселенная существовала бы бесконечное время.

Это не так, реликтовое излучение, излучение, как и другие фотоны (например, видимые) приходят со всех направлений во Вселенной, и самое дальнее, что мы видим, могло быть испущено всего лишь 13,8 миллиарда лет назад (но опять же это для всей Вселенной, а не только наблюдаемой).

Если бы мы не увидели реликтового излучения (и никаких видимых фотонов, исходящих от галактик), это могло бы означать две вещи:

1. Вселенная существует бесконечное время

2. скорость расширения превысила определенный предел, где любая другая галактика находится так далеко, что никакие фотоны (ни видимые, ни реликтовое излучение) никогда не достигнут нас.