Как близлежащие галактики когда-нибудь выйдут за пределы нашего горизонта? (Нил Деграсс Тайсон)

В своем выступлении на телевидении, содержащемся в видео «Тайна, которая не дает Нилу де Грассу Тайсону спать по ночам» , астроном и педагог Нил де Грасс Тайсон говорит:

Я не хочу, чтобы меня винили, если ты не можешь заснуть сегодня вечером.

Эта темная энергия в будущем сделает Вселенную такой большой, ускорившись так значительно, что все галактики ночного неба ускорятся за нашим горизонтом.

Все галактики являются источником наших знаний о Большом взрыве.

Все, что мы знаем об истории Вселенной, приходит к нам из этих галактик.

Если они ускорятся за пределами нашего горизонта, следующее поколение космических исследователей будет думать только о звёздах Млечного Пути.

Что это значит, если можно простыми словами. Как близлежащие галактики когда-нибудь выйдут за пределы нашего горизонта (если это то, что он говорит, и если это правильно)?

Да, это правильно. Это означает, что никакие фотоны из внешних галактик не смогут достичь нас, потому что в действительности эти галактики будут удаляться со скоростью, превышающей скорость света.
@chris Отступает в в > с не мешает нам наблюдать за галактикой.
@pela, если пространство будет расти экспоненциально, что и произойдет. Более того, это также относится к локальным галактикам, излучающим свои фотоны сейчас, а не к далеким галактикам, которые излучали свои фотоны давным-давно.
@chris На самом деле, мы не только видим галактики, которые удаляются (d) со сверхсветовыми скоростями, как тогда, когда они излучали свет, который мы видим, так и сегодня, когда мы его видим (например, GN-z11 удалялась на v ~ 4c, когда она излучала свет, который мы сейчас см., и сегодня он отступает на v~2.2c). Также существует область Вселенной, где галактики сегодня удаляются при v>c, и где мы можем однажды увидеть фотоны, которые они испускают сегодня. Эта область представляет собой оболочку вне сферы Хаббла (~14 Глир, где в > с ) и внутри Горизонта Событий (~16 Glyr или около того, что отмечает границу, за пределами которой мы никогда не увидим свет, излучаемый сегодня).
@zephyr смотрите мой ответ Крису :)
@pela, возможно, вам следует ответить на вопрос ОП, не используя то, что мне кажется круговым аргументом: мы не видим вещей за горизонтом по определению того, что такое горизонт. (Я стремился к en.wikipedia.org/wiki/Wittgenstein%27s_ladder , но будьте моим гостем)
@chris Я работаю над публикацией, в которой будет объяснено, почему мои утверждения выше верны, но это может занять несколько дней, прежде чем она будет готова. Это распространенное заблуждение, и решение не тривиально :)

Ответы (1)

Предполагая, что Нил де Грасс Тайсон имеет в виду космический горизонт событий , он прав. Но на самом деле это не означает, что галактики «выпадают из поля зрения». Он прав, что они исчезнут, но не потому, что уйдут за горизонт.

Ближайшие галактики не исчезают

Прежде всего, следует отметить небольшую вещь, которую, я уверен, он просто упустил, чтобы немного упростить дело:

Вселенная расширяется и увлекает за собой галактики, но для достаточно близких галактик взаимное гравитационное притяжение удерживает их «запертыми». Следовательно, мы всегда сможем увидеть галактики в нашей Местной группе . В случае Андромеды мы даже сольемся, и я предполагаю, что через достаточно долгое время мы сольемся с другими галактиками в нашей группе просто потому, что мы будем продолжать вращаться вокруг друг друга, так что в какой-то момент мы подойду так близко, чтобы слиться.

Галактики не покидают обозримую Вселенную…

Во-вторых, что более важно, галактики не покидают пределы нашей наблюдаемой Вселенной . Наблюдаемая Вселенная состоит из области Вселенной, из которой свет успел достичь нас со времен Большого Взрыва, а «граница» между наблюдаемой и ненаблюдаемой Вселенной называется горизонтом частиц . Со временем свет от постоянно растущего числа галактик успевает достичь нас. Это число никогда не уменьшится . Оказавшись внутри нашей наблюдаемой Вселенной, галактика останется внутри.

…но все меньше и меньше галактик смогут послать нам световой сигнал…

Однако расстояние, на котором галактики могут излучать световой сигнал сегодня , который мы можем получить когда-нибудь в будущем, только асимптотически увеличивается до конечного значения (около 17 миллиардов световых лет; см., например, Davis & Lineweaver 2004 ), в то время как сами галактики продолжают увеличивать дистанцию. Я полагаю, именно это имеет в виду Нил де Грасс Тайсон: хотя галактики, которые мы видим, не исчезают из поля зрения, мы никогда не увидим, что в них происходит сегодня.

…а на практике даже те, что мы видим сейчас , исчезнут…

Более того, даже галактики, которые мы видим, будут смещаться все больше и больше в красную сторону, пока в конце концов весь свет от них не перейдет в радиорежим. Более того, фотоны будут прибывать со все меньшей и меньшей скоростью, пока для всех практических целей они не станут для нас невидимыми.

…особенно если ж > − 1

Приведенные выше соображения остаются верными, если Вселенная расширяется и ускоряется, как мы думаем. Однако есть вероятность, что само ускорение увеличится по величине. Если уравнение состояния ж темной энергии, которая, как считается, отвечает за ускорение, меньше, чем − 1 , расстояние до точки, где Вселенная расширяется быстрее скорости света, может бесконечно уменьшаться, так что галактики действительно покинут горизонт. В конце концов, даже гравитационно связанные галактики будут разделены, звезды будут вырваны из галактик, планеты будут оторваны от солнц и, наконец, разрушены, что приведет к Большому Разрыву .

Как-то я пропустил уведомление о вашем ответе, это замечательно, спасибо!
@uhoh Не за что :)
Как близлежащие галактики когда-нибудь выйдут за пределы нашего горизонта? (Нил Деграсс Тайсон)
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v